• 제목/요약/키워드: Excessive displacement

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입체 복합구조물의 하부골조 층수 변화에 따른 비선형 거동특성 (The Nonlinear Behavior Characteristics of the 3D Mixed Building Structures with Variations in the Lower Stories)

  • 강병두;전대한;김재웅
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • 상부벽식-하부골조 구조(복합구조)는 일반적으로 전이층을 중심으로 상부는 주거공간의 전단벽식의 고층아파트이고 하부는 상업공간의 보-기등의 골조구조이다. 이러한 구조물은 구조형식의 특성상 강성비정형, 질량비정형, 기하학적 비정형 등 비정형 형태의 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 하부골조 구조물의 층수가 변화할 경우에 대해 복합 구조물의 비선형 거동특성과 내진성능을 파악하였다. 비선형 해석결과로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 1) 비선형 정적해석의 최상층변위각과 밑면전 단력계수로부터 하부구조의 층수가 증가할 경우 구조물의 밑면전단력계수는 감소하였으나 최상층변위각은 증가하였다. 2) 하부구조의 층수가 증가할 경우 상부벽식구조의 층간변위각과 소성율은 감소하였으며, 상부벽식은 탄성상태에 가까운 거동을 하였다. 3) 하부구조의 층수가 증가할 경우 하부구조에서 층간변위각이 집중적으로 증가하였다.

전기투석을 이용한 현미부산물로부터의 미네랄성분 추출 및 나트륨감량형 미네랄 소금 제조 (Mineral extraction from by-products of brown rice using electrodialysis and production of mineral salt containing lower sodium)

  • 노남두;박은정;김미림
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.859-866
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    • 2015
  • 무기이온이 풍부한 생식물 중 버려지는 부산물을 이용하여 미네랄 확보를 위한 발효최적조건을 설정하고 발효물에 함유된 미네랄 여과 및 정제 조건을 확립하였다. 생식물 가공 후 부산물을 활용하여 다량의 미네랄을 확보하고, 생식물 미네랄 배지조성을 위하여 백미 도정 후의 현미부산물인 미강을 고체 발효시켜 열수추출한 결과 칼륨 2,019.2 mg/100 g을 포함한 미네랄을 얻을 수 있었다. 추출물에 대한 순차적인 여과로 칼륨 1,769.70 mg/100 g을 포함한 미네랄을 확보하여 정제한 후 미네랄을 염수와 치환하기 위한 조건을 확립하기 위하여 유량과의 상관관계를 알아본 결과 유량이 변화하여도 전기투석효과에 영향이 없었으며, 유속이 200 mL/L로 빠를 때 생산제품인 정제수실 반응액이 농도가 낮게 나타났다. 인가전류와의 상관관계에서는 전류를 높게 인가할수록 전기투석효과가 높게 나타났고, 그 증가곡선도 역포물선으로 인가전류가 높을수록 효율이 높음을 나타냈다. 시간과의 상관관계 결과 90분 이내에 95%의 추출액 이온이 정제수로 회수 되었으며 비례적으로 추출 이온별 농도의 변화가 있었다. 정제수실의 이온 농축수에 정제염수실에서 조성된 수산화나트륨을 혼합하여 pH 7.4 의 안전한 염화화합물을 조성할 수 있게 되었다. 전기투석 공정의 원리를 이용하여 생식물 발효 조성액에 함유된 미네랄을 정제염수와 이온치환하여 나트륨 함량 40% 대비 최저 5.7%~최고 30%까지 나트륨이 감량된 소금을 제조하여 미네랄 저염소금 개발 가능성을 확인할 수 있었다.

다층건물의 비선형 반응해석을 위한 반응수정계수 (Response scaling factors for nonlinear response analysis of MDOF system)

  • 한상환;이리형
    • 전산구조공학
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    • 제8권3호
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    • pp.103-111
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    • 1995
  • 지진하중과 같은 동적인 하중에 대한 다자유도 구조물의 비선형 해석은 많은 양의 계산을 요구한다. 이런 계산상의 어려움을 감소시키기 위하여 다자유도를 가진 복잡한 구조물의 비선형해석을 간략화된 동위 구조물 (Equivalent Nonlinear System(ENS))을 이용해 구할 수 있는 약산법을 제시한다. 간단한 동위 구조물은 원구조물의 가장 중요한 구조물의 성질을 가지고 있는데 구조물의 처음 두 개의 주기(natural periods)의 동적 특성 및 전체 항복변위(global yield displacement)를 가진다. 구조체 반응으로 이 논문에서는 구조체의 전체변위 및 층간변위가 고려된다. 구조체의 전체 변위 및 층간변위를 얻기 위하여 전체 반응수정계수(global response scaling factor) R/sub G/와 국부반응수정계수(local response scaling factor)R/sub L/을 동위 구조물로부터 얻어진 변위에 적용한다. 이 반응수정계수는 다자유도 구조물의 비선형 해석을 통하여 얻어진 변위들과 동위 구조물을 이용해 얻어진 변위들을 이용해 광범위한 회기분석을 통하여 구조물의 연성과 첫번째 두 모드의 질량참여계수의 함수형태로 얻는다. 반응수정계수를 가진 동위 구조물을 만들기 위하여 철골 모멘트 연성 골조 방식의 구조물(Special Moment Resisting Steel Frames (SMRSF))을 이 논문에서는 고려한다. 함수형태로 표현된 반응수정계수는 동위 구조물의 반응에 적용되어 복잡한 구조물의 비선형 반응을 얻을 수 있다.

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상악 절치부-토크에 의한 치아 이동과 응력 분포에 관한 유한요소법적 연구 (Three-dimensional finite element analysis on the effect of maxillary incisor torque)

  • 윤현주;임용규;이동렬;조영수
    • 대한치과교정학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.137-147
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    • 2005
  • 본 연구는 상악 절치부에 active 토크가 가해졌을 경우, 교정력을 직접 받은 치아와 인접 치아의 반응을 알아보고자, 상악 치아 및 치조골의 유한요소 모델을 제작하고, stainless steel NiTi, TMA 세 종류의 각형 호선을 육면체 요소로 모델링하여 유한요소 모델을 완성하였다. 호선이 브라켓에 삽입되었을 때 브라켓에 발생하는 반력과 모멘트를 구하였고, 이것을 유한 요소 모델에 적용하여 각 치아의 변위와 응력 분포를 측정하였다 브라켓에 발생하는 반력은 근원심 방향과, 협설 방향으로의 힘은 0에 가까우며, 중절치, 측절치, 견치의 브라켓 근심측에서는 정출력이 원심측에서는 압하력이 발생하였다. 힘과 모멘트의 크기는 측절치에서 최대였고 중절치. 견치 순으로 감소하였고, 소구치 부위와 대구치 부위에서는 급격히 감소하였다. 중절치와 측절치는 치관 협측, 원심 경사 이동과 압하를 보였으며 견치는 치관 설측 원심 경사와 정출을 보였고. 제1소구치는 치관 설측 경사이동을 보였다. $019\times025SS$을 사용하여 상악 절치부에 토크를 부여하는 경우에는 측절치에 과도한 힘이 집중되므로, 임상에서 토크를 조절 할 경우에는 NiTi나 TMA 호선을 사용하는 것이 바람직하리라고 생각된다.

자동차 제조업체 근로자들의 요통에 대한 역학적 요추 x-선학적 고찰 (Epidemiological and Lumbar x-ray Studies on the Low Back Pain of the Workers in an Automobile Industry)

  • 김순례
    • 지역사회간호학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.319-334
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    • 1995
  • To investigate the risk factors of low back pain, an epidemiological study was carried out among male workers aged 20-55 employed in an automobile industry in Korea during the time period from February 1993 to October 1995. Workers participated to this study were divided into low back pain group(LBP) and control group, according to the self-reports by written questionnaires. General characteristics, medical history, work related factors, fatigue, and MMPI were compared between two groups. To clarify the relationship between job related low back pain and radiologic features of lumbar spine, radiographic study was carried out. The resultant data were processed for $x^2-test$, t-test, and stepwise logistic regression to confirm the adjusted odds ratios. The results were as follows: 1. History of back disease, lifting and carrying work, excessive physical fatigue, and weakend back strength of individual workers were directly associated with low back pain. Odd ratios of these 4 risk factors of low back pain were 5.07, 3.34, 1.49, and 1.22 respectively. 2. The frequency of low back pain history was significantly higher in LBP group. 3. Back muscle strength of lumbar spine of LBP group were significantly lower than control group. 4. The workers in LBP group revealed high fatigue symptoms. 5. In MMPI test LBP group showed higher scales in hypochondriasis, depression, hysteria, psychopathic deviate, paranoia, psychasthenia, schizophrenia, and hypomania. 6. LBP group were more frequently involved in lifting and carrying, working in awkward position, bending, twisting and using lower extremities. 7. LBP group were exposed more to vibration during working. 8. In the Analysis of radiographs of lumbar spine, Jacob's line not crossing fourth lumhar disc space, transitional vertebrae and lumbar displacement more than 4.4mm in standing lateral view were more frequently observed in LBP group than control group. Through these results, it is concluded that identification of previous history of back problem, change of work or working environment for workers with previous back problem and measures to relieve both physical and psychological fatigue of the workers are required for optimal management of work-related back problems among workers. In the present study, several results were different from the previous reports: Jacob's line not corssing fourth lumbar disc space, lumbarization, and vertebral slipping (spondylolisthesis) more than 4.4mm are related to backache. Meticulous studies are required to elucidate the difference.

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기하학적 재료적 비선형 특성을 고려한 스트라치 단위부재의 명시적 긴장설치 및 극한하중 해석 (Explicit Stress-Erection and Ultimate Load Analysis of Unit STRARCH Frame Considering Geometrically and Materially Nonlinear Characteristics)

  • 이경수;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.429-438
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    • 2011
  • 본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 및 극한하중 해석을 수행하기 위한 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브와 갭이 도입된 유동하현재 내부의 긴장재에 초기장력을 도입함으로써 갭이 점차 닫히게 되며, 이에 따라 상현재에 곡률이 도입되면서 전체 구조물이 상승하여, 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 강성행렬을 사용하지 않는 명시적 동적이완법을 사용하여 비선형 평형방정식의 해를 구하였고, 대변위 및 단면의 재료적 특성을 반영할 수 있는 필라맨트 보요소를 사용하여 연속된 상현재의 비선형 거동특성을 분석하였다. 필라맨트 보요소의 단면은 다수의 1차원 필라맨트로 구성되며, 각각의 필라맨트에 대해서 다양한 재료모델을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 비선형 재료모델인 Ramberg-Osgood모델 및 Bi-linear 탄소성 모델을 적용하여 긴장설치 및 극한하중 해석을 수행하였고, 그 결과를 이전의 실험적 연구결과와 비교 분석하였다. 본 연구의 해석결과는 이전의 실험적 연구결과와 유사하였으며, 명시적 해석법의 특성상 효율적으로 후좌굴거동 특성까지 해석할 수 있었다.

Knee - Brace를 활용한 비정형 필로티 건물의 내진보강방안에 대한 해석적 연구 (Analytical Study on the Seismic Retrofit Method of Irregular Piloti Building Using Knee-Brace)

  • 유석형;김달기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.35-42
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    • 2020
  • 필로티 건물의 평면 비정형으로 인한 비틀림 거동은 비틀림 회전 최외단 기둥에 과도한 층간변위를 일으키고 이로 인하여 기둥의 전단파괴를 유도할 수 있다. 필로티 건물의 비틀림 거동을 제어할 수 있는 내진보강 공법으로서 벽체 증설, 철골 프레임 또는 철골 가새 추가공법 등이 사용될 수 있으나 이와 같은 공법 들은 필로티 층의 공간 개방성을 저해할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 필로티 층의 공간 개방성을 유지할 수 있는 내진보강 공법으로서 knee brace를 활용하기 위하여 knee brace 보강재 단면 형상 및 보강재 설치 각도 등을 변수로 보강된 필로티 건물에 대하여 선형동적해석 및 비선형 정적해석(pushover analysis)을 수행하고 내진성능 평가 및 knee brace의 비틀림 제어효과를 분석하였다. 연구 결과 knee brace로 보강 시 기둥의 전단력은 증가하였으나 비틀림 변형을 제어하는데 효과가 있는 것으로 나타났다. knee brace와 기둥 사이를 30°로 보강 시 60°의 경우보다 기둥의 전단력은 적게 증가하였으며, 단면형상 □, ◯ 그리고 H 순으로 기둥의 횡변위가 적게 발생하였다.

축 방향 충격을 받는 박판 파형관의 충돌안전도 해석 및 형상 최적설계 (Crashworthiness Analysis and Shape Design Optimization of Thin-walled Corrugated Tubes under Axial Impact)

  • 안승호;정현승;김진성;손승완
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.128-135
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    • 2021
  • 박판관은 충돌안전을 위한 에너지 흡수장치 중의 하나로써 가벼우면서도 에너지 흡수 효율이 좋아 널리 이용되어 왔다. 그러나 일반적인 박판관은 충돌 초기 피크하중(IPCF: Initial Peak Crushing Force)이 높게 유발될 뿐 아니라 반복적으로 나타나는 피크하중으로 인하여 충돌에너지 흡수장치로써의 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 충돌 초기 피크하중을 감소시키고 충돌에너지 흡수장치의 안정성을 키우기 위하여 박판 파형관이 도입되었다. 파형관의 성능은 기하 형상에 큰 영향을 받기 때문에 최적설계 기법을 적용하여 파형관의 성능을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 충돌안전도 해석에 기반한 형상 최적설계를 수행하기 위하여 적응 근사모델(adaptive surrogate model)을 활용한 최적설계 기법을 활용하였다. 파형의 진폭 및 파장 뿐 아니라 형상의 곡률 변화를 설계 변수로써 고려하였다. 형상 설계 매개변수화를 수행하기 위하여 몰핑(morphing) 방법을 채택하였다. 수치 예제를 통해서 적응 근사모델에 기반한 최적설계 결과와 기존 근사모델에 기반한 최적설계 결과를 비교하고 적응 근사모델에 기반한 최적설계 방법이 좀 더 효율적인 결과를 도출함을 보였다.

지반 변형 대응형 말뚝 기초의 거동 특성 분석 (Analysis of the Behavior Characteristics of Pile Foundations Responding to Ground Deformation)

  • 이준원;신세희;이학린;김동욱;이기철
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.21-32
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    • 2020
  • 세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.

점탄성 테이프를 적용한 6U 큐브위성용 고댐핑 적층형 태양전지판의 기본 특성 검증 (Basic Characteristic Verification of High-damping Laminated Solar Panel with Viscoelastic Adhesive Tape for 6U CubeSat Applications)

  • 김수현;김홍래;오현웅
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.86-94
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    • 2021
  • PCB 기반 전개형 태양전지판은 경량화 및 전기적 연결의 용이성으로 주로 큐브위성에 사용되나, 태양전지판의 면적이 증가할수록 발사환경에서 유발되는 굽힘거동이 증가하기 때문에 태양전지셀의 구조건전성 보장에 한계가 있다. 종래에는 태양전지판의 강성증가를 통해 굽힘거동을 최소화하고자 알루미늄 및 복합재 기반의 보강재를 또는 태양전지판을 적용하였지만, 태양전지판의 부피 및 무게 증가로 제한적인 설계요구조건을 가진 태양전지판의 단점으로 작용한다. 본 연구에서는 점탄성 테이프로 다층 박판을 적층하여 고댐핑 특성 구현이 가능한 6U 규격의 고댐핑 적층형 태양전지판을 제안하였다. 제안된 태양전지판의 기본특성파악을 위해 자유감쇠시험을 수행하였으며, 인증수준의 발사진동시험을 통해 설계유효성을 입증하였다. 또한, 시험결과를 토대로 일반 PCB 태양전지판과 고댐핑 적층형 태양전지판의 진동특성을 예측하고 비교분석을 수행하였다.