• 제목/요약/키워드: elastic wave velocity

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탄성파의 모드 전환과 에너지 투과율 (Mode Conversion and Energy Transmission Ratio of Elastic Waves)

  • 김태언;전한용;김진오;박준관
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.296-307
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    • 2010
  • This paper deals with the energy transmission ratio of the elastic waves transmitting through a solid wall. Based on the displacement of the reflected and transmitted waves relative to the incident waves, the energy transmission ratio of the wave was obtained by multiplying the vibration velocity and stresses. Numerical calculation provided with the transmission ratio and refraction angle corresponding to the incidence angle, and it showed the mode conversion from the incident longitudinal wave to the transmitted transverse wave in particular incidence angle range. The paper established a procedure to find the incidence angle of the maximum energy transmission ratio and confirmed it by experiment.

실내실험을 통한 유한탄성 매질의 종방향 진동에 대한 연구 (A Study on the Longitudinal Vibration of Finite Elastic Medium using Laboratory Test)

  • 박기식
    • 한국안전학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.58-62
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    • 2002
  • Longitudinal wave tests with finite elastic medium were performed to investigate the difference between measured values and theoretical values of propagation velocity and elasticity modulus. Each accelerometer was attached on finite elastic medium with same phase and different positions to check the particle motion. The results show that measured values of elasticity moduli from both time domain and frequency domain were similiar to theoretical value. Polarity of signal depends entirely on the phase of accelerometer. It proved that the propagation velocity and the particle motion are in the same direction when a compressive stress is applied. And also the propagation velocity and the particle motion depend on the intensity of the stress and material properties respectively.

The influence of the initial stresses on Lamb wave dispersion in pre-stressed PZT/Metal/PZT sandwich plates

  • Kurt, Ilkay;Akbarov, Surkay D.;Sezer, Semih
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제58권2호
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    • pp.347-378
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    • 2016
  • Within the scope of the plane-strain state, by utilizing the three-dimensional linearized theory of elastic waves in initially stressed piezoelectric and elastic materials, Lamb wave propagation and the influence of the initial stresses on this propagation in a sandwich plate with pre-stressed piezoelectric face and pre-stressed metal elastic core layers are investigated. Dispersion equations are derived for the extensional and flexural Lamb waves and, as a result of numerical solution to these equations, the corresponding dispersion curves for the first (fundamental) and second modes are constructed. Concrete numerical results are obtained for the cases where the face layers' materials are PZT-2 or PZT-6B, but the material of the middle layer is Steel (St) or Aluminum (Al). Sandwich plates PZT-2/St/PZT-2, PZT-2/Al/PZT-2, PZT-6B/St/PZT-6B and PZT-6B/Al/PZT-6B are examined and the influence of the problem parameters such as piezoelectric and dielectric constants, layer thickness ratios and third order elastic constants of the St and Al on the effects of the initial stresses on the wave propagation velocity is studied.

단계별 손상에 따른 화강암의 손상 발달특성 연구 (A study on damage propagation characteristics of granite in different damage levels)

  • 박혁;정교철
    • 지질공학
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    • 제12권3호
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    • pp.273-284
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    • 2002
  • 화강암의 응력하에서의 손상발달특성을 연구하기 위해 국내의 조립, 중립, 세립 화강암 시료를 채취하였으며, 일축압축에 의한 손상 전과 후에 탄성파속도시험, 투수성시험이 시료의 물리적 특성을 파악하기 위해 수행되었고, 시료의 단면에 발생된 크랙의 육안관찰을 용이하게 하기 위하여 셀롤로즈 아세테이트 필름 복제법이 사용되었다. 그리고 아세테이트필 상의 크랙을 좀더 명확하게 촬영하기 위해, 암시야조명을 이용한 근접촬영법이 적용되었다. 개인용 컴퓨터와 그래픽 프로그램을 이용하여 크랙을 확대 후 스케치하여 측정함으로써 시료단면에 발생한 크랙을 입도 별로 비교 분석하였다. 손상이 발생한 후, 조립·중립화강암이 세립화강암에 비해 상대적으로 더 낮은 탄성파속도, 더 높은 투수성을 가졌으며, 더 많은 크랙 발생을 보였다.

서스펜션 P.S. 검층을 이용한 해저 지반의 동역학적 특성에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Characteristics of on-shore Ground Using Suspension P. S. Logging)

  • 김용수;정승용;장찬수;김수삼
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.357-364
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    • 1999
  • In recently site investigations, the need for the determination of dynamic soil properties such as dynamic modules of rigidity, elasticity, dynamic poison's ratio and damping ratio etc. is increasing for the astigmatic designs of the civil structures. To obtain some of the dynamic properties, measurement of elastic waves velocity, both P and S wave, is required. Among various methods to measure elastic wave velocity such and Down Hole, Cross Hole and Refraction etc., Suspension P.S. Logging has an advantage to use for the off-shore investigation where generation of the shock wave and traveling of the wave is difficult. In suspension P.S. logging, specially designed prove equipped with source of shock wave, two 3-channel receivers, departing 1m distance, and other auxiliary facilities is inserted down in a bore hole bottom and raised in predetermined interval, usually 1m or 2m, and measurement is conducted. P.S. logging have been conducted in a off-shore construction project near InChon in the west coast for the first in the country, and form the result, potential of the liquefaction of the subsoil was evaluated and compared with the conventional method.

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암석내의 균열전파에 따른 유효탄성계수의 변화 (Changes of Effective Elastic Moduli due to Crack Growth in Rock)

  • 신종진;전석원
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.301-308
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    • 2000
  • 균열모형을 이용하여 압축 하중하에 있는 암석의 비선형 거동을 예측하는 것은 가능하다. 암석내의 균열의 성장은 암석의 이방성을 가져오며, 이러한 이방성의 정도는 단성계수의 변화로 표현될 수 있다. 본 연구에서는 균열의 성장에 따른 탄성계수의 변화를 이론적인 균열모형을 통해 예측하고, 이를 탄성파 속도 시험을 통해 구한 탄성계수와의 비교를 수행하였다. 또한, 균열모형에 사용되는 초기 암석내 존재하는 균열에 대한 정보는 암석표면의 이미지를 분석하여 구하였다.

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암석내의 균열전파에 따른 유효탄성계수의 변화 (Changes of Effective Elastic Moduli due to Crack Growth in Rock)

  • 신종진;전석원
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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    • pp.47-55
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    • 2000
  • 균열모형을 이용하여 압축 하중하에 있는 암석의 비선형 거동을 예측하는 것은 가능하다. 암석내의 균열의 성장은 암석의 이방성을 가져오며 이러한 이방성의 정도는 탄성계수의 변화로 표현될 수 있다. 본 연구에서는 균열의 성장에 따른 탄성계수의 변화를 이론적인 균열모형을 통해 예측하고, 이를 탄성파 속도 시험을 통해 구한 탄성계수와의 비교를 수행하였다. 또한, 균열모형에 사용되는 초기 암석내 존재하는 균열에 대한 정보는 암석표면의 이미지를 분석하여 구하였다.

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적층 Unidirectional CFRP 판의 이방성과 Lamb wave의 $S_0$ Mode 군속도의 관계 (The Relationship Between Group velocity of Lamb wave $S_0$ Mode and Anisotropy in Laminated Unidirectional CFRP Plates)

  • 이정기;김영환;이승석;김호철
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.272-277
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    • 2004
  • The elastic waves in the plate are dispersive waves with the characteristics of Lamb waves. However, $S_0$ symmetric mode is less dispersive in the frequency region less than first cut-off frequency. And, in anisotropic plates such as CFRP plates, the propagation velocities vary with the direction. So, the wave vector direction to be the phase velocity direction is not accord with the energy flow direction to be the group velocity direction. In this work, the group velocities of the $S_0$ symmetric mode less than the first cut-off frequency was analyzed with the group velocity dispersion curves in unidirectional CFRP plate. And, the group velocity curve obtained by the group velocity dispersion curves are compared with the measured velocities as varied the propagation direction of the Lamb wave. The measured velocities are good agreement with the corrected group velocity curve except near the fiber direction which is called the cusp region. When the propagation direction is not accorded with the principal axis, the direction of the group velocities declines to the fiber direction in the unidirectional CFRP plates. This implies that the energy propagates preferentially toward fiber direction.

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탄성파를 통한 시료성형방법에 따른 모래 전단거동특성 평가 (Evaluation of the Influence of the Method of Sample Preparation on the Shearing Behavior of Sands using Elastic Waves)

  • 유진권;박두희
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.57-65
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    • 2014
  • 경제적, 기술적인 이유에서 실내시험을 위한 in situ 상태 그대로의 현장 모래 시료를 채취하는 것은 매우 어렵다. 따라서 현장과 유사한 상태의 시료 조성을 위한 다양한 시료 재성형 방법이 제시되었으며, 연구 목적에 따라 적합하다고 판단되는 시료성형방법이 다양하게 적용되고 있다. 본 논문에서는 모래의 시료 재성형 시 널리 이용되고 있는 습윤다짐법, 건조낙사법, 그리고 건조퇴적법을 적용하여 동일한 상대밀도로 시료를 조성한 후, 일정한 구속압 조건에서 압밀배수전단 시험을 수행하였다. 또한 자체제작을 통해 시료의 상 하부 캡에 압전소자를 설치하여 압밀 종료 시점과 전단과정에서의 탄성파 속도를 측정함으로써 시료 재성형 방법 및 상대밀도에 따른 오타와 모래에서의 거동 특성 및 전단거동 시의 탄성파 속도의 변화 경향을 분석하였다. 분석 결과, 시료 조성방법에 따라 전단과정에서 모래의 거동에는 차이가 발생할 수 있는 것으로 나타났으며, 전단과정 시 전단파 속도는 체적 변화양상과 동일한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

Thin-Shell Approach for Elastic Wave Propagation in a Pipe with Liquid

  • Kim Jin Oh;Rose Joseph L.
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제19권5호
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    • pp.1087-1094
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    • 2005
  • This paper presents the validity and limitation of the thin-shell approach for the analysis of elastic wave propagation in a pipe with nonviscous liquid. The phase velocities calculated by the thin-shell approach were compared with those calculated by the thick-cylinder approach. In contrast to the case of the empty pipe, where only two modes were obtained and the first mode was calculated in a limited frequency range, the results for the liquid-filled pipe exhibits a large number of modes due to the large number of branches of the apparent liquid mass. Several of the lowest modes of the waves in a liquid-filled pipe were calculated for various pipe thicknesses in a low frequency range. The thin-shell approach was valid for a reasonable range of pipe thicknesses.