A spectral element model-based structural damage identification method (SDIM) was derived in the previous study by using the damage-induced changes in frequency response functions. However the previous SDIM often provides poor damage identification results because the nonlinear effect of damage magnitude was not taken into account. Thus, this paper improves the previous SDIM by taking into account the nonlinear effect of damage magnitude. Accordingly an iterative solution method is used in this study to solve the nonlinear matrix equation for local damages distribution. The present SDIM is evaluated through the numerically simulated damage identification tests.
본(本) 논문(論文)에서는 크기가 변(變)하는 변동진폭(變動振幅)의 반복하중이 콘크리트구조물(構造物)에 작용(作用)할 경우 피로파괴를 예측할 수 있는 비선형누적손상이론(非線型累積損傷理論)을 제안(提案)하였다. 이를 위하여 콘크리트보에 대한 피로실험이 수행되었으며, 피로하중은 2단계 및 3단계로 크기가 증가하는 경우와 감소하는 경우가 모두 고려되었다. 본(本) 연구(硏究)의 실험결과(實驗結果) 변동진폭(變動振幅)의 반복하중을 받는 콘크리트에 발생하는 누적손상은 피로하중의 크기와 피로하중의 작용순서에 따라 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 따라서 Palmgren-Miner의 선형손상이론이 콘크리트의 경우 적합하지 않음을 보여주고 있다. 피로하중이 점진적으로 증가하는 경우 Miner의 손상합(損傷合)은 1 보다 크며, 피로하중이 점진적으로 감소하는 경우 이 손상합은 1 보다 작은 것으로 나타났다. 본(本) 논문(論文)에서 제안(提案)된 비선형(非線型) 누적손상이론(累積損傷理論)을 피로하중의 크기와 작용순서의 영향을 고려할 수 있는 보다 진보(進步)된 손상이론으로서, 콘크리트 구조용의 피로해석 및 설계에 있어 하나의 토대가 될 것으로 사료된다.
Lee, Sung Sik;Ahn, Kyung Hyun;Lee, Seung Jong;Sun, Kyung;Goedhart, Petrus T.;Hardeman, Max. R.
Korea-Australia Rheology Journal
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제16권3호
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pp.141-146
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2004
Shear-induced damage of Red Blood Cell (RBC) is an imminent problem to be solved for the practical application of artificial organs in extra corporeal circulation, as it often happens and affects physiological homeostasis of a patient. To design and operate artificial organs in a safe mode, many investigations have been set up to correlate shear and shear-induced cell damage. Most studies were focused on hemolysis i.e. the extreme case, however, it is important as well to obtain a clear understanding of pre-hemolytic mechanical damage. In this study, the change in deformability of RBC was measured by ektacytometry to investigate the damage of RBC caused by shear. To a small magnitude of pre-shear, there is little difference, but to a large magnitude of pre-shear, cell damage occurs and the effect of shear becomes significant depending on both the magnitude and imposed time of shearing. The threshold stress for cell damage was found to be approximately 30 Pa, which is much less than the threshold of mechanical hemolysis but is large enough to occur in vitro as in the extra corporeal circulation during open-heart surgery or artificial heart. In conclusion, it was found and suggested that the decrease of deformability can be used as an early indication of cell damage, in contrast to measuring plasma hemoglobin. As cell damage always occurs during flow in artificial organs, the results as well as the approach adopted here will be helpful in the design and operation of artificial organs.
Seismic records are composed of mainshock and a series of aftershocks which often result in the incremental damage to underground structures and bring great challenges to the rescue of post-disaster and the repair of post-earthquake. In this paper, the repetition method was used to construct the mainshock-aftershocks sequence which was used as the input ground motion for the analysis of dynamic time history. Based on the Daikai station, the two-dimensional finite element model of soil-station was established to explore the failure process of station under different seismic precautionary intensities, and the concept of incremental damage of station was introduced to quantitatively analyze the damage condition of structure under the action of mainshock and two aftershocks. An arc rubber bearing was proposed for the shock absorption. With the arc rubber bearing, the mode of the traditional column end connection was changed from "fixed connection" to "hinged joint", and the ductility of the structure was significantly improved. The results show that the damage condition of the subway station is closely related to the magnitude of the mainshock. When the magnitude of the mainshock is low, the incremental damage to the structure caused by the subsequent aftershocks is little. When the magnitude of the mainshock is high, the subsequent aftershocks will cause serious incremental damage to the structure, and may even lead to the collapse of the station. The arc rubber bearing can reduce the damage to the station. The results can offer a reference for the seismic design of subway stations under the action of mainshock-aftershocks.
임펄스 비와 하중최대치의 비로 작성된 손상곡선을 이용하여 충격하중의 임펄스와 하중의 크기가 구조물의 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 단기에 종료하는 충격하중의 경우 관성력의 영향으로 하중의 크기보다는 임펄스가 구조물 손상에 주요변수가 되며, 관성력을 극복할 충분한 시간을 갖는 장기하중이 작용하는 경우에는 임펄스보다는 하중의 크기가 구조물 손상에 주요변수가 된다. 지반충격에 의한 구조물의 손상은 단기인 경우에는 지반의 최대입자속도가 그러나 장기인 경우에는 최대입자가속도가 손상의 주요 변수가 된다.
Damage detection algorithms based on a one-dimensional beam model can detect damage within a beam span caused by flexure only but cannot detect damage at a joint with prescribed boundary conditions or at the middle part of a beam section where the neutral axis is located. Considering the damage at a welded joint of beam elements in steel structures and modeling the damage with twodimensional plane elements, this study presents a new approach to detecting damage in the depth direction of the joint and beam section. Three damage scenarios at the upper, middle, and lower parts of a welded joint of a rectangular symmetric section are investigated. The damage is detected by evaluating the difference in the receptance magnitude between the undamaged and damaged states. This study also investigates the effect of measurement locations and noise on the capability of the method in detecting damage. The numerical results show the validity of the proposed method in detecting damage at the beam's welded joint.
이 연구는 고령자의 근육수축양식 및 손상정도에 따른 염증물질, 면역적격세포 및 골수유래 전구세포의 변화를 검증하는데 그 목적이 있다. 연구대상은 최근 6개월간 저항성운동 프로그램을 실시하지 않은 65세 이상의 고령자 20명을 신장성운동 집단(ECC, n=10)과 단축성운동 집단(CON, n=10)으로 분류하였다. 모든 피험자는 팔꿈치 굽힘근의 1차 신장성운동(ECC 1) 및 단축성운동(CON)을 실시하였고, ECC는 4주후에 재차 2차 신장성운동(ECC 2)을 6회 10세트, 세트 사이에 2분의 휴식시간을 적용하여 실시하였다. 골격근손상 지표(ROM, VAS, CK), 염증물질(TNF-α, IL-1, IL-6), 면역적격세포(CD3+, CD4+, CD8+, CD19+), 골수유래 전구세포(CD34+) 및 백혈구수는 운동전, 운동 직후, 운동 시기의 2, 24, 48, 72 및 96시간 후에 각각 측정하였다. 주요결과는 다음과 같다. 고령자의 골격근손상 지표(ROM, VAS)는 CON(근육수축양식) 및 ECC 2(손상정도)와 각각 비교해서 ECC 1에서 손상이 크게 증가하였다(p<.05). IL-6 및 TNF-α는 CON 및 ECC 2와 각각 비교해서 ECC 1의 24, 48 및 72시간 후에 유의하게 높게 나타났다(p<.05). 호중구수는 CON 및 ECC 2와 각각 비교해서 ECC 1의 2시간 후에 유의하게 높게 나타났다(p<.05). 이 연구에서는 고령자에서도 근육수축양식은 단축성운동보다 신장성운동에서, 또한 손상정도는 2차 신장성운동보다 1차 신장성운동에서 보다 크게 손상이 발생하였다는 사실을 확인하였다. 특히 IL-6와 TNF-α 및 호중구수는 근손상 정도와 밀접한 관련성이 있다는 것이 시사되었다.
Fragility analysis is widely used for the seismic safety evaluation of a structure. In fragility analysis, damage evaluation is a crucial factor. Most of the present fragility analyses use the representative responses such as displacement and absorbed hysteretic energy as a tool of damage evaluation. But damage evaluation method that can represent the local damage of a structure is required in the case of piers of which the local damage can cause the whole failure of bridge system. Therefore this study proposes a damage index, which can represent the distribution and magnitude of local damage by using the Lee and Fenves'plastic-damage model. Using the proposed damage index, fragility curves and damage probability matrix of pier are produced and fragility analysis is performed.
본 연구에서는 지역별 재해 발생 위험과 피해규모를 재해연보상의 다양한 유형으로 재구성하고 시설물별 재해 저감능력 및 예방정도를 평가할 수 있는 지표를 개발하였다. 각 지표는 기상학적, 수문학적 취약성과 재해 발생 확률과 같은 내용을 포함하고 있다. 이러한 내용을 GIS 기반의 DB 시스템으로 구축하여 시설물별 저감능력 대비 피해규모를 매칭하여 지역안전도를 진단하였다. 개발된 안전도 지표는 지역의 인명을 보호하고, 피해를 감소하며, 방재 시설물을 보호하는 내용을 담고 있다. 또한 재해 유형별 피해유형분석을 GIS 기반의 자료를 이용하여 시행하였다.
본 논문에서는 지진에 의해 발생 가능한 시설물의 피해 유형 중에서 도시기반시설에 해당하는 전력시설물과 배전시설물을 선정하였고 피해 여부를 산출해내는 방식에 대해 연구를 진행하였다. 피해여부를 산출하기 위해 시설물의 유형과 종류에 따라 취약률을 산출할 수 있는 취약률 곡선 산출식을 적용시켜 피해 규모에 따른 그래프를 산출해 내었다. 산출 결과를 활용하기 위해서 도시기반시설에 지진 발생 상황을 가정하고 지진의 규모와 최대지진가속도에 따른 피해 발생 확률을 취약률 형태로 나타내었다. 또한 산출된 취약률을 정수 형태로 변환하는 방식인 취약률 정량화 방식을 적용시켜 피해 규모에 대한 상수 값을 나타내었다. 본 논문에서 적용한 방식과 같은 연구가 지속될 경우 지진 발생 시 피해를 입는 시설물의 유형을 미리 파악하고 피해를 절감하기 위한 대응을 할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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