• 제목/요약/키워드: propagation property

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Numerical study of rock mechanical and fracture property based on CT images

  • Xiao, Nan;Luo, Li-Cheng;Huang, Fu;Ling, Tong-Hua
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권4호
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    • pp.395-407
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    • 2022
  • In this paper, cracks with different angles are prefabricated in rock specimens to study the fracture characteristics of rock based on CT images. The rock specimens are prepared for compression tests according to the standard recommended by ISRM (International Society for Rock Mechanics). The effects of different angles on rock mechanical properties and crack propagation fracture modes are analyzed. Then, based on the cohesive element method and CT images, the relationship between porosity and Young's modulus as well as the fracture property is explored by the numerical modelling. In the modelling, the distribution of Young's modulus is determined by the CT image through the field variable method. The results show that prefabricated cracks reduce the mechanical properties of rock. The closer the angles of the prefabricated crack is, the greater the Young's modulus of the rock sample is. The failure process of each specimen with prefabricated cracks is formed by the initiation and propagation of crack, and the angle of the prefabricated crack will affect the type of extended crack. As part of the numerical model proposed in this paper, the microstructure of rocks is reflected by CT images. The numerical results verify the effectiveness of the cohesive element method in the study of crack propagation for rock. The rock model in this paper can be used to predict engineering disasters such as collapse and landslide caused by rock fracture, which means that the methodology adopted in this paper is comprehensive and important to solve rock engineering problems.

교외지역 전파환경을 위한 예측모델 제안 (Propagation Environments of a Suburban Area)

  • 김재섭;박창균
    • 한국음향학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.49-56
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    • 1997
  • 무선통신에서 전파환경을 보다 정확히 예측하는 것은 통신서비스 영역의 결정, 최적의 기지국선정 그리고 셀 설계 등을 위해 매우 중요하다. 따라서 안테나의 종류와 지향각 그리고 지형지물의 형태에 따라 변화하는 전파예측모델을 정확히 제시하므로써 통신망을 경제적으로 운용할 수 있음은 물론 통화품질과 가입자 서비스 또한 향상시킬 수 있을 것이다. 본 논문에서는 현대 교외지역 전파환경을 위한 최적 전파예측모델을 제안하기 위해 실험 대상지역으로 전남 나주시 세지 기지국을 선택, 전계강도를 실측하고, 이 결과를 토대로 전파예측모델을 제안한다. 제안모델은 지금까지 제안된 여타 예측 모델에서 고려되지 않았던 기지국과 이동국 안테나 유효높이의 상대차를 보정계수로 추가 활용하므로써 오차를 최소화 할 수 있었고, 제안모델과 Hata 모델, Egri 모델 그리고 Carey 모델의 컴퓨터 시뮬레이션(PPGIS)결과를 비교하므로써 그 적정성을 확인하였다.

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동적모드 I 상태에서 직교 이방성체의 이방성비가 등속전파 균열선단의 응력성분과 변위성분에 미치는 영향 (Influence of Anisotropic Property Ratio of Orthotropic Material on Stress Components and Displacement Components at Crack tip Propagating with Constant Velocity Under Dynamic Mode I)

  • 이광호;황재석;최선호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.87-98
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    • 1995
  • When the crack in orthotropic material is propagating under dynamic model I load, influences of anisotropic property ratio $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress and displacement around propagating crack tip are studied in this paper. When M<0.55 and .alpha.=90.deg.(.alpha.; the angle of fiber direction with crack propagating direction, M; crack propagation velocity/shear stress wave velocity), the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress .sigma.$_{x}$, .sigma.$_{y}$, .tau.$_{xy}$ and .sigma.$_{\theta}$ is the greast on .sigma.$_{y}$. Except M<0.55 and .alpha.=90.deg., it is the greast on .sigma.$_{x}$ in any situation. Increasing $E_{L}$/ $E_{T}$, stress components are increased or decreased. When maximum stress is based, the stress .sigma.$_{x}$(.alpha.=90.deg.), .sigma.$_{y}$(.alpha.=0.deg.) and .tau.$_{xy}$ (.alpha.=90.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0. any stresses except .sigma.$_{*}$x/(.alpha.=0.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0.9. When .alpha.=90.deg., the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on displacement U and V is V>U in any velocities of crack propagation, when .alpha.=0.deg., it is VU in M>0.75 and when $E_{L}$/ $E_{T}$ is increased, U and V are decreased in any conditions.sed in any conditions.tions.tions.tions.

이방성 특성이 강한 흑색 셰일에서 탄성파 주시 토모그래피 (Seismic Traveltime Tomography in Anisotropic Black Shale)

  • 강종석;차영호;이광배;조철현
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권4호
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    • pp.393-398
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    • 2007
  • 흑색 셰일이 존재하는 지역에서 탄성파 주시 토모그래피 탐사를 수행하였다. 흑색 셰일은 퇴적암 기원으로 속도 이방성을 가지는 것으로 알려져 있기 때문에, 주시 토모그래피를 적용하여 정확한 역산 모형을 도출하기 위하여 이방성을 역산 과정에 적용하였다. 속도 이방성 계수는 탐사에서 획득한 자료에 대하여 탄성파의 초동시간에 의한 직선파선으로 가정한 속도와 전파각이 형성하는 이방성 타원의 형태로부터 추출할 수 있었으며, 이로부터 수평방향의 전파속도가 수직방향의 전파속도보다 빠름을 확인할 수 있었다. 속도 이방성 계수는 역산 과정에 적용되어 실제 지질구조에 부합하는 속도 구조를 획득하였다. 속도 이방성을 고려한 역산은 동일한 지역에서 3개의 구간에서 수행하였고, 각각의 결과는 지표지질 및 시추결과와 비교하여 높은 유사성을 보여주었다.

Fatigue property analysis of U rib-to-crossbeam connections under heavy traffic vehicle load considering in-plane shear stress

  • Yang, Haibo;Qian, Hongliang;Wang, Ping
    • Steel and Composite Structures
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    • 제38권3호
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    • pp.271-280
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    • 2021
  • In this study, the fatigue property of U rib-to-crossbeam connections in orthotropic steel bridge (OSB) crossbeams under heavy traffic vehicle load was investigated considering the effects of in-plane shear stress. The applicability of an improved structural stress (ISS) method was validated for the fatigue behavior analysis of nonwelded arc-shaped cutout regions in multiaxial stress states. Various types of fatigue testing specimens were compared for investigating the equivalent structural stress, fatigue crack initiation positions, and failure modes with the unified standards. Furthermore, the implications of OSB crossbeams and specified loading cases are discussed with respect to the improved method. The ISS method is proven to be applicable for analyzing the fatigue property of nonwelded arc-shaped cutout regions in OSB crossbeams. The used method is essential for gaining a reliable prediction of the most likely failure modes under a specific heavy traffic vehicle load. The evaluated results using the used method are proven to be accurate with a slighter standard deviation. We obtained the trend of equivalent structural stress in arc-shaped cutout regions and validated the crack initiation positions and propagation directions by comparing them with the fatigue testing results. The implications of crossbeam spans on fatigue property are less significant than the effects of crossbeams.

포화된 다공성매체에서 파동의 전파특성 I. 이론해의 유도 (Wave Propagation Characteristics in Saturated Porous Media I. Theoretical Solution)

  • 김선훈;김광진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.95-103
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    • 2007
  • 본 논문에서는 포화된 다공성매체에서 파동의 전파속도와 감쇠를 구할 수 있는 해석적 이론해를 유도하여 제시하였다. 이론해의 유도를 위하여 압축성의 고체입자와 간극수를 고려하는 완전 연계 Field모델을 사용하였다. 완전 포화된 다공성 매체의 해석을 위한 공학적인 접근방법이 채택되었으며, 균질 영역에서 1차원 파동의 전파를 위한 이론해가 유도되었다. 본 논문에서 유도한 이론해는 고체입자의 압축성, 간극수의 압축성, 다공성입자의 변형, 공간의 감쇠(Spatial damping) 등을 고려할 수 있어 매우 다양하게 사용될 수 있다. 또한 다양한 지반체에서 두 가지 종류의 파속(Wavespeed)과 감쇠계수를 계산하는데 이용 가능하다. 본 논문에서 제시한 이론해를 전산코드화하여 파동의 전파속도와 감쇠에 대한 파라미터연구를 수행한 결과는 본 연구의 II부에 제시할 예정이다.

전자파 문제에 대한 시간영역-유한차분법의 수치파 전파모델의 성질에 관한 연구 (A Study on the Numerical Wave Propagation Properties of the Finite Difference-Time Domain(FD-TD) Method for EM Wave Problems)

  • 김인석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.1595-1611
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    • 1994
  • 본 논문에서는 전자파의 전파현상의 불연속모델로서 시간영역 유한 차분법의 수치적 성질이 연구된다. 시간 공간의 차원에서 막스웰 방정식을 개구리뜀 근사식으로 나타내므로 수치적인 특성과 의존 영역의 항으로 전자파의 전파현상을 모사한다. 시간영역 유한차분법의 수치적모사과정이 기하학적으로 설명된다. 개구리뜀 근사법의 채용으로 인한 수치적인 분산현상이 예시된다. 개구리뜀 근사법을 기초로 한 시간영역 유한차분법은 원래 계산 결과만을 산출하는 모델이 아니고 묘사적인 모델이므로 전자파 전파현상에 대한 몰리적인 현상을 묘사할 뿐만 아니라 이러한 묘사직언 결과로부터 푸리에 변환을 통하여 주파수 영역에서의 결과를 추출할 수 잇는 매우 유연한 수치해석 방법이다. 그래서 본 수치해석 방법을 이용하여 WR-28과 WR-90 도파관의 E-평면 휠터와 인턱티브 아이리스의 특성성분적 결과를 포함시킨다.

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Ti-3Al-2.5V 합금의 고온피로에 미치는 온도 및 미세조직의 영향 (The Effect of Temperature and Microstructure on High Temperature Fatigue Crack Propagation Property in Ti-3Al-2.5V Alloy)

  • 김현철;임병수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.198-207
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    • 1998
  • To determine the effect of temperature and microstructure on the fatigue crack propagation behavior in Ti-3Al-2.5V alloy, experimental investigations have been carried out with the specimens of different temperatures and different volume fractions of prime $\alpha$-phase. The temperatures employed were room temperature, 20$0^{\circ}C$, 30$0^{\circ}C$ and 40$0^{\circ}C$ under the same frequency of 20Hz. To obtain the different volume fractions of the primary $\alpha$-phase, specimens were solution-treated at $\alpha$+$\beta$ and above the $\beta$ region. From the experimental results, following conclusions were obtained. (1) ΔKth was observed to increase with the less volume fraction of the primary $\alpha$-phase. (2) As the temperature increased. (3) Microstructures having more primary $\alpha$-phase showed higher strength at the high temperatures.

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암석 내의 자연균열과 인공균열의 진행특성 (Characteristics of Natural and Experimental Fracture Propagation in Rocks)

  • 백환조
    • 지질공학
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    • 제7권1호
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    • pp.53-62
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    • 1997
  • 암석의 파고역학적 특성은 암반 내의 자연균열들의 분포를 예측하거나 혹은 불연속면을 포함하는 암사면이나 지하구조물의 안정성을 해석하기 위한 중요한 자료로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 암석의 파괴역학적의 특성의 차이를 측정하여 암종에 따른 제한적인 분포를 나타내는 자연균열에 대한 연구를 수행하였다. 자연균열과 인공균열의 진행특성을 정성적 및 정량적인 기준에 의하여 분석한 결과, 기원이 다른 균열들은 성장특성에 있어서 뚜렷한 차이를 나타냄을 확인할 수 있다. 따라서, 암석 파괴역학적의 이론을 이용하여 암반 내에 분포하는 균열들의 기원이나 공학적 특성을 예측하기 위해서는 먼저 충분한 지질학적인 이론과 근거가 요구됨을 알 수 있다.

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축계용 단조강재 보수 용접부의 피로 파괴 특성에 관한 연구 (A Study on the Effect of the Buliding Up by Welding on the Fatigue Fracture Behaviors for the Forged Steel)

  • 김영식;김종호;한명수;손병영
    • 한국해양공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.97-105
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    • 1991
  • In this paper, the fatigue strength and the fatigue crack propagation behaviors of the round bar specimens which were spirally built up by welding and subsequently hardened by quenching were investigated. The material used was SF60 which was whdely employed in mechanical components, especially shafts. Fatigue tests were conducted at the fully reversed condition(R=-1) and axial and load control in the room temperature ahd air environment. The experimental results were expressed by both the range of stress intensity factor ($\Delta{K}$) and the effective range of stress intensity factor ($\Delta{K}_{eff}$). It was clarified that applying of quenching after the building up welding process improved the fatigue strength and the gatigue crack propagation property in the low range of $\Delta{K}$ of the built up round bar specimen.

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