Beam string structure (BSS) is introduced as a new type of hybrid prestressed string structures. The composition and mechanics features of BSS are discussed. The main principles of wavelet packet transform (WPT), principal component analysis (PCA) and support vector machine (SVM) have been reviewed. WPT is applied to the structural response signals, and feature vectors are obtained by feature extraction and PCA. The feature vectors are used for training and classification as the inputs of the support vector machine. The method is used to a single one-way arched beam string structure for damage detection. The cable prestress loss and web members damage experiment for a beam string structure is carried through. Different prestressing forces are applied on the cable to simulate cable prestress loss, the prestressing forces are calculated by the frequencies which are solved by Fourier transform or wavelet transform under impulse excitation. Test results verify this method is accurate and convenient. The damage cases of web members on the beam are tested to validate the efficiency of the method presented in this study. Wavelet packet decomposition is applied to the structural response signals under ambient vibration, feature vectors are obtained by feature extraction method. The feature vectors are used for training and classification as the inputs of the support vector machine. The structural damage position and degree can be identified and classified, and the test result is highly accurate especially combined with principle component analysis.
본 논문에서는 안족이라는 움직일 수 있는 브리지의 특성을 이용하여 가야금의 물리적 모델링에서 지연 라인의 길이를 안족이 조절할 수 있는 개선된 형태의 현의 물리적 모델을 제안한다. 안족은 양 끝이 고정된 현을 받치고 있어 실제 진동하는 현의 길이를 조절하고 현의 진동을 악기의 몸통으로 전달하는 기능을 한다. 안족의 위치에 따른 기본 주파수의 변화는 로그 스케일에서 일차 선형 적합성을 이용하여 파라미터로 나타내었고, 이는 현의 모델에서 지연 라인의 길이를 조절하는 컨트롤러인 안족 모델로 구현되었다. 안족 모델은 주파수 적합성, 장력 적합성, 리키 적분기를 이용한 적합성으로 나누어 구현하였는데, 이 중 리키 적분기를 이용한 모델이 가장 우수하였다. 제안한 현의 모델은 실제 가야금의 조율 시스템을 사실적으로 묘사할 수 있었으며 원음과 아주 유사한 음 합성을 할 수 있었다.
In this study, nonlinear vibration analysis of the cylindrical orthotropic porous thin plate under V-shaped tension distribution with wire impact damping is considered. We make dynamic model of the plate under the tension using commercial FEM code and reduce the number of its degrees of freedom using dynamic condensation. The dynamic model of wire is obtained as lumped mass model from string equation. And then we analyze the nonlinear vibration of the plate including the impact phenomenon between the plate and the wire using the reduced mass and stiffness matrices of the plate and lumped model of the wire. The contact phenomenon between them can be described by impact contact elements composed of contact stiffness coefficients from Hertzian contact theory and contact damping coefficients from restitution coefficient between them. And we discussed the results of nonlinear vibration analysis for variations of their design parameters.
The so-called boundary node method (or NDIF method) that was developed by the authors has been extended for free vibration analysis of arbitrarily shaped plates with free edges. Since the proposed method requires no interpolation functions. no integration Procedure is needed on boundary edges of the plates and only a small amount of numerical calculation is involved, compared with FEM and BEM. In order to explain tile reason why spurious eigenvalues are generated when the NDIF method is applied to free plates, the NDIF method has been considered for free vibration analysis of both a fixed string and a free beam. Finally, verification examples show that natural frequencies obtained by the present method agree well with those given by an exact method or a numerical method (ANSYS).
드릴 스트링의 진동 문제는 수년간 드릴링 성능 저하의 주요 원인 중 하나로 인식되어 왔으며, 굴착 작업 시 발생하는 과도한 진동은 드릴링의 효율성, 파이프 피로, 비트의 수명 단축으로 인하여 고장을 초래할 수 있다. 이러한 진동의 원인은 드릴 스트링이 굴착 작업 중 궤적에 따라 파이프의 굽힘과 wellbore와의 접촉으로 인해 마찰이 발생하고 이러한 진동은 일반적으로 축 방향, 굴곡 및 비틀림 변형을 일으킨다. 본 연구에서는 Khulief와 Al-Naser가 제시한 모델을 바탕으로 드릴 스트링에 6자유도(DOF)의 구성요소를 갖는 모델을 적용하여 curved beam의 수치해석 값과 Analytical값을 비교하여 검증하고 드릴 스트링에 hookload와 WOB 경계조건을 주어 각 element 마다 동적 거동을 분석하였다. 실제 궤적을 적용하여 드릴 파이프의 굽힘이나 중력으로 인하여 Wellbore와 접촉되는 부분에 마찰을 적용하였고, 또한 마찰 작용 시 일정한 축 방향 속도를 유지하기 위한 PI제어 값을 설계하여 drillstring 전체의 각속도 변화와 실제 드릴 굴착 작업 중 발생하는 stick slip현상을 관찰하였다.
The vibration shape of the structure with arbitrary boundary condition under excitation is determined by the governing equation and the boundary condition and driving force. In this paper, driving point impedance that is defined by the ratio of the driving force at one point to the velocity of that point is selected as a measure to identify the boundary condition. First, this paper deals with a string with arbitrary boundary condition. It is selected because of its simplicity, but generality of which exhibits the desired physical phenomena. Particularly the relation among the driving point impedance, the boundary condition and the vibration shape is dealt as a primary step to identify the boundary condition by using the driving point impedance.
스펙트럴요소법 (SEM)은 계산되는 행렬의 크기를 줄여 비용과 시간을 절감하면서 구조물의 동역학적 특성을 정확하게 알 수 있는 해석법이다. 본 연구에서는 변분법을 이용하여 양단에서 축 방향으로 장력을 받으며 같은 방향으로 이동하는 현을 스펙트럴요소법 (SEM) 을 이용하여 해석하였다. 또 결과의 정확도를 비교하기 위하여 스펙트럴요소법 (SEM)과 유한요소법 (FEM)과 엄밀해를 비교하였다. 그리고 현이 움직이는 속도와 양단에 작용하는 장력이 진동특성, 파동특성 그리고 정, 동적 안정성에 어떤 영향을 미치는지 연구하였다.
Objective: The purpose of the present study is to investigate the effect of a muscle activity by applying the complex exercise method of sling in accordance with the provision of various vibration intensities for paraplegia-spinal cord injury. Method: The subjects of the study were 15 men in their 40s and 50s with lower limb disabilities and low potential risk, who were randomly divided into a sling exercise group (SG n=4), a sling with low frequency vibration group (SLVG n=4), a sling with mid-frequency vibration group (SMVG n=4), and a sling with high frequency group (SHVG n=4) in accordance with the provision of slings and vibration stimuli. The vibratory intensity provided was divided into low frequency (30 Hz), mid-frequency (50 Hz), and high frequency (70 Hz). The anterior deltoid (AD), the posterior deltoid (PD), the pectoralis major (PM), the upper trapezius (UT), the latissimus dorsi (LD), and the multifidus (MF) were measured to compare and analyze muscle activity. Results: The closed kinetic chain (CKC) exercise to the shoulder joint showed higher muscle activity in most muscles for the SMVG, and statistically significant differences in the anterior deltoid (AD), the pectoralis major (PM), and the multifidus (MF) in particular. Conclusion: The intermediate frequency (50 Hz) string vibration was the effective vibration stimuli for Closed kinetic chain (CKC) exercises.
To detect external acoustic signal, fiber optic sensor array using Fabry-Perot interferometer which had benefit of minimize and light-weight was used. The sensor head has 1cm in length, total length of fiber is 9.5cm, and the sensor supported at both ends, simply. External sound applied in lateral direction and detected two signals were compared each other. It was confirmed that the Fabry-Perot interferometric sensor array detected acoustic signal, effectively.
본 연구에서는 PC교량의 외부텐던의 장력을 평가하기 위하여 신속하고 경제적으로 적용할 수 있는 텐던의 진동을 이용한 고유진동수 측정 방법의 적용성을 검토하였다. 길이별로 다양한 여러 종류의 외부텐던 덕트 표면에 가속도 센서를 부착하고 고유진동수를 측정하였다. 센서의 방향과 위치변경 등 여러 종류의 다양한 진동시험을 실시한 결과 고유진동수의 차이는 1% 이내로서 충분한 정확성을 확보하고 있음을 보였다. 측정된 고유진동수로부터 장력을 추정하기 위해서는 현의공식, 다중모드법, 저차 모드의 실용적 공식을 활용한 방법 (Zui et al., 1996), 양단고정 경계조건에 의한 휨강성을 고려한 현의공식 (Sag$\ddot{u}\grave{e}$s et al., 2006) 등의 장력 추정법을 적용하였고 그 결과값을 비교하였다. 휨강성을 반영하지 못한 현의 공식이나, 다중모드법은 길이가 짧은 텐던에 대해 장력을 과대평가하는 결과가 도출되어 텐던의 장력평가에 적절하지 않음을 알 수 있었다. 텐던의 장력 추정에 적절한 방법은 양단고정 경계조건과 휨강성을 고려한 단단한 현의 공식에 의한 방법임을 알 수 있었으며, 이 방법을 실제 공용중인 PC 교량의 외부텐던에 적용한 결과 방향전환블록에 의한 마찰력으로 긴장단과 고정단에 텐던의 장력 차이가 발생한다는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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