• 제목/요약/키워드: Dynamic stability

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공작기계의 4차 산업혁명에서 특수한 형상 포켓 곡면가공을 위한 초정밀 소형 앵글 스핀들 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Ultra-precision Small Angle Spindle for Curved Processing of Special Shape Pocket in the Fourth Industrial Revolution of Machine Tools)

  • 이지웅
    • 실천공학교육논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.119-126
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    • 2023
  • 오늘날 자동차의 연비 향상 과 동적 거동 향상을 위해서 자동차 부품의 경량화 및 간소화 시대가 형성되고 있다. 설계와 제작의 간소화를 위해 제품 형상을 다양한 부품의 일체화로 진행되고 있다. 예를 들어 3개의 제품을 1개의 제품화 시키기 위해서 아주 협소한 부분까지 제품 가공하는 일이 발생되고 있다. 기존의 부품의 경우 가공의 편의성을 위해 정밀 다이캐스팅 또는 주물 생산으로 가공 후 조립하는데 다중 조립체(multi-piece) 방식은 공정수가 많이 필요로 하며, 부품의 정밀도와 강도를 저하시키는 요인이 된다. 가공 공정을 단순화 시키고 부품의 강도를 확보하기 위해서 일체형으로 제작하는 것이 단점을 극복하는데 매우 유리하지만 깊고 좁은 포켓 부분을 가공 할 경우 장비 자체 스핀들로는 가공이 불가능하다. 문제점을 해결하고자 절삭가공에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 다축 복합가공 기술은 이러한 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 지금까지 하나의 공작기계로 여러 공정에 따른 유연한 절삭가공이 어려웠던 복합 형상에도 절삭가공이 가능하다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 고가의 장비로 인하여 제조경비 상승과 기계를 운영할 수 있는 기술자가 부족한 것이 현실이다. 5축 절삭 가공기에서는 깊고 협소한 구간의 제품을 생산할 때 공구의 간접으로 제품 생산에 사이클 타임이 늘어남은 물론 가공상에 문제점들이 많이 발생된다. 따라서 전용 공작기계 및 다축 복합가공기를 사용해야 한다. 그 대안으로 3축 머시닝센터에서 5축 이상의 다축 복합가공을 할 수 있는 특수 공구로서의 앵글 스핀들(angle spinde)이 사용될 수 있다. 앵글 스핀들 사용함으로 가공 진동 흡수, 낮은 열 발생과 작동 안정성, 우수한 치수 안정성, 강도 확보와 같은 분야에서 다양하고 지속적인 연구가 필요하다.

식생의 뿌리 점착력과 지표유출의 흐름 조건을 고려한 산사태의 발생 특성 분석: 충청북도 제천지역의 사례를 중심으로 (Analysis of Landslide Occurrence Characteristics Based on the Root Cohesion of Vegetation and Flow Direction of Surface Runoff: A Case Study of Landslides in Jecheon-si, Chungcheongbuk-do, South Korea)

  • 이재욱;조용찬;김석우;김민석;오현주
    • 한국산림과학회지
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    • 제112권4호
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    • pp.426-441
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    • 2023
  • 본 연구에서는 수확벌채에 따른 수목의 뿌리 점착력의 변화와 토양의 포화를 가정한 지표유출의 세 가지 흐름 기법(SFD; Single flow direction, MFD; Multiple flow direction, IFD; Infinite flow direction)을 무한사면 안전율 공식에 적용하여 산사태 발생 예측 모델링의 정확성을 분석하였다. 이를 위해 2020년 8월 집중호우의 영향으로 자연사면과 벌채사면에서 다수의 산사태가 발생한 제천지역을 연구지역으로 선정하였다. 위성영상과 25cm급 항공사진을 이용한 산사태 인벤토리 맵핑 결과, 연구지역 내에서 총 830개소의 산사태 발생원이 확인되었다. 산사태 모델링 결과, 벌채에 따른 뿌리 점착력의 변화를 고려한 경우(MFD: 0.81, IFD: 0.80, SFD: 0.80)가 벌채의 영향을 고려하지 않은 경우(MFD: 0.79, IFD: 0.79, SFD: 0.78)에 비하여 AUROC(Area Under the Receiver Operating Characteristics) 분석에서 정확성이 1.3~2.6% 향상되는 것으로 나타났다. 또한, MFD 알고리즘을 이용한 경우는 다른 알고리즘과 비교하여 AUROC 분석에서 정확성이 최대 1.3% 향상되었다. 이러한 결과는 식생조건의 변화를 고려한 뿌리 점착력의 차등 적용과 지표유출수 흐름기법의 선정이 산사태 예측 모델링에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 향후 이 연구의 결과는 현지 수문모니터링과 함께 수종별 뿌리 점착력의 특징 및 변화를 고려하여 검증되어야 할 것이다.

파랑-지반-해안구조물의 상호작용에 기인하는 해저지반과 구조물의 동적응답에 관한 수치시뮬레이션 (Numerical Simulation on Seabed-Structure Dynamic Responses due to the Interaction between Waves, Seabed and Coastal Structure)

  • 이광호;백동진;김도삼;김태형;배기성
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.49-64
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    • 2014
  • 해안 및 해양구조물 하부의 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 과잉간극수압(진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합)이 크게 발생할 수 있고, 이어지는 유효응력의 감소에 따라 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 일단, 지반액상화가 발생 및 진행되면 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 특히, 중력식구조물이 설치된 하부지반내에서는 파작용에 의한 큰 과잉간극수압과 작은 유효응력으로 부터 발생되는 지반액상화의 여부를 정확히 예측할 필요가 있고, 이러한 지반의 동적거동 특성은 설계에 충분히 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 해저지반상 및 구조물의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 해저지반응답용의 수치해석프로그램 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)에 입력치로 적용하여 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 구조물의 시간변위를 정량적으로 평가한다. 이로부터 해저면상에서 전단응력을 고려한 경우 구조물 전면의 하부해저지반에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 액상화된 토립자는 흐름에 저항력을 상실하므로 세굴로 이어질 것으로 판단된다. 따라서, 태풍시 고파랑의 작용이 장시간 지속되는 경우 구조물의 전면에서는 지반액상화로 인한 지반강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 더욱 크게 발생되고, 더불어 구조물의 안정성에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

노르딕 워킹이 퇴행성 무릎 관절염 노인여성의 근력과 유연성, 균형 및 통증에 미치는 영향 (Effects of Nordic Walking Exercise on muscular strength, Flexibility, Balance and Pain in Older Woman with Knee Osteoarthritis)

  • 오유성;김지선;장우성
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.1312-1326
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    • 2019
  • 본 연구는 퇴행성 무릎 관절염을 가진 노인여성을 대상으로 12주간의 노르딕 워킹을 통해 신체 기능과 관절염 통증 정도의 개선에 어떠한 효과를 미치는지 규명하는데 목적이 있다. 본 연구의 대상자는 퇴행성관절염으로 진단받은 노인여성 16명(나이: 73.00±3.70year, 신장: 154.30±4.07cm)을 대상으로 무선배정 된 노르딕 워킹 운동그룹(n=9)과 통제그룹(n=7)으로 나누었다. 운동 그룹은 노르딕 스틱을 이용하여 12주간 주 3회, 1회 30분 노르딕 워킹 운동을 실시하였고, 운동 강도는 HRR의 40-60%로 설정하였다. 통제그룹은 동일한 기간 동안 일상생활을 유지하도록 하였다. 종속변인으로 신체조성(체중, 체지방률, 근골격량)과 근력 과 유연성(상·하지 근력, 상·하지 유연성), 균형능력(정적균형, 동적균형) 및 통증정도를 측정하였다. 이러한 지표들의 측정은 운동프로그램을 진행하기 전과 후로 나누어 2번 측정하였다. 자료처리는 SPSS-PC version 25.0을 이용하여 실험집단과 통계집단간의 생리학적 특성 비교를 위해 독립표본 t-test를 사용하였으며, 노르딕 워킹 운동그룹과 통제그룹의 그룹 간, 시기간의 변화를 알아보기 위해 2×2 반복측정 이원배치분산분석을 사용하였다. 연구 결과는 첫째, 12주간의 노르딕 워킹을 통해 신체조성 기능에서 체지방률은 운동 처치 후에 감소하는 결과가 나타났으며(p=.004), 집단 간과 시기 간의 상호작용에서도 감소하는 결과가 나타났다(p=.003). 골격근량은 운동처치 후에 증가하는 결과가 나타났으며(p=.018), 집단 간과 시기 간의 상호작용에서도 증가하는 결과가 나타났다(p=.005). 둘째, 근력과 유연성은 상지근력과 하지유연성에서 집단 간과 시기 간 상호작용에서 증가하는 결과가 나타났으며(p=.009)(p=036), 하지근력에서는 운동집단과 통제집단 간 개선효과가 나타났다(p=.006). 또한, 상지유연성은 운동처치 후에 증가하는 결과가 나타났다(p=.020). 셋째, 균형능력 요인은 정적균형에서 운동처치 후 개선 효과가 나타났으며(p=.016), 동적균형에서는 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 넷째, 통증정도는 운동처치 후 개선 효과가 나타났으며(p=.022), 운동집단과 통제집단 간에 개선 효과도 나타났다(p=.013). 결론적으로 12주간의 노르딕 워킹은 퇴행성 무릎 관절염을 가진 노인여성의 신체조성과 근력과 유연성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 노르딕 워킹은 퇴행성 무릎 관절염을 가진 노인여성에게 신체조성과 안정성, 균형성을 높여 주였으며, 무릎 관절의 통증을 낮춰주어 재활 운동 기능 개선에 효과적인 운동방법이라고 사료된다.

분광학을 이용한 흄산의 모델 리간드인 2,6-Dihydroxybenzoic acid와 우라늄(VI)의 착물형성 반응에 관한 연구 (Spectroscopic Studies on U(VI) Complex with 2,6-Dihydroxybenzoic acid as a Model Ligand of Humic Acid)

  • 차완식;조혜륜;정의창
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.207-217
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    • 2011
  • UV-Vis 분광광도법과 시간분해 레이저 유도 형광분광법(TRLFS)을 이용하여 흄산의 모사 리간드로 사용한 2,6-Dihydroxybenzoate(DHB)와 U(VI)의 착물형성반응을 조사하였다. U(VI)-DHB 착물 고유의 전하이동 흡수 스펙트럼을 분석한 결과, 착물형성반응은 우라늄-리간드 비가 1:1 또는 1:2 착물을 형성하는 이중 평형반응이며, 산도에 따라 착물종의 분포가 변한다는 것을 밝혔다. 계산된 착물형성상수 (log $K_1$ and log $K_2$)는 $12.4{\pm}0.1$$11.4{\pm}0.1$이다. 이에 더하여, TRLFS 방법으로 조사한 결과, DHB는 U(VI) 화학종들의 형광 소광제(quencher)로서 역할을 한다는 것을 확인하였다. 특히, 확인된 U(VI) 화학종 모두(${UO_2}^{2+}$, $(UO_2)_2{(OH)_2}^{2+}$$(UO_2)_3(OH)_5{^+})$에서 정적 (static) 및 동적 (dynamic) 소광작용이 공존하는 것으로 관찰되었다. 시간분해 형광 스펙트럼으로부터 리간드 농도에 따른 U(VI) 화학종의 형광세기와 형광수명을 측정하였으며, Stern-Volmer 식을 이용하여 분석하였다. 결정된 정적소광계수(KS)는 ${UO_2}^{2+}$, $(UO_2)_2{(OH)_2}^{2+}$$(UO_2)_3(OH)_5+$에 대하여 각각 $4.2{\pm}0.1$, $4.3{\pm}0.1$$4.34{\pm}0.08$이다. Stern-Volmer 식을 이용한 분석 결과, 단일 또는 이중 배위자 구조(mono- and bi-dentate)의 U(VI)-DHB 착물이 모두 정적소광효과에 관여하는 바닥상태 착물임을 확인하였다.

초임계 이산화탄소를 이용하여 추출된 도라지 종자유의 특성 (Characterization of Platycodon grandiflorum Seeds Oil Extracted by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 김양지;임지영;김석중
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.99-110
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    • 2018
  • 본 연구에서는 초임계 이산화탄소 추출을 이용해 도라지(Platycodon grandiflorum A. DC) 종자로부터 유지를 제조하여 새로운 식용유지로서의 물리화학적 특성을 조사하였다. Soxhlet 용매 추출에 비해 6,000 psi 압력 및 $40^{\circ}C$ 온도조건에서의 초임계 이산화탄소 추출로 더 많은 유지를 얻을 수 있었고 특히 볶은 종자로부터는 32.7%까지 얻을 수 있었다. 볶은 종자로부터 얻은 초임계 도라지 종자유는 시판 대두유나 들깨유와 마찬가지로 대부분 중성지질로 구성되어 있음을 TLC 분석으로 확인하였다. 또한 이 유지는 고도로 불포화된 지질로 대두유나 들깨유보다 linoleic acid(73.27%) 함량이 훨씬 높았으며 그 다음으로 oleic acid(13.16%) 함량이 높았다. 유지의 물리화학적 특성으로, 비중 0.92, 점도 45.37 cP, 굴절률 1.48, 색도 L=47.30, a=-3.69, b=25.72, 요오드가 141.57 g $I_2/100g$ oil, 비누화가 191.21 mg KOH/g oil, 산가는 2.60 mg KOH/g oil 였다. 이런 특성들 중에서 지질의 불포화도와 관련이 있는 굴절률, 점도 및 요오드가는 두 시판 유지들의 중간값을 나타내었다. Rancimat 법으로 측정한 산화유도기간을 비교한 결과에서도 초임계 추출 도라지 종자유(2.03 hr)는 대두유(2.94 hr)보다는 낮으나 들깨유(1.79 hr)보다는 높은 중간값을 나타내었다. 종자 볶음 공정은 유지의 추출 수율을 증가시킬뿐만 아니라 콜레스테롤에스터 함량과 산가 감소에 긍정적 효과도 있었다. 이상으로부터, 초임계 이산화탄소 추출을 통해 볶은 도라지종자로부터 높은 수율로 유지를 제조할 수 있었고 이 유지는 식용유지로서 적합한 특성을 가진다고 판단되었다.

평행봉 Belle 기술동작의 운동학적 분석 (A Kinematical Analysis of Belle Motion on Parallel Bars)

  • 공태웅
    • 한국운동역학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.43-53
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    • 2005
  • This study is to define how the difference of athletic change influence on the last regrasp after somersault in Belle movement of parallel bars. For his study, the following conclusion was produced by analysis of athletic change by means of three dimensional visual image in three athlete of nation. 1. As the picture of S1, there are total used time(2.01 sec), S3(2.17 sec) and S2(2.19 sec). In case of a short needed time, it is difficult for them to perform the remaining movement of the vertical elevating flight easily and comfortably, it is judged as performing the small movement with restrict swing. 2 In the change of body center sped by each event, it is calculated as $-89.1^{\circ}$ the narrowest in S1, $-81.96^{\circ}$ the widest and then $86.34^{\circ}$ in S3. In E3 event, average compound speed is 4.07m/s, S2 showed the fastest speed of 4.14m/s whereas S1 the narrowest angle of 3.95m/s. 3. A shoulder joint and coxa are the period of mention in E3. In E4 which was pointed out the longest vertical distance, S2 that is indicated the highest vertical height as the period of detach in parallel bars. showed -3.91m. This is regarded as a preparatory movement for dynamic performance after using effectively elastic movement of shoulder joint and coxa while easily going up with turning back movement. In the 5th phrase, long airborne time and vertical change position is showed as the start while regrasping securely air flight movement from high position. 4. In E5, a long flight time and a long vertical displacement were shown as the regrasp after somersault efficiently in high position with stability from the point of the highest peak of the center of the body. Especially, S2 is marked as a little bit long position, while S1 is reversely indicated as performing somersault and unstable motion in a low position. 5. In E3, at the point of the largest extension of the shoulder joint and hip joint the shoulder joint is largely marked in $182^{\circ}$ and the hip point $182^{\circ}$ in S2. The shoulder joint is marked at the smallest angle in $177^{\circ}$ and the hip point $176^{\circ}$ in S1. And S1 is being judged by its performance of the less self - confident motion with lessening a breath of swing. S2 makes the most use of flexion and extension of the shoulder joint and the hip joint effectively. It was performed greatly with swinging and dropping the rotary movement and the rotary inertia naturally. 6. In E6, as the point of regrasp of the upper arm in parallel bars it is recognized by the that of components of vertical and horizontal velocity stably. During this study, the insufficient thing and the study on the parallel bars at a real game later are more activated than now. If it is really used as the basic materials by means of Belle Picked Study of Super E level after Bell movement, you may perceive the technique movement previously and perform without difficulty. Especially, such technique as crucifix is quite advantageous for oriental people thanks to small body shape condition. In conclusion we will nicely prepare for our suitable environment to gradually lessen trials and errors by analyzing and studying kinematically this movement.

도시공원.녹지의 시민만족도 모형 - 안양시를 사례로 한 교류적 접근 - (Citizen Satisfaction Model for Urban Parks and Greens - A Transactional Approach in the Case of Anyang City, Korea -)

  • 김유일;김정규;안진성;최아현
    • 한국조경학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.62-74
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 도시공원과 녹지공간의 이용과 미적 측면에서 도시민들이 중요하게 가치를 두고 있는 요인들을 평가하고, 다양한 공원녹지 요소에 대해 이용자 만족도 변화를 다루는 방법을 찾는 것이다. 이를 위해서 본 연구에서는 안양시의 1999년과 2007년의 환경의 질을 평가하기 위해 교류적 접근방법을 이용한 동적모형과 공원녹지만족도 개념모형을 발전시킨다. 그리고 실증적 연구방법으로 1999년과 2007년의 공원녹지 환경 조사와 1999년의 573개, 2007년의 982개의 설문을 포함한다. 분석결과, 첫째, 공원녹지만족도의 가장 중요한 요인은 '도시공원'이고, 그 다음으로 '도시경관'이었다. 둘째, 모형에서 공원녹지만족도는 도시거주성과 경관의 질을 포함한 도시환경의 질적 만족도의 원인이 된다. 셋째, 요인분석결과, 평가인자는 도시경관, 도시녹지, 선형시설, 도시공원, 하천녹지, 산림녹지의 6개 요인이었으며 2007년에는 시민들이 참여한 '안양천 되살리기 운동'으로 인해 하천녹지 요인이 새로이 나타났다. 넷째, 교류적 관점에서 환경변화 결과는 시민들의 태도변화 측면, 안정성 측면의 양면을 보여주고 있다. 만족도는 향상되었지만 대부분의 요인에서 만족-불만족 항목의 패턴은 변화되지 않았다. 녹도를 포함한 하천녹지와 선형시설(보행자전용도로, 자전거도로, 조깅로 등)은 긍정적으로 변화되었다. 2007년에 공원녹지만족도는 안양시의 노력과 시민운동으로 조성된 도시공원 및 하천과 녹도로 인해 두드러지게 향상되었다.

Ovality가 세그먼트 라이닝의 동적 거동 특성에 미치는 영향 (The effect of tunnel ovality on the dynamic behavior of segment lining)

  • 이경주;송기일
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.423-446
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    • 2023
  • 쉴드 TBM 터널 라이닝은 세그먼트와 링으로 분절되어 있다. 2-링 빔-스프링 모델은 세그먼트 라이닝의 링과 세그먼트의 연결부 경계조건을 통해 불연속성을 고려하며 단면 설계 시 주로 활용하는 모델링 방법이다. 그러나 3차원 해석이 필요한 경우 대체로 Segmentation에 대한 고려 없이 연속체 라이닝으로 간주하여 세그먼트 라이닝에 대한 응력과 변위를 검토하는 경향이 일반적이다. 본 연구는 세그먼트와 링의 접촉면에 Coulomb의 마찰 법칙에 근거한 Shell interface element를 적용하여 세그먼트 간 계면 거동하는 모델링으로 지진 시 세그먼트 라이닝의 응력과 변위에 대한 응답 특성을 연구한다. 세그먼트 라이닝은 건설 과정에서 Ovaling 변형이 발생된다. 국내 세그먼트 라이닝의 Ovaling 변형에 대한 관리 기준은 없다. 스웨덴이나 중국의 경우 내경 7.0 m의 라이닝인 경우 5~10‰의 Ovality 기준을 갖고 있으나 이는 현실적으로 실현하기 어려운 기준치이다. 본 연구는 Shell interface element를 활용한 세그먼트 라이닝 모델링을 통해 지진 시 라이닝에 발생되는 응력과 변위의 특성을 연속체 모델링 결과와 비교하여 Segmentation이 고려된 라이닝의 지진에 대한 응답 특성을 연구하고 이를 통해 세그먼트 라이닝의 Ovality 기준과 의미를 연구한다. 연속체 라이닝과 세그먼트 라이닝의 지진 시 응력과 변위의 분포 양상은 유사하였다. 그러나 응력과 변위의 최댓값은 세그먼트 라이닝과 차이를 보여주었다. Shell로 모델링 된 연속체 라이닝의 지진 시 응력 분포는 3차원 원통형 형상에 연속성을 갖는 응력 분포를 보이지만 세그먼트 라이닝은 분절된 세그먼트 외측으로 응력이 집중되었고 세그먼트와 링의 접촉면이 집중되는 위치에서 가장 큰 응력이 발생되었다. 이러한 단속적이고 국부적 응력 분포는 라이닝의 Ovality가 클수록 지진 시 더욱더 국부적 집중도가 커진다. 응력 분포가 급격하게 커지는 Ovality는 150‰ 정도에서 발생되기 시작했으며 그보다 작은 Ovality 에서는 원형 단면 라이닝에서 발생되는 응력보다 작은 응력이 발생되었다. 그러나 Ovality 150‰는 실제 라이닝에서 실현될 수 없는 비현실적 값이다. 따라서 세그먼트 라이닝의 Ovality는 심도에 따라 증가될 수 있으나 지진 하중에 대한 안정성에는 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 터널의 단면 확보 및 품질관리를 위해서는 Ovality에 대한 계측과 관리가 요구된다.