The quasi-steady approaches to simulate the wind induced vibrations of inclined cables, especially on the rain-wind induced vibration, have been tried by many researchers. However, the steady wind force coefficients used in those methods include only the effects of water rivulet, but not the axial flow effects. The problem is the direct application of the conventional techniques to the inclined cable aerodynamics. Therefore, in this study, the method to implement the axial flow effects in the quasi-steady theory is considered and its applicability to the inclined cable aerodynamics is investigated. Then, it becomes clear that the perforated splitter plate in the wake of non-yawed circular cylinder can include the effects of axial flow in the steady wind force coefficients for inclined cables to a certain extent. Using the lateral force coefficients measured in this study, the quasi-steady theory may explain the wind induced instabilities of the inclined cables only in the relatively high reduced wind velocity region. When the Scruton number is less than around 40, the high speed vortex-induced vibration occurs around the onset wind velocity region of the galloping, and then, the quasi-steady approach cannot be applied for estimating the response of wind-induced vibration of inclined cable.
주케이블과 행어로프로 구성된 케이블 시스템은 현수교에서 가장 중요한 부재로서 외부의 하중을 장력을 통해 전달하여 구조물의 안전성을 확보하는 비선형 요소의 부재이다. 장기간 공용된 교량의 케이블 시스템은 유지관리 활동에 따른 보수 및 보강의 영향을 받아 장력의 증가 혹은 변형이 발생하나 정확한 거동파악이 쉽지 않다. 국내 건설된 사장교에서의 케이블은 상시 모니터링 시스템이 개발되어 관리되고 있으나, 현수교의 주케이블에 대해서는 여전히 관리방법 개발이 필요하다. 이를 위해서 본 논문은 약 35년 공용되어온 남해대교에 대해서, 사용년수 증가에 따른 영향과 과거에 수행되었던 보수 및 보강공사가 케이블 시스템에 어떠한 영향을 주었는지를 파악하기 위해 그 동안 조사되었던 케이블의 손상, 행어로프의 장력 측정 결과 및 주 케이블의 형상측량 결과를 통하여 장기적인 거동을 분석하고 주케이블의 장력 변화를 분석하였다.
초고압 지중선로를 연결하는 접속함의 절연재료는 최근 에폭시에서 고무재질로 변화되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 접속재용 고무절연재료를 선정하기 위한 전기적, 기계적인 방법을 소개하였고, 전기적 절연특성과 접착특성간에 상관관계가 있는지에 대하여 고찰하였다. 특히 실제 제품의 절연-반도전간 interface특성을 모의할 수 있는 특수형태의 매입형 전극을 설계, 제조 및 시험후 동일시료에서 접착특성 확인용 시편을 채취 및 실험함으로써 전기적특성과 기계적특성간의 직접적인 상관관계를 규명할 수 있었다. 또한 실험을 통해서 초고압 지중선로용 접속함을 위한 최적의 고무재질 선정이 가능하였다.
한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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pp.292-299
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1999
In order to investigate dynamic behaviors of marine cables under wave and earthquake forces a geometric nonlinear. F, E formulation of marine cables is presented and tangent stiffness and mass matrices for the isoparametric cable element are derived, The initial equilibrium state of cables subjected to self -weights and current forces is determined and free vibration and dynamic nonlinear analysis of cable structures under additional environmental loads are performed based on the initial configuration Challenging examples are presented and discussed in order to demonstrate the feasibility of the present finite element method and investigate dynamic nonlinear behaviors of marine cables.
This paper proposes the method indirectly measuring the operating force of the end-effect tip of surgical robot instrument which conducts the surgical operation in the body on behalf of the surgeon's hand. Due to the size and safety obligation to the surgical robot instrument, it is difficult to measure the operation force of its tip like grasping force. However the instrument is driven by cable-pulley torque transmission mechanism and when some force is occurred at the tip, then the reaction force appears on the cable as additional tension. Based on this phenomenon, this paper proposes a method to estimate the operating force from measuring reaction force against the driving motor by using a loadcell. And it induces mathematical equation to calculate the force from loadcell by approaching the modulus of elasticity to high order polynomial. And this paper proves the validity of proposed mechanism by experimental test.
In spite of the difficulties and uncertain characteristic of cable driven method, surgical robot instrument has adopted it as driving mechanism for various reasons. To overcome the problem of cable system, previous research applied SMCSPO (sliding mode control with sliding perturbation observer) algorithm as robust controller to control the instrument and found that the value of SPO (sliding perturbation observer) followed force disturbance, reaction force loaded on the tip very similarly. Thus, this paper confirms that the perturbation observer is sufficient estimator which finds out the mount of loaded force on the surgical robot instrument. To prove the proposition, simulation using the similar model with an actual instrument and experimental evaluation are performed. The results show that it is possible to substitute SPO for sensors to measure the reaction force. This estimated reaction force will be used to realize haptic function by sending the reaction force to a master device for a surgeon. The results will contribute to create surgical benefit such as shortening the practice time of a surgeon and giving haptic information to surgeon by using it as haptic signal to protect an organ by making force boundary.
MS(Multi-Strand) 케이블은 여러 개의 강연선으로 이루어져있어, 케이블 시공시 각 강연선을 차례대로 개별적으로 긴장한다. 그리고 마지막 강연선이 정착되었을 때, 모든 강연선에 동일한 장력이 도입되어야하며, 이것이 MS 균등긴장의 핵심기술이다. 본 연구에서는 엑스트라도즈(Extradosed)교 및 사장교의 사재케이블(Stay Cable)에 적용되는 2,200MPa 초고강도 강연선들을 균등하게 긴장, 제어할 수 있는 MS 케이블 균등긴장시스템을 개발하였다. 개발한 균등긴장시스템은 전기저항식 로드셀, 유압잭, 유압펌프 그리고 통합제어기로 구성되며, Master 강연선과 Slave 강연선의 장력변화를 실시간으로 예측하며 제어하는 알고리즘을 탑재하였다. 개발시스템의 기능과 성능을 검증하기 위해 균등긴장 실험을 수행한 후, 광양 태인2교(ED교)의 사재케이블 가설긴장에 성공적으로 적용하였다.
강사장교의 거더와 주탑은 축력과 모멘트를 동시에 받는 보-기둥 부재이기 때문에 단일 힘을 고려하는 일반도로교의 내하율 산정식은 강사장교의 거더와 주탑에 적용할 수 없다. 현재, 사장교의 거더와 주탑에 적용 가능한 이론적인 내하율 산정방법은 아직 정립되지 않았다. 본 논문에서는 축력과 모멘트를 동시에 받는 부재의 상관공식을 적용하여 강사장교 거더와 주탑의 내하율을 산정하기 위한 식을 제안하였다. 영향선해석을 수행하여 각 부재에 압축력 최대, 정 및 부모멘트 최대의 경우에 활하중 재하 형태를 결정하였고 각 부재의 내하율 산정절차를 정리하였다. 제안된 내하율 산정방법의 타당성을 검증하기 위하여 실교량 모델인 돌산대교에 대한 적용예를 제시하였다. 일반도로교의 내하율 산정식은 돌산대교 거더와 주탑의 내하율을 과대평가 하였으며, 제안된 내하율 산정식은 축력과 모멘트를 동시에 지지하는 사장교 거더와 주탑의 거동을 적절히 반영하였다.
This paper focuses on the nonlinear vibrations of stay cables and evaluates the dynamic characteristics of stay cables by using the nonlinear enhanced MECS approach and the approximate approach. The nonlinear enhanced MECS approach is that both the girder-tower vibrations and the cable vibrations including parametric cable vibrations are simultaneously considered in the numerical analysis of cable-stayed bridges. Cable finite element method is used to simulate the responses including the parametric vibrations of stay cables. The approximate approach is based on the assumption that cable vibrations have a small effect on girder-tower vibrations, and analyzes the local cable vibrations after obtaining the girder-tower responses. Under the periodic excitations or the moderate ground motion, the differences of the responses of stay cables between these two approaches are evaluated in detail. The effect of cable vibrations on the girder and towers are also discussed. As a result, the dynamic characteristics of the parametric vibrations in stay cables can be evaluated by using the approximate approach or the nonlinear enhanced MECS approach. Since the different axial force fluctuant of stay cables in both ends of one girder causes the difference response values between two approach, it had better use the nonlinear enhanced MECS approach to perform the dynamic analyses of cable-stayed bridges.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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