In this paper, we present an idea of the geometry-dependent MITC method. The simple concept is exemplified to improve a 2-node iso-beam (isoparametric beam) finite element of varying section. We first study the behavior of a standard 2-node iso-beam finite element of prismatic section, which has been widely used with reduced integration (or the equivalent MITC method) in order to avoid shear locking. Based on analytical studies on cantilever beams of varying section, we propose the axial strain correction (ASC) scheme and the geometry-dependent tying (GDT) scheme for the 2-node iso-beam element. We numerically analyze varying section beam problems and present the improved performance by using both ASC and GDT schemes.
본 연구에서는 iTECH 합성보 실험체에 대한 온도와 변형에 대한 내화성능을 ISO834 표준화재와 BS476-20 및 KSF2257 기준에 근거하여 평가하였다. 국내외적으로 복합구조의 내화성능을 규명하기 위한 연구는 지극히 미흡한 실정이며, 따라서 본 연구에서는 iTECH 합성보의 내화성능을 평가하기 위해 1.5m의 슬래브를 포함한 4..7m의 스팬길이에 대하여 실험을 수행하였다. 변수는 실험체의 단면크기, 피복재 보강방법과 보강두께, 그리고 하중비로 하여 내화실험을 수행하였다.
Lee, Seung Kyu;Chang, Insu;Kim, Sang In;Lee, Jungil;Kim, Hyoungtaek;Kim, Jang-Lyul;Kim, Min Chae
Journal of Radiation Protection and Research
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제44권2호
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pp.72-78
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2019
Background: In the calibration and testing laboratory of Korea Atomic Energy Research Institute, the old X-ray generator used for the production of reference X-ray fields was replaced with a new one. For this newly installed X-ray irradiation system, beam alignment as well as the verification of beam qualities was conducted. Materials and Methods: The existing X-ray generator, Phillips MG325, was replaced with YXLON Y.TU 320-D03 in order to generate reference X-ray fields. Theoretical calculations and Monte Carlo simulations were used to determine initial filter thickness. Beam alignment was performed in three steps to deliver a homogeneous radiation dosage to the target at different distances. Finally, the half-value layers were measured for different X-ray fields to verify beam qualities by using an ion chamber. Results and Discussion: Beam alignment was performed in three steps, and collimators and other components were arranged to maintain the uniformity of the mean air kerma rate within ${\pm}2.5%$ at the effective beam diameter of 28 cm. The beam quality was verified by using half-value layer measurement methods specified by American National Standard Institute (ANSI) N13.11-2009 and International Organization for Standardization (ISO)-4037. For each of the nine beams than can be generated by the new X-ray irradiation system, air kerma rates for X-ray fields of different beam qualifies were measured. The results showed that each air kerma rate and homogeneity coefficient of the first and second half-value layers were within ${\pm}5%$ of the recommended values in the standard documents. Conclusion: The results showed that the new X-ray irradiation system provides beam qualities that are as high as moderate beam qualities offered by National Institute of Standards and Technology in ANSI N13.11-2009 and those for narrow-spectrum series of ISO-4037.
In the proton therapy using a gantry system, periodical verification of iso-center position is very important to assure precision of patient positioning system at any gantry angles in proton treatment. In the gantry system, there are three different types of iso-center; 1) in a geometrical view, 2) in an X-ray beam's eye view, 3) in a proton beam's eye view. Idealistically, they would be an identical point. They could, however, be different points. It may be a source of errors in patient positioning. At PMRC, we have established a system of verification for iso-center positions using a stainless ball of 2-cm in diameter and an imaging plate. This system provides the relation among a center of a patient target position, a center of proton irradiation field, and/or a center of X-ray field in accuracy of 50$\square$m in the 2) and 3) views, as images of a center of the stainless ball and a center of a 100 mm${\times}$100 mm-aperture brass collimator recorded on the imaging plate, which is setup at 1-cm behind the ball. In addition, it provides simultaneously the images of the ball and the collimator on an imaging intensifier (II), which is setup downstream of the proton or X-ray beam. We present a method of quality assurance (QA) for calibration of iso-center position in a rotation gantry system at PMRC and the performance of this system. A proton beam position on the 1$\^$st/ scatterer in the nozzle of the gantry affects less sensitive (reduced by a factor of 1/5) to the results of the iso-center position. The effect is systematically correctable. The effect of the nozzle (or the collimator) position is less than 0.5 mm at the maximum extraction (390 mm).
The use of stimulated emission depletion (STED) microscopy has significantly improved resolution beyond the limits imposed by diffraction; Furthermore, STED microscopy adopts a 4Pi-geometry to achieve an isotropic improvement in resolution. In isoSTED microscopy, a polarizing beam splitter and retarders are used in a 4Pi cavity to split beams of identical power, generating constructive and destructive interference for lateral and axial resolution improvements, respectively. The precise alignment of the retarders is crucial for optimizing the performance of isoSTED microscopy, because this orientation affects the quality of the depletion focus, necessitating zero intensity at the center. Incomplete destructive interference can lead to unwanted fluorescence inhibition, resulting in degraded resolution and contrast. However, measuring the intensity and polarization state in each optical path of the 4Pi cavity is complex and requires additional devices such as a power meter. Here, we propose a simple and accurate alignment method for the 4Pi cavity in isoSTED microscopy. Our approach demonstrates the equal allocation of power between upper and lower beam paths and achieves complete destructive interference using a polarizing beam displacer and a single CCD camera positioned outside the 4Pi cavity.
본 연구는 하중비, 피복유무의 주요변수를 고려한 iTECH 합성보의 내화성능을 해석적 연구를 통해서 규명한 것이다. 합성보 구조는 개별적인 구조부재보다 내화성능이 우수할 것으로 기대되므로 해석적 연구에 의해서 안전하고 경제적인 내화설계를 제시할 수 있다. 열전달 해석은 범용 유한요소 프로그램인 ANSYS 10.0을 이용하여 ISO표준화재에 대해서 수행하였으며, EC1 Part 2.2와 EC4 Part1.2에서 제시된 모멘트 능력식과 강재와 콘크리트의 열적특성에 근거하여 내력해석을 수행하였다. 해석의 적절성을 검증하기 위해 실제적으로 수행된 실험결과와 비교를 통해서 그 적절성을 검증하였다.
본 연구는 고강도 콘크리트의 폭렬 발생을 제어하기 위하여 폭렬 저감재를 혼입함에 따른 폭렬 저감효과를 살펴보고 콘크리트 보 부재의 고온 가열시의 열적 특성을 평가하기 위하여 실시하였다. 이에 고강도 콘크리트 40~60MPa를 폭렬 저감재를 혼입하여 부재를 제작하였으며, KS F 2257의 ISO 표준화재 재하조건에서의 내화성능을 살펴보았다. 실험결과 폭렬 저감재를 혼입하지 않은 40MPa은 180분, 50MPa 174분, 60MPa 152분으로 50, 60MPa보는 기준에서 정하는 3시간 내화성능에 6~28분 부족한 것으로 나타났다. 그러나 폭렬 저감재를 혼입한 50, 60MPa 보는 모두 법에서 정하는 내화 성능 시간인 180분을 만족하였다. 폭렬 저감재를 혼입하지 않은 50, 60MPa의 콘크리트 보는 화재에 노출된 모든 면에서 폭렬이 발생되었으나 폭렬 저감재를 혼입한 50, 60MPa 보에서는 표면탈락 및 폭렬은 거의 발생되지 않았다. 따라서 콘크리트의 폭렬 방지를 위해 혼입한 PP섬유는 폭렬 방지 효과를 나타내고 있으나 60MPa 표면이 일부 탈락 된 것으로 보아 표면 탈락 방지를 위해 혼입한 강섬유는 60MPa 이상의 강도에서는 크게 효과가 나타나지 않았다.
We present the results on the calibration of iso-center positions using the quality assurance system established at PMRC for determination of center position in X-ray and proton irradiation fields. Details on the system are presented in another presentation in this session. The equipment in the system is mounted on a patient treatment bed in each proton exposure room, G1 or G2. A center of a stainless ball on the equipment is set at a cross of laser markers located around the iso-center and fixed on the room and on the snout in the gantry. A proton beam or an X-ray beam is exposed onto the ball through a brass collimator of 100 mm ${\times}$ 100 mm and projected onto the imaging plate set at I cm behind the ball. On the axis perpendicular to the thrust axis of the gantry on the imaging plate, a distance between a center of the collimator image and a center of the ball image varies as a cosine function of gantry angles unless the ball is set on the iso-center. An amplitude of the cosine curve shows the distance between the ball and the iso-center, an offset the offset of the collimator, and a phase shift at a zero crossing point the ball direction viewed from the iso-center. We present the relation among the iso-center position, the laser maker position, and the center of proton and X-ray irradiation fields. Its stability and its reproducibility are discussed.
The paper proposes two methodologies for damage identification from measured natural frequencies of a contiguously damaged reinforced concrete beam, idealised with distributed damage model. The first method identifies damage from Iso-Eigen-Value-Change contours, plotted between pairs of different frequencies. The performance of the method is checked for a wide variation of damage positions and extents. The method is also extended to a discrete structure in the form of a five-storied shear building and the simplicity of the method is demonstrated. The second method is through smeared damage model, where the damage is assumed constant for different segments of the beam and the lengths and centres of these segments are the known inputs. First-order perturbation method is used to derive the relevant expressions. Both these methods are based on distributed damage models and have been checked with experimental program on simply supported reinforced concrete beams, subjected to different stages of symmetric and un-symmetric damages. The results of the experiments are encouraging and show that both the methods can be adopted together in a damage identification scenario.
This study provides floor vibration analysis for a factory constructed by ES-beam using field measured acceleration data. The natural frequencies of the first two modes of floor are extracted from measured data. With this information, a system identification has been performed to produce a numerical model representing existing floor. The peak magnitudes of acceleration for one man walking heel drop load from experiment and numerical model are analyzed using ISO vibration criteria and AIJ vibration performance criteria. The results show that there is no problem in use of ES-beam.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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