• 제목/요약/키워드: dynamic active thrust

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An analytical expression for the dynamic active thrust from c-φ soil backfill on retaining walls with wall friction and adhesion

  • Shukla, Sanjay K.;Bathurst, Richard J.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제4권3호
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    • pp.209-218
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    • 2012
  • This paper presents the derivation of an analytical expression for the dynamic active thrust from c-${\phi}$ (c = cohesion, ${\phi}$ = angle of shearing resistance) soil backfill on rigid retaining walls with wall friction and adhesion. The derivation uses the pseudo-static approach considering tension cracks in the backfill, a uniform surcharge on the backfill, and horizontal and vertical seismic loadings. The development of an explicit analytical expression for the critical inclination of the failure plane within the soil backfill is described. It is shown that the analytical expression gives the same results for simpler special cases previously reported in the literature.

Effect of seismic acceleration directions on dynamic earth pressures in retaining structures

  • Nian, Ting-Kai;Liu, Bo;Han, Jie;Huang, Run-Qiu
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제7권3호
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    • pp.263-277
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    • 2014
  • In the conventional design of retaining structures in a seismic zone, seismic inertia forces are commonly assumed to act upwards and towards the wall facing to cause a maximum active thrust or act upwards and towards the backfill to cause a minimum passive resistance. However, under certain circumstances this design approach might underestimate the dynamic active thrust or overestimate the dynamic passive resistance acting on a rigid retaining structure. In this study, a new analytical method for dynamic active and passive forces in c-${\phi}$ soils with an infinite slope was proposed based on the Rankine earth pressure theory and the Mohr-Coulomb yield criterion, to investigate the influence of seismic inertia force directions on the total active and passive forces. Four combinations of seismic acceleration with both vertical (upwards or downwards) and horizontal (towards the wall or backfill) directions, were considered. A series of dimensionless dynamic active and passive force charts were developed to evaluate the key influence factors, such as backfill inclination ${\beta}$, dimensionless cohesion $c/{\gamma}H$, friction angle ${\phi}$, horizontal and vertical seismic coefficients, $k _h$ and $k_v$. A comparative study shows that a combination of downward and towards-the-wall seismic inertia forces causes a maximum active thrust while a combination of upward and towards-the-wall seismic inertia forces causes a minimum passive resistance. This finding is recommended for use in the design of retaining structures in a seismic zone.

동적원심모형실험을 이용한 얕은 지반 굴착 버팀보 지지 흙막이 벽체의 지진토압 메커니즘 분석 (Mechanism of Seismic Earth Pressure on Braced Excavation Wall Installed in Shallow Soil Depth by Dynamic Centrifuge Model Tests)

  • 윤종석;박성진;한진태;김종관;김동찬;김두기;추연욱
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.193-202
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    • 2023
  • In this paper, a dynamic centrifuge model test was conducted on a 24.8-meter-deep excavation consisting of a 20 m sand layer and 4.8 m bedrock, classified as S3 by Korean seismic design code KDS 17 10 00. A braced excavation wall supports the hole. From the results, the mechanism of seismically induced earth pressure was investigated, and their distribution and loading points were analyzed. During earthquake loadings, active seismic earth pressure decreases from the at-rest earth pressure since the backfill laterally expands at the movement of the wall toward the active direction. Yet, the passive seismic earth pressure increases from the at-rest earth pressure since the backfill pushes to the wall and laterally compresses at it, moving toward a passive direction and returning to the initial position. The seismic earth pressure distribution shows a half-diamond distribution in the dense sand and a uniform distribution in loose sand. The loading point of dynamic thrust corresponding with seismic earth pressure is at the center of the soil backfill. The dynamic thrust increased differently depending on the backfill's relative density and input motion type. Still, in general, the dynamic thrust increased rapidly when the maximum horizontal displacement of the wall exceeded 0.05 H%.

Design and Analysis of Electromagnetic Tubular Linear Actuator for Higher Performance of Active Accelerate Pedal

  • Lee, Jae-Yong;Kim, Jin-Ho;Lee, Jeh-Won
    • Journal of Magnetics
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    • 제14권4호
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    • pp.175-180
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    • 2009
  • This paper describes the design and analysis of a tubular linear actuator for intelligent AAP (Active Accelerate Pedal) system. In a driving emergency, the electromagnetic actuator produces an additional pedal force such as the active pedal force and vibration force to release the driver's foot on accelerator pedal. A prior study found that the linear actuator with a ferromagnetic core had a problem in transferring the additional force naturally to a driver due to the cogging force. To reduce the cogging force and obtain higher performance of the AAP system, a coreless tubular linear actuator is suggested. Electromagnetic finite element analysis is executed to analyze and design the coreless tubular actuator, and dynamic analysis is performed to characterize the dynamic performance of the AAP system with the suggested tubular actuator for two types of thrust force.

자기부상형 플라이휠 에너지 저장 장치의 자기베어링 시스템 설계 (Design of Magnetic Levitating Flywheel Energy Storage System)

  • 유승열;모상수;최상규;이정필;한영희;노명규
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.963-967
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    • 2007
  • Flywheel energy storage systems (FESS) have advantages over other types of energy storage methods due to their infinite charge/discharge cycles and environmental friendliness. The system has two radial bearings and one hybrid-thrust bearing. Thrust hybrid-type bearing use permanent magnet to relieve gravity load. The radial bearings were designed to provide sufficient force slew rate considering the unbalance disturbance at the operating speeds. In this paper, we will derive dynamic model of hybrid-type bearing using permanent magnet for thrust bearing and present simulation and stability of the model.

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2차 도체판 및 back-iron의 접합부가 선형 유도 전동기의 동특성에 미치는 영향 (Effects of Joints in the Secondary Conductor and back-iron on Dynamic Characteristics of Linear Induction Motor)

  • 우경일;권병일;박승찬
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.136-138
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    • 1999
  • Linear Induction Motors (LIMs) with the long secondary conductor often have joints between the segmented secondary, which are specially used for magnetically levitated high-speed vehicle and elevators. In this paper, the dynamic characteristics of the LIM with joints in the secondary are investigated using the time-stepping finite element analysis. It is supposed that both aluminium conductor and back-iron have joint in the active zone during the analysis. As a result, thrust and normal force ripple which have effects on the motor dynamics and vibration are examined.

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하이브리드 AMB를 포함한 초전도 플라이휠 에너지 저장장치의 실험평가 (Experimental Evaluation of Superconductor Flywheel Energy Storage System with Hybrid Type Active Magnetic Bearing)

  • 이정필;김한근;한상철
    • Progress in Superconductivity
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    • 제13권3호
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    • pp.195-202
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    • 2012
  • In this paper, we designed Active Magnetic Bearing (AMB) for large scale Superconductor Flywheel Energy Storage System (SFESS) and PD controller for AMB. And we experimentally evaluated SFESS including hybrid type AMB. The radial AMB was designed to provide force slew rate that was sufficient for the unbalance disturbances at the maximum operating speed. The thrust AMB is a hybrid type where a permanent magnet carries the weight of the flywheel and an electromagnetic actuator generates the dynamic control force. We evaluated the design performance of the manufactured AMB through comparison of FEM analysis and the results of experimental force measurement. In order to obtain gains of PD controller and design a notch filter, the system identification was performed through measuring frequency response including dynamics for the AMBs, a power amp and a sensor using a sine swept test method after levitating the flywheel. Through measuring the current input of the AMBs and the orbit of a flywheel according to rotational speed, we verified excellent control performance of the AMBs with small amount current for the large scale SFESS.

관절 가동운동(mobilization)이 관절 감수기(joint receptors)에 미치는 영향 (Effects of Joint Mobilization Techniques on the Joint Receptors)

  • 김선엽
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.95-105
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    • 1996
  • 지금까지의 내용을 요약하면 먼저, 인체의 각 관절 주위에는 관절의 움직임과 위치를 파악하는 감지기 역할을 하는 기계적 감수기가 있다. 이러한 감수기는 크게 네가지로 구분되어지는데 대개 I형 감수기, II형 감수기 등의 용어를 사용한다. 각각의 감수기의 특성(표 2.)을 알아보면, 루피니(Ruffini)감각기와 유사한 모양을 하고 있는 I형 관절감수기는 주로 운동의 속도(speed)와 방향(direction)을 감지(detection) 하며, 파시니안(Pacinian)감각기와 유사한 형태를 하고 있는 II형 관절감수기는 매우 작은 움직임에 대한 감지를 하는데, 예를 들어 속도가 가속(acceleration)되는 것과 같은 움직임 등을 알아낸다. 이외에 골지건과 비슷한 모습을 하고 있는 III형 관절감수기는 운동의 자세(position)와 방향에 대한 정보를 전달하게 된다 (Carpanter, 1990). 관절의 자세 유지 혹은 안정성 즉, 정적(static) 운동에 주로 관여하는 I형 관절감수기와, 역동적(dynamic)인 운동에 감지를 주로 하는 II형 관절감수기는 진동(oscillation)자극에 잘 촉진된다. 이러한 자극은 동통이 심하게 발생된 관절에 나타나는 근육의 과긴장(hypertonicity)과 동통을 경감시킬 수 있다. III형 관절감수기는 억제 (inhibitory)감수기라 할 수 있는데, 골지건(golgi tendon organ)의 기능과 매우 관련이 깊다. 이 감수기는 관절의 가동범위를 기계적인 자극으로 증가시키기 위해 관절의 가동 끝범위에서 강한 신장(strong strectch)이나 thrust 기술로 감수기를 촉진할 수 있다. 이러한 자극은 결국 근육에 이완을 얻게 할 수 있다. 위에서 언급한 관절 주위의 조직에 분포한 특별한 기계적 감지를 환자들의 임상 증상에 따라 선택적으로 자극하는 치료를 적용할 수 있다면, 현재 물리치료사들이 적용하고 있는 관절 가동운동을 좀더 전문적인 수준으로 수행할 수 있을 것이다.

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관절 가동운동이 관절 감수기에 미치는 영향 (Effects of Joint Mobilization Techniques on the Joint Receptors)

  • 김선엽
    • 대한정형도수물리치료학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.9-19
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    • 1996
  • 지금까지의 내용을 요약하면 먼저, 인체의 각 관절 주위에는 관절의 움직임과 위치를 파악하는 감지기 역할을 하는 기계적 감수기가 있다. 이러한 감수기는 크게 네가지로 구분되어지는데 대개 I 형 감수기, II 형 감수기 등의 용어를 사용한다. 각각의 감수기의 특성(표 2.)을 알아보면, 루피니(Ruffini)감각기와 유사한 모양을 하고 있는 I 형 관절감수기는 주로 운동의 속도(speed)와 방향(direction)을 감지(detection)하며, 파시니안(Pacinian)감각기와 유사한 형태를 하고 있는 II 형 관절감수기는 매우 작은 움직임에 대한 감지를 하는데, 예를 들어 속도가 가속(acceleration)되는 것과 같은 움직임 등을 알아낸다. 이외에 골지건과 비슷한 모습을 하고 있는 II 형 관절감수기는 운동의 자세(position)와 방향에 대한 정보를 전달하게 된다. 관절의 자세 유지 혹은 안정성 즉, 정적(static) 운동에 주로 관여하는 I 형 관절감수기와, 역동적(dynamic)인 운동에 감지를 주로하는 II 형 관절감수기는 진동(oscillation)자극에 잘 촉진된다. 이러한 자극은 동통이 심하게 발생된 관절에 나타나는 근육의 과긴장(hypertonicity)과 동통을 경감시킬 수 있다. III 형 관절감수기는 억제(inhibitory)감수기라 할수 있는데, 골지건(Golgi tendon organ)의 기능과 매우 관련이 깊다. 이 감수기는 관절의 가동범위를 기계적인 자극으로 증가시키기 위해 관절의 가동 끝범위에서 강한 신장(strong stretch)이나 thrust 기술로 감수기를 촉진할 수 있다. 이러한 자극은 결국 근육에 이완을 얻게 할 수 있다. 위에서 언급한 관절 주위의 조직에 분포한 특별한 기계적 감지를 환자들의 임상 중상에 따라 선택적으로 자극하는 치료를 적용할 수 있다면, 현재 물리치료사들이 적용하고 있는 관절 가동운동을 좀 더 전문적인 수준으로 수행할 수 있을 것이다.

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