Magnetostrictive materials are used low frequency sonar transmitter instead of piezoelectric materials. But it is difficult to analyze due to the nonlinearity and hysteresis of magnetostrictive materials. This paper deals with the program development for the finite element modeling of magnetostrictive tonpilz transducers and for analyzing their acoustic characteristics. To take into account the nonlinearity of magnetostrictive materials, the magnetic field calculation is separated form the displacement calculation, and a curve fitting is adopted for the nonlinear behavior of the magnetic and mechanical strain fields. At first, the magnetic field is obtained by using a commercial FEM software and the displacement of the transducer is calculated by plugging the obtained magnetic field into forcing term. To verity the accuracy of the developed program, a comparison is made with a commercial code, ATILA.
To investigate the behavior of air-shaft and existing tunnel by excavating the small-diameter shaft into the existing tunnel, prototype air-shaft was constructed and analyzed in this study. Geotechnical characterization was conducted by boring and rock cores obtained were tested in the laboratory. Field monitoring including radial and tangential stresses and displacements was conducted with the 3-dimensional numerical analysis of prototype air-shaft. Results of field monitoring were compared with the numerical results. The results showed that maximum displacement of 2.11mm and maximum tangential stress of 54.0 kg/$\textrm{cm}^2$ were obtained during shaft excavation near the right shoulder of the existing tunnel. The comparison of these field measurements with 3-dimensional numerical analysis showed that much more higher stress was measured during excavation compared to the numerical results even though the trends of stress and displacement were similar.
High speed precision machines have been introduced to the CNC industry in order to improve productivity, shorten the appointed date of delivery and reduce the prime cost. High speed machines have more functions then general machines, and they were proved in performance. The production and sales of the high speed machines have been increased not only in domestic market but also all over the world. Accordingly, machines are faster, there are lots of problems to be solved. One of the most difficult problems is the thermal displacement on the main spindle due to generated heat while the spindle is rotated in high speed. Since the thermal displacement directly effects the quality of the machined parts, utmost efforts to minimize the thermal displacement have to be given from the beginning of designing machines. In practice, variety of methods are attempted and practiced to minimize the thermal displacement such as design of symmetrical frame, adoption of high speed bearings, application of compensation system using non-contact sensor and use of forced circulating lubrication system with oil cooler. Even if these variable methods have been practically used in the industrial field, generated heat has not been Perfectly Prevented lienee, in this paper, the characteristics of thermal displacement were investigated when several kinds of oil were tested for a high speed machine with forced circulating lubrication system within the same atmosphere and under the same conditions.
High speed precision machines have been introduced to the CNC industry in order to improve productivity, shorten the appointed date of delivery and reduce the prime cost. High speed machines have more functions then general machines, and they were proved in performance. The production and sales of the high speed machines have been increased not only in domestic market but also all over the world. Accordingly, machines are faster, there are lots of problems to be solved. One of the most difficult problems is the thermal displacement on the main spindle due to generated heat while the spindle is rotated in high speed. Since the thermal displacement directly effects the quality of the machined parts, utmost efforts to minimize the thermal displacement have to be given from the beginning of designing machines. In practice, variety of methods are attempted and practiced to minimize the thermal displacement such as design of symmetrical frame, adoption of high speed bearings, application of compensation system using non-contact sensor and use of forced circulating lubrication system with oil cooler. Even if these variable methods have been practically used in the industrial field, generated heat has not been perfectly prevented. Hence, in this paper, the characteristics of thermal displacement were investigated when several kinds of oil were tested for a high speed machine with forced circulating lubrication system within the same atmosphere and under the same conditions.
The response displacement method is the most frequently used method for the seismic design of underground structures. Underground structures under seismic loading will tend to deform with the surrounding ground, and thus the structure is designed to accommodate the free-field deformation without loss of its structural integrity. This method is pseudo-static method, and response displacement of surrounding ground are most important steps. In this study, the single cosine method and the equivalent linear analysis are applied to estimate the response displacement of the real sites, and the results of the each method are compared. Response analysis was also performed with respect to bedrock depth. As a results, Equivalent linear analysis result was larger than single cosine method. And, the relative displacement becomes lager according to depth of the bedrock.
본 연구에서는 현장조사, 실내시험 및 문헌자료를 기초로 지진 시 산사태 발생 위험지 예측 모델인 Newmark displacement model을 이용하여 위험지를 예측하였다. Newmark displacement model은 주로 지진의 정보와 해당 지역의 사면의 정보를 통해 산정되며, 사면의 안전율은 산지 토사재해 예측 프로그램인 LSMAP의 결과를 활용하였다. 연구대상 지역으로 과거 산사태가 발생한 부산의 백양산 일대를 선정하였다. 산사태 발생 해석 결과 Newmark displacement model을 활용한 지진 시 산사태 위험지 예측이 지진 계수가 미적용된 LSMAP의 산사태 위험지 예측보다 약 1.15배 넓은 지역을 위험지역으로 예측하는 것으로 나타났다.
터널 설계 시 해당지반에 관한 정보를 정확히 반영하는 것은 대단히 중요하다. 하지만 다양한 지형 및 지질조건을 모두 고려한 지반조사 및 시험 등은 경제적, 기술적으로 인하여 현실적으로 실시하기 어렵기 때문에 한정된 정보에 의하여 해석 및 설계를 하고 있는 실정이다. 본 연구는 도심지 및 산악지역 터널공사 시, 보다 정확한 안정성 검토 및 거동 예측을 수행하여 선정 결과에 대한 현장 적용성 여부를 판단하기 위해 인공신경망 이론의 적용을 통하여 기존 거동예측의 한계성을 극복하고자 하였다. 먼저, 현장 데이터를 확보하여 인공신경망 중 다층퍼셉트론을 연구에 적합한 구조로 구축하고, 역전파 알고리즘으로 학습시켜 적용하였다. 인공신경망을 이용한 현장적용성의 학습을 위한 자료는 터널의 지보패턴, RMR, Q, 암종, 굴진장, 굴착형태, 굴착경과일 등 터널거동에 영향을 미치는 영향인자를 고려하여 신뢰성 분석을 실시하고 선별된 계측자료의 결과를 데이터베이스화하여 사용하였다. 학습이 완료된 인공신경망 모델을 이용하여 터널시공현장의 굴착경과일에 따른 천단변위, 내공변위, 지중변위, 록볼트축력을 예측하고 현장 계측치와 비교분석을 통하여 인공신경망을 이용한 터널 시공 시 현장적용성을 확인하였다.
1990년대 후반부터는 시공의 간편성과 유연한 벽면 형상이 가능한 블럭식 보강토 옹벽의 시공사례가 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 기존의 연구자료와 비교해 볼 때 블럭의 형태, 보강재, 보강재와 블록의 연결형태, 뒤채움재에 따라 상이한 거동을 할 개연성이 있다. 따라서, 이 연구는 블럭식 보강토 옹벽의 거동을 수평 수직 토압계, 경사계, 침하판, 스트레인 게이지, 변형핀 등의 계측기를 설치하여 시공중과 시공후의 보강토 옹벽의 거동을 평가하였다. 또한, 현장에 적용된 보강토 옹벽의 설계 프로그램인 SRWall에 의해 산정된 안전율과 이론에 의해 도출된 안전율을 상호 비교함으로써 현장 계측결과와 설계프로그램에 의한 안전성을 검증하였다. 9개월 동안의 현장계측을 통한 연구 결과를 종합해보면, 블럭식 보강토 옹벽은 양호한 다짐관리와 시공기간의 장기화로 인한 변위는 매우 미미한 것으로 판명되었다. SRWall을 활용하여 도출한 안전율과 보강토 옹벽의 안전율을 평가한 결과 이론에 의해 도출한 안전율과 유사한 것으로 판명되었다.
선행연구에서는 지중경사계의 문제점인 1) 지중경사계관 설치의 어려움, 2) 단면 변위 파악의 한계성, 3) 인력 중심의 계측 방식을 해결하기 위한 2D LiDAR 센서 기반의 흙막이 벽체 변위 계측 시스템을 개발하였다. 본 연구의 목적은 선행연구에서 개발된 흙막이 벽체 변위 계측 시스템 내 탑재될 변위 분석 알고리즘을 선정하는 것이다. 변위 분석 알고리즘 선정 결과, 변위 추정 오차가 2mm인 M3C2 알고리즘이 흙막이 벽체 변위 분석 알고리즘으로 선정되었다. 본 연구 결과에서 선정된 M3C2 알고리즘이 흙막이 벽체 변위 계측 시스템에 탑재되고 수차례의 현장 실험을 통해 변위 분석 결과의 신뢰성이 담보될 경우 흙막이 벽체 변위 계측 시스템이 현행 계측관리 대비 변위 계측의 편리성 측면에서 효과적으로 흙막이 벽체의 변위를 관리할 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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