Kim, Shin-Woong;Lee, Seung-Jae;Park, Cheol-Young;Kang, Donghoon
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제8권4호
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pp.330-343
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2016
This paper presents results of an experimental investigation of vortex-induced vibration (VIV) of a flexibly mounted and rigid cylinder with two-degrees-of-freedom with respect to varying ratio of in-line natural frequency to cross-flow natural frequency, $f^*$, at a fixed low mass ratio. Combined in-line and cross-flow motion was observed in a sub-critical Reynolds number range. Three-dimensional displacement meter and tension meter were used to measure dynamic responses of the model. To validate the results and the experiment system, x and y response amplitudes and ratio of oscillation frequency to cross-flow natural frequency were compared with other experimental results. It has been found that the higher harmonics, such as third and more vibration components, can occur on a certain part of steel catenary riser under a condition of dual resonance mode. In the present work, however, due to the limitation of a size of circulating water channel, the whole test of a whole configuration of the riser at an adequate scale for VIV phenomenon was not able to be conducted. Instead, we have modeled a rigid cylinder and assumed that the cylinder is a part of steel catenary riser where the higher harmonic motions could occur. Through the experiment, we have found that even though the cylinder was assumed to be rigid, the occurrence of the higher harmonic motions was observed in a small reduced velocity ($V_r$) range, where the influence of the in-line response is relatively large. The transition of the vortex shedding mode from one to another was examined by using time history of x and y directional displacement over all experimental cases. We also observed the influence of in-line restoring force power spectral density with $f^*$.
The excavation works for deep foundation in urban areas have recently increased complaints of blasting vibration and settlement of ground level. Foundation must be excavated approximately up to 24-28m depths from the surface. The roads and subway line pass through the excavation area. The Dae-chung station is also located at the nearest distance 5-35m from the working site. To protect subway station and adjacient some structures from blasting and settlement, the level of ground vibration, displacements and stress were monitored and analyzed. The results can be summarized as follows ; 1. An empirical particle velocity equation were obtained by test blasts at Nassan Missi 860 Office tel construction site. $V{\;}={\;}K(D/\sqrt{W})^{-n}$, where the values for n and k are estimated tobe 0.371 and 1.551. From this ground vibration equation, the max. charge weight per delay time against distance from blasting point is calculated. Detailed blasting method is also presented. 2. To measure the horizontal displacement in directions perpendicular to the borehole axis, 6 inclinometers installed around working sites. The displacement at the begining was comparatively high because the installation of struts was delayed, but after its installation the values showed a stable trend. Among them, the displacement by 3 inclinometers installed on a temporary parking area showed comparatively high values, for example, the displacement measured at hole No. IC-l recoded the max. 47.04mm for 6 months and at hole No. IC-2 recorded the max. 57.33mm for 7 months. So, all of these data was estimated below a safe standard value 103mm. 3. Seven strain gauge meter was installed of measure the magnitude and change of stress acted on structs. The measured value of maximum stress was $-465{\;}kgf/\textrm{cm}^2,{\;}-338.4{\;}kgf/\textrm{cm}^2,{\;}302.3{\;}kgf/\textrm{cm}^2$ respectively. In compareto the allowable stress level of steel, they are estimated to be safe.
상수도 원격 검침에서는 리드 스위치의 채터링 오차를 감소시키기 위한 센서 연구 및 개선이 필요하다. 센서의 동작은 전기적 펄스를 발생시키기 위한 영구 자석 주각의 접근에 의한 기계적 접촉스위치처럼 나타낼 수 있다. 대부분 회전 또는 전달 이동을 잡기 위해 사용되고 수류 측정 장치에 적용하기 위해서는 높은 신뢰성이 필수이다. 동작 형태를 간단히 설명하게 되면 미터기 작동 모터 끝에 달려있는 작은 자석이 미터기 회전에 의해 리드 스위치 내부에 있는 두 개의 스프링과 기계적 접촉 형식으로 반복적으로 떨어지게 된다. 즉 수류량에 따라 펄스의 수가 증가하는 것이다. 이렇게 측정된 값은 무선 이동 통신을 통해 서버로 전달되게 된다. 문제는 자석과 리드 스위치가 만나는 지점에서 스위치가 멈추게 되면 떨리면서 펄스가 잘못 올라가는 오차가 생기는 것이다. 이러한 오차를 감소시키기 위해 보통 소프트웨어적인 방법을 사용한다. 필터 알고리듬을 사용하는것과 통계적인 보정방법을 사용하는 것이 그러한 예이다. 하지만 그러한 방법보다는 하드웨어적으로 문제를 해결하는 것이 오차를 줄일 수 있는 더 직접적인 방법이다. 본 논문에서는 기계적인 이력현상의 특성을 이용하여 리프 스프링 구조의 변화로 오차를 감소시키는 연구를 수행하였다.
This paper is concerned with the development of a measurement system using field measuring device which will give the membrane stress of the membrane structures. Up to this point, several techniques on measurement of membrane stresses has been proposed and some have been used in the fields, but accuracy of the measured stresses to be far from reliable one. Such situation has not been changed until recent days, we do not have the measurement device on which we can depend. On top of that, due to the different properties in cross directions for material of the membrane, the stress in the warp direction is different from that in the fill one. A new method is proposed to measured membrane stresses in two different direction separately, where instead of membrane stresses directly, an external force perpendicular to the membrane to be applied. A portable device can measure the applied force and the displacement. A special testing bed to be fabricated to accommodate $50cm{\times}50$ manbrane specimen which can apply 5 ton load in two orthogonal direction. A special device using push-pull gage was developed. To measure the membrane stresses in warp and fill direction separately, a different length of the tips are used. The measuring device which can called tension meter, can be calibrated on the testing bed, and optimized the length and shape of tip.
Spring-mass models have been widely accepted to explain the basic dynamics of human gait. Researchers found that the leg stiffness increased with gait speed to increase energy efficiency. However, the difference of leg stiffness change with gait speed between the young and the elderly has not been verified yet. In this study, we calculated the lower limb stiffness of the elderly using walking model with an axial spring. Vertical stiffness was defined as the ratio of the vertical force change to the vertical displacement change. Seven young and eight elderly subjects participated to the test. The subjects walked on a 12 meter long, 1 meter wide walkway at four different gait speeds, ranging from their self-selected speed to maximum speed randomly. Kinetic and kinematic data were collected using three force plates and motion capture cameras, respectively. The vertical stiffness of the two groups increased as a function of walking speed. Maximum walking speed of the elderly was slower than that of the young, yet the walking speed correlated well with the optimal stiffness that maximizes propulsion energy in both groups. The results may imply that human may use apparent limb stiffness to optimize energy based on spring-like leg mechanics.
지하 폐광도에 의한 지반침하 지역에서 전기비저항탐사와 시추공영상촬영을 통하여 지하공동의 분포 파악 및 지반 침하의 시간에 따른 변화량 측정을 수행하였다. 전기비저항탐사가 가능했던 연구지역 1에서는 100-150 ohm-meter 정도 낮은 비저항을 가지는 이상대가 관찰되었으며 시추조사와 시추공영상촬영 결과에서 폐갱도를 확인하였다. 연구지역 2는 도로로 피복되어 전기비저항탐사 수행이 불가능하였으나 광맥분포를 고려한 시추조사에서 채굴적 및 폐갱도를 확인하였다. 또한 시추공영상촬영을 43일간 총 6차례에 걸쳐 수행하여 시간에 따른 지하매질의 수직 이동 변위를 측정하였다. 지반침하로 인한 지하매질의 수직이동양상은 하부에서 상부보다 3배 이상 큰 규모로 발생하며 그 지속기간 역시 4배 이상 오랫동안 발생했음을 확인하였다. 효과적인 지하공동 탐지 및 지반침하 작용 모니터링을 위해서는 전기비저항탐사와 시추공영상촬영기법을 활용하는 것이 유용함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 2,000 kN 용량의 actuator를 이용, 12 m 경간의 실물 크기로 제작된 프리스트레스트 콘크리트 보의 구조성능 평가를 위한 실험을 수행하였다. 보의 양 단에는 접합을 위한 강판을 매립하였으며 시험체는 별도로 제작된 철골 보에 고력볼트접합 방식으로 세팅되었다. 프리스트레스트 콘크리트와 슬래브 콘크리트의 설계기준강도는 각각 50 MPa와 24 MPa이며, 인장 철근으로 사용된 2-HD25 철근은 매립강판의 구성요소 중 하나인 수직강판에 용접하였다. 실험은 변위제어법에 의하여 수행되었으며 10 mm의 변위를 증가시키며 loading과 unloading을 반복적으로 가력하였다. 실험결과를 살펴보면, 탄성거동구간에서는 약 88.34%, 비탄성거동구간에서는 약 86.97% 그리고 소성거동구간에서는 약 66.83%의 프리스트레싱에 의한 변위복원능력을 나타냄을 알 수 있었다.
Fattah, Mohammed Y.;Al-Mosawi, Mosa J.;Al-Ameri, Abbas F.I.
Earthquakes and Structures
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제11권1호
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pp.83-107
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2016
In this study, the response and behavior of machine foundations resting on dry and saturated sand was investigated experimentally. A physical model was manufactured to simulate steady state harmonic load applied on a footing resting on sandy soil at different operating frequencies. Total of (84) physical models were performed. The parameters that were taken into consideration include loading frequency, size of footing and different soil conditions. The footing parameters are related to the size of the rectangular footing and depth of embedment. Two sizes of rectangular steel model footing were used. The footings were tested by changing all parameters at the surface and at 50 mm depth below model surface. Meanwhile, the investigated parameters of the soil condition include dry and saturated sand for two relative densities; 30 % and 80 %. The dynamic loading was applied at different operating frequencies. The response of the footing was elaborated by measuring the amplitude of displacement using the vibration meter. The response of the soil to dynamic loading includes measuring the stresses inside soil media by using piezoelectric sensors. It was concluded that the final settlement (St) of the foundation increases with increasing the amplitude of dynamic force, operating frequency and degree of saturation. Meanwhile, it decreases with increasing the relative density of sand, modulus of elasticity and embedding inside soils. The maximum displacement amplitude exhibits its maximum value at the resonance frequency, which is found to be about 33.34 to 41.67 Hz. In general, embedment of footing in sandy soils leads to a beneficial reduction in dynamic response (displacement and excess pore water pressure) for all soil types in different percentages accompanied by an increase in soil strength.
이 연구에서는 차세대 고속철의 증가하는 주행속도에 따라 600 km/h 까지 10 km/h 간격으로 고속철 PSC 박스 연속교량의 교량받 침에 대한 동적거동을 수치해석하였다. 경부 고속철 구간의 40미터 단경간과 2경간 연속 PSC 박스교를 연구대상으로 프레임모형을 구성하였 으며, 38자유도의 관성질량 차량모형 및 교량과 궤도의 불규칙성을 포함한 상호작용력을 고려하였다. 주행속도별 교량받침의 종방향 변위와 누적이동거리와 변위속도를 산정하여 교량의 동적거동 추이분석과 비교하였다. 또한 마찰판의 내구성능평가를 위한 장기마찰시험 기준을 적 용하였다.
지하식 LNG 저장탱크의 Bottom Slab와 Side Wall의 연결부(코벨)는 응력집중을 완화하기 위하여 앵커바를 사용하여 부분적으로 고정되는 힌지 조건을 갖는다. 그러므로 LNG저장탱크 하중 조건인 LNG온도, 지하수압 등에 의해 방사 방향과 수직 방향으로 변형된다. 멤브레인 설계 관점에도 이러한 변형값이 직접 전달되어 중첩되므로 중요한 부분이다. 본 논문에서는 코벨부의 실제 거동을 조사하기 위하여 센서를 설치하여 온도, 하중 그리고 변위를 측정하였다. 또한 FEM 해석으로 예측한 하중조건에 대한 설계 값과 비교하여 합리적인 설계를 제시하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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