A bonded plate or a coated part can be debonded by external impact or thermal expansion. To analyse adhesive strength, the blister test is generally adopted. In this paper, a blister test is modelled theoretically and then the stability and bifurcation of the blister are studied under several different cases. The blister is simplified to consist of a pure bending plate attached elastically to the rigid substrate. Expression of the energy release rate is obtained as a form of an explicit function for a circular-type blister or tunnel-type blister grown by controlling the internal pressure or internal volume. Stability and bifurcation are also studied in the frame of the quasi-static evolution. The study shows that the circular- type blister propagates with the first mode of bifurcation and that the tunnel-type blister propagates with a regular wave. It is proved that the waves have the same form on two side lines of the tunnel and that the wave length can be obtained. When the internal pressure is controlled, the blister is unstable, but when the internal volume is controlled, it is stable.
This study was performed FE numerical analysis under 120-minute fire conditions, using the ABAQUS, a wide use software, on the basis of the test results by concrete tunnel lining fire strengths (ISO, RWS, and MHC). The concrete material test was to secure the material properties of concrete linings, which were numerical analysis input conditions. And then built the material properties, such as specific heat, heat transfer rate, heat expansion rate, density, elasticity coefficient and compression strength under high temperature conditions, as database at 20 $^{\circ}C$ to 800 $^{\circ}C$, applying them to analysis as input values. As a result, the tunnel linings under RWS fire conditions saw fire temperature rose to maximum 1119 $^{\circ}C$at the location of 5 mm above a thermal surface, and saw surface temperature amount to 1214 $^{\circ}C$ in the middle part.
To predict the aerodynamic characteristics of the grid fins from subsonic to supersonic speeds, low fidelity SW as well as CFD SW were applied. VLM(Vortex Lattice Method) and SE(Shock-Expansion) method were used at subsonic and supersonic speed domain respectively for the rapid prediction of low fidelity SW. For 2 configurations of the grid fins, the CFD computations and tests using the trisonic wind tunnel were also performed to compare the results of the grid fins. The results of low fidelity SW, CFD SW and the wind tunnel tests data were agreed well each other. Through further research on the grid fins, the effective parameters of the grid fin configurations according to the speed regime will be investigated.
본 논문에서는 터널 숏크리트 라이닝의 장기 화학적 열화에 의한 물리적 손상을 수치적으로 모델링하기 위한 새로운 개념의 해석기법이 제안되었다. 이러한 물리적 손상은 내부균열 발생, 재료 강성과 강도의 저하에 의해 주로 유발되며, 이들은 장기 화학적 열화반응에 의한 체적팽창 및 시멘트질의 침식에 의해 발생된다. 결과적으로, 이러한 숏크리트 라이닝의 손상 메카니즘은 터널내에서 발생할 수 있는 다양한 종류의 열화반응들에서 유사하게 나타난다. 따라서, 본 연구에서는 일련의 화학적 열화 반응에 기인한 물리적 손상 메카니즘을 일반화 하였으며, 열역학에 기반한 수치모델을 수학적으로 유도 하였다. 유도된 수치모델은 3차원 유한요소 프로그램으로 코드화되었으며, 외력과 장기 화학적 열화를 겪고 있는 터널 구조물의 시간의존성 거동 시뮬레이션에 적용된다. 개발된 코드는 몇 개의 예제 수행을 통해 터널설계상에서의 적용성을 검토하였으며, 동일한 열화조건하에서도 주변 지반응력상태에 따라 물리적 손상 속도와 정도가 크게 달라짐을 보였다.
지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.
We investigated the biomechanical properties of a newly designed self-expansion type anterior cruciate ligament (ACL) anchor. The ACL anchor consists of the ring section giving the elastic force, the wedge for maintaining in contact with the femur tunnel wall and the link suspending hamstring graft or artificial ligament. The main design parameters that determine the performance of this device were the expansion angle (${\theta}$) and the thickness ($t_R$). The Ti6Al4V anchors were heated after inserting in a jig for 1 hour at $800^{\circ}C$ in a protective argon gas atmosphere and allowed to cool to room temperature in the furnace. In order to investigate the influence of the expansion angle and the thickness of the ring on the biomechanical properties of the anchor, the maximum pull-out load, stiffness and slippage of the ACL anchor were measured using the pull-out tester, and statistical analyses were also executed. The present results showed that the design parameters gave a significant effect on the performance of the self- expansion type of anchor. The pull-out load of the ACL anchors significantly increased as the thickness of the ring section was increased, having a similar trend for both expansion angles. The ACL anchor showed about 2.5 times higher values of the pull-out load than that of the minimum load (500N)required for the "accelerated rehabilitation". The optimum ${\theta}$ and $t_R$ values of this ACL anchor were suggested to have sufficient resistance against the pull-out force, high stiffness and relatively low slippage after ACL reconstruction.
목적 : 자가이식건을 이용한 전십자인대 재건술에 있어서 골-슬개건-골과 슬괵건을 사용하고 그 결과를 서로 비교하고자 함에 있다. 대상 및 방법 : 1996년 1월부터 1999년 7월까지 골-슬개건-골을 이용한 군 32례, 슬괵건을 이용한 군 18례를 대상으로 하였고 평균 추시기간은 각 각 18 개월, 15 개월이었으며 기능, 안 정성 경골과 대퇴골 터널의 확장정도를 평가하였다. 결과 : 기능적인 평가에서 OAK(Orthopadishe Arbeitsguppe Knie) 점수는 슬개건을 사용한 군에서 술 전평균 71.6점$({\pm}10.0)$, 최종 추시점에서 88.5점$({\pm}7.9)$이었고 슬괵건을 사용한 군에서는 술 전 평균 73.9점$({\pm}11.5)$, 최종 추시점에서 82.5점$({\pm}12.9)$이었으며 IKDC(international Knee Documentation Committee)상 B군 이상의 결과를 보인 군은 슬개건을 사용한 경우 28례$(87\%)$, 슬괵건을 사용한 경우가 10례$(55\%)$였다. 안정성은 $KT-1000^{TM}$을 사용한 최대 도수 변이 검사에서 건측과 환측의 차이가 슬개건을 사용한 경우 술 전 평균6.5$({\pm}4.0)$mm, 최종 추시점에서 2.4$({\pm}1.8)$mm를, 슬괵건을 사용한 경우는 6.6$({\pm}2.9)$mm에서 2.3$({\pm}2.4)$mm를 보였다. 부하 방사선 사진상 전위는 각각 술 전 평균 8.0$({\pm}4.8)$mm, 7.0$({\pm}4.3)$mm에서 최종 추시점에서 2.8$({\pm}3.4)$mm, 2.8$({\pm}2.5)$mm의 차이를 나타냈다. 터널의 확장 정도는 대퇴골 터널의 경우에서 슬괵건을 사용한 군이 술 전 평균 9.6$({\pm}1.4)$mm, 최종 추시점에서 10.8$({\pm}1.0)$mm를 나타내어 슬개건을 사용한 경우보다 더 유의하게 확장되었다(p=0.03). 결론 : 두 군간에 술 후 안정성에서는 차이를 보이지 않아 슬개-대퇴 관절 동통, 골연령 및 미용상의 문제 등을 종합적으로 고려하여 이식건은 선택되어야하고, 터널확장을 줄이면 두 군의 안정성을 보다 향상시킬 수 있을 지는 대조군을 이용한 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
본 연구에서는 화재 발생시 침매터널 세그먼트조인트의 지수재를 고온으로부터 보호하기 위한 내화대책의 효용성을 평가하기 위하여, 세 가지 방식으로 침매터널 세그먼트조인트를 모사한 콘크리트 블록실험체에 대해 $HC_{inc}$ 화재 시나리오와 ISO834(4시간) 화재 시나리오 하에서 화재실험을 수행하였다. 실험결과로부터 함제간의 변위를 허용하기 위한 시공조인트가 화재 시 취약부위임을 확인할 수 있었다. 열 손상에 취약한 시공조인트의 철판을 내화보드와 굴곡이 있는 철판으로 보강한 내화대책으로 변경하여 화재실험을 수행한 결과, 내화보드로 보강한 경우는 내화보드 설치에 따른 뿜어붙임 모르타르 내화재의 시공두께 감소로 인해 내화재의 휨이 발생하여 내화성능을 발휘하지 못하였고, 굴곡이 있는 철판으로 보강한 경우는 철판굴곡에 의해 철판과 뿜어붙임 모르타르 내화재와의 부착력이 증가됨과 더불어 철판 굴곡부에 채워지는 뿜어붙임 모르타르 내화재로 인하여 시공조인트에서의 열 손상이 발생하지 않아 내화성상알 충분히 발휘할 수 있음을 확인하였다.
열차가 고속으로 터널을 진입할 때 압축파가 발생하게 된다. 이 압축파가 터널 출구부에 도달하면 일부는 외부로 방출되고 일부는 팽창파의 형태로 반사되어 터널내부로 전파된다. 이러한 파는 충격파의 형태로 외부로 방출되는데, 이를 미기압(micro pressure wave)이라고 한다. 미기압파는 터널 출구부에 소음 및 진동문제를 일으키며, 이 현상이 클수록 민가 및 주변 유리창에 손상과 거주자의 불안을 일으키는 원인이 된다. 따라서 고속철도 건설을 위해서는 미기압에 대한 대책과 이에 대한 예측이 필요한 실정이다. 이에 본 연구는 운영중인 터널에서의 미기압 측정사례와 터널내 압력기울기에 대한 수치해석을 통하여, 차량의 전두부 형상 및 터널 갱구부 형상에 따른 영향을 분석하였다. 그 결과로, 본 연구에서는 미기압파의 강도를 예측하는 방법을 제시하였으며, 이를 통해서 터널 연장과 단면적에 따른 미기압 강도를 해석하였다.
일반적으로 터널 내 총환기저항계수는 입출구 손실계수, 벽면마찰계수 그리고 급격한 확대나 축소단면 등에 의해 발생하는 부차적 손실계수의 총합으로 구성된다. 개통 전 터널의 경우는 가동 중인 환기팬을 중단하게 되면, 터널 내 풍속은 총환기저항력에 의해 감소하는 현상이 나타난다. 즉, 속도감쇄법은 개통 전 터널에서 비교적 안정적이면서도 손쉽게 터널 내 벽면마찰계수를 추정하는 방법이다. 그러나 기존의 선행연구에서 환기팬의 가동을 중단 후 수렴되는 풍속이 음수일 경우는 속도감쇄법에 따른 벽면마찰계수의 추정이 곤란한 특성이 있다. 반면 교통환기력이 작용하는 공용 중인 터널에서는 좀더 복잡한 과정을 거치지만, 합리적인 벽면마찰계수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 교통환기력의 측정변수를 최소화할 수 있는 방법을 제안하였고, 공용 중 터널에 적용할 수 있는 방법을 고찰하였다. 또한 환기팬 정지 후 터널 내 풍속이 감소하는 동안에 외부 자연풍의 급격한 변화가 발생하여도 교통환기력이 일정할 경우에 대하여, 교통환기력의 증분을 계산할 수 있는 방법과 터널 내 벽면마찰계수를 추정할 수 있도록 동적 시뮬레이션이 가능한 프로그램 로직을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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