• 제목/요약/키워드: stress wave velocity

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Numerical modelling and finite element analysis of stress wave propagation for ultrasonic pulse velocity testing of concrete

  • Yaman, Ismail Ozgur;Akbay, Zekai;Aktan, Haluk
    • Computers and Concrete
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    • 제3권6호
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    • pp.423-437
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    • 2006
  • Stress wave propagation through concrete is simulated by finite element analysis. The concrete medium is modeled as a homogeneous material with smeared properties to investigate and establish the suitable finite element analysis method (explicit versus implicit) and analysis parameters (element size, and solution time increment) also suitable for rigorous investigation. In the next step, finite element analysis model of the medium is developed using a digital image processing technique, which distinguishes the mortar and aggregate phases of concrete. The mortar and aggregate phase topologies are, then, directly mapped to the finite element mesh to form a heterogeneous concrete model. The heterogeneous concrete model is then used to simulate wave propagation. The veracity of the model is demonstrated by evaluating the intrinsic parameters of nondestructive ultrasonic pulse velocity testing of concrete. Quantitative relationships between aggregate size and testing frequency for nondestructive testing are presented.

스플릿 흡킨슨 바(SHPB)를 이용한 이방성 화강암의 동적파괴거동 연구 (A Study on dynamic Fracturing Behavior of Anisotropic Granite by SHPB Test)

  • 최미진;조상호;양형식
    • 터널과지하공간
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    • 제18권3호
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    • pp.214-218
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    • 2008
  • 본 연구에서는 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar)를 이용하여 변형률 속도에 따른 이방성 화강암의 동적파괴 과정을 조사하였다. 실험결과 변형률 속도가 증가할수록 에너지 흡수량 및 최대응력이 증가하였다. 최대응력은 모든 방향에서 변형률 속도에 의존적이나 역학적 이방성에 민감하지는 않았다. 변형률 속도가 증가할수록 탄성파속도가 많이 감쇠되고, 모든 방향에서 변형률 속도에 의존적이며 강한 암석일수록 감쇠가 빠르게 일어났다.

Edge wave propagation in an Electro-Magneto-Thermoelastic homogeneous plate subjected to stress

  • Kakar, Rajneesh;Kakar, Shikha
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제53권6호
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    • pp.1201-1214
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    • 2015
  • This paper introduces the combined effect of electric field, magnetic field and thermal field on edge wave propagating in a homogeneous isotropic prestressed plate of finite thickness and infinite length. The dispersion relation of edge wave has been obtained by using classical dynamical theory of thermoelasticity. The phase velocity has been computed and shown graphically for various initial stress parameter, electro-magneto parameter, electric parameter and thermoelastic coupling parameter.

저속 충격을 받는 적층 복합재의 응력파 전파에 관한 연구 (A Study on the Stress Wave Propagation of Composite Laminate Subjected to Low-Velocity Impact)

  • 안국찬;김문생;김규남
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.9-19
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    • 1989
  • 본 논문에서는 복합 적층판의 이론적 충격 응답을 통한 충격 응력 및 충격파 전파를 해석하기 위하여 이질, 이방성 판에 전단 변형을 고려한 Whitney와 Pagano의 이론에 기초를 두고 정적 접촉법칙과 연계한 동적 유한요소해석(FEA)을 하여, 이 중 충격 접촉력에 관하여는 각각 [0。/45。/0。/-45。/0。]$_{2s}$와 [90。/45。/90。/-45。/90。]$_{2s}$의 두 적층 형태를 가지는 흑연/에폭시와 유리/ 에폭시 복합 재료에 대한 강구에 의한 충격 해석을 하여, Yang의 식에 의한 최대 접촉력과 비교 검토하였고, 다음 변형율 파형을 파동 전파(wave propagation) 이론에 의해 비교 검토하므로써 본 이론해석의 타당성을 입증하였고, 재료 및 적층 형태에 따른 충격 응답, 충격 응력 및 충격파 전파 특성에 대하여 연구하였다.하였다.

여대생 월경(月經)의 심박변이도 변화에 대한 연구 (Change of Heart Rate Variability on Menstruation in Women at College)

  • 김경철;김이순
    • 동의생리병리학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.745-752
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    • 2012
  • This study aims to show the change of Heart Rate Variability(HRV) and Pulse wave velocity(PWV) on menstruation in women at college. Heart Rate Variability(HRV) and Pulse wave velocity(PWV) of 122 women at college were measured at their menstruation and ordinary period. SDNN, RMSSD, SDSD, HRV Index(%), stress resistance and cardiac activity were significantly higher at their menstruation than ordinary period, but Total Power and pNN50(%) were opposite. The automatic nervous system balance and physical stress were decreased in groups without dysmenorrhea than with one. PWV(E-R) and PWV(E-L) were much higher at menstruation than ordinary period. PTT(F-R) and PTT(F-L) were decreased in groups without dysmenorrhea than with severe one. We demonstrated that menstruation can effect on Heart Rate Variability and Pulse wave velocity and dysmenorrhea can cause the imbalance of autonomic nervous system.

콘크리트 동결-융해 손상의 비파죄 평가를 위한 One-Sided 응력파 속도 측정기법의 적용에 관한 연구 (Application of One-Sided Stress Wave Velocity Measurement Technique to Evaluate Freeze-Thaw Damage in Concrete)

  • 이준현;박원수
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.269-275
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    • 2000
  • 동결-융해 피로로부터 발생되는 손상이 콘크리트의 열화 및 붕괴를 초래하는 중대한 문제가 된다는 것은 이미 널리 알려져 있다. 일반적으로 동결-융해 피로가 지속되면 콘크리트의 미시조직에 내부응력과 크랙을 유발시킨다. 본 연구에서는 콘크리트에서의 동결-응해 손상을 평가하기 위해 종파와 표면파속도를 동시에 측정하는 one-sided 응력파 속도측정기법이라는 새로운 기법을 사용하였다. 상업용 시험장치를 이용하여 ASTM C666에 따라 제작된 $400{\times}350{\times}100mm$ 크기의 콘크리트 시편에 동결-융해 손상을 발생시켰다. 1사이클은 온도변화를 -14에서 $4^{\circ}C$로 하였고, $4{\sim}5$시간이 소요되었다. 매 5사이클마다 one-sided 응력파 속도측정기법에 기초하여 종파 및 표면파속도를 측정하였다. 동결-융해 손상이 증가함에 따라 종파 및 표면파속도의 변화가 있었고 이것은 동결-등채 피로 손상과정을 보다 유효하게 나타낸다는 것을 입증하였다. 또한 one-sided 기법에 의해 측정된 종파속도의 변화를 투과법을 이용하여 측정된 결과와 비교하였다.

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비선형 탄성계수를 이용한 재료변질 상태평가에대한 기초적 연구 (A Basic Research on Estimation of Material Condition by Using Nonlinear Elastic Modulus)

  • 김경조;장경영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.348-352
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    • 1995
  • In the conventional linear elasticity, ultrasonic velocity is determined by elastic modulus and density of te medium which ultrasonic wave propagates through. But, practical ultrsonic wave depends on the stress acting in the medium, and as the stress increases such dependency becomes nonlinear. This nonlinear dependencyof ultrasonic velocity on stress can be identified by using nonlinear elastic modulus up to 4th order. In thid paper, with the above background relationships between nonlinear elastic modulus and the internalstatus of materials, normal, plastic deformed or heat stressed, are discussed. For this purpose, a new type of measuring system extended from the general nondestructive UT(ultrasonic test) equipment is constructed.

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부산 신항 점토의 전단파 특성 연구: 전단파 속도 계수 추정 사례 (Characterization of Shear Waves in Busan New Port Clay: Estimation of the Coefficients of Shear Wave Velocity)

  • 이종섭;김영석;홍승서;윤형구
    • 지질공학
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    • 제23권4호
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    • pp.503-510
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    • 2013
  • 전단파 속도는 그 자체로 지층의 구조적인 특성을 확인할 수 있으며 상관관계 식들을 활용하면 타 공학적인 지표로 도출할 수 있다. 본 연구에서는 전단파 속도의 활용성에 발맞춰 부산 점토의 전단파 속도 관련 계수를 산정하는 것이다. 계수를 산정하기 위하여 실내 실험이 수행되었다. 실내 실험은 10 m, 12 m, 15 m, 20 m, 22 m, 25 m, 30 m 그리고 31 m에서 채취한 시료를 활용하였으며 압밀실험으로 유효응력과 전단파 속도 간의 관계를 도출하였다. 그 관계는 선행적으로 제시된 연구와 유사하게 비선형적인 특성을 보여주었으며 최종적으로는 전단파 속도에 활용 가능한 계수 값들을 도출하였다. 도출된 상수 값은 일정한 범위내에 속하는 것으로 나타났으며 두 상수 간의 관계도 제시하였다. 본 연구에서 제시한 계수 값들은 부산 점토의 참고 값이 될 것으로 판단되며, 향후 전단파 속도를 이용하여 공학적인 지표 전환시 다양하게 활용 될 것으로 판단된다.

포화도, 간극비 및 응력에 따른 주문진사의 탄성파 속도 (Elastic Wave Velocity of Jumunjin Sand Influenced by Saturation, Void Ratio and Stress)

  • 이정훈;윤태섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.101-106
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    • 2014
  • 관입시험은 한정된 범위에서 1차원적 정보를 얻을 수 있으나, N치는 다양한 지반설계정수와 실험적으로 연관되어 있다. 탄성파를 이용한 비파괴 검사는 역산 과정을 통해 비용 및 시간에 효율적으로 2차원 및 3차원 물성에 대한 지도를 얻을 수 있으며, N치와 탄성파 속도는 간극비, 포화도, 유효응력 등에 의해 좌우된다. 따라서 N치와 탄성파 속도간의 경험적 관계들이 제안되어 왔다. 본 연구는 다양한 간극비와 포화도를 갖는 주문진사에 대해 정지토압조건에서 탄성파를 실험적으로 측정하였다. 그 결과 하중 조건이 간극비 및 포화도에 비하여 가장 영향을 주는 요소로 나타났으며, 간극비와 포화도는 응력-속도 관계의 경향에 영향을 주었다. 각 영향인자간의 관계를 다중회귀분석을 통해 상관식으로 나타내었다.

Probabilistic Q-system for rock classification considering shear wave propagation in jointed rock mass

  • Kim, Ji-Won;Chong, Song-Hun;Cho, Gye-Chun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제30권5호
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    • pp.449-460
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    • 2022
  • Safe underground construction in a rock mass requires adequate ground investigation and effective determination of rock conditions. The estimation of rock mass behavior is difficult, because rock masses are innately anisotropic and heterogeneous at different scales and are affected by various environmental factors. Quantitative rock mass classification systems, such as the Q-system and rock mass rating, are widely used for characterization and engineering design. The measurement of rock classification parameters is subjective and can vary among observers, resulting in questionable accuracy. Geophysical investigation methods, such as seismic surveys, have also been used for ground characterization. Torsional shear wave propagation characteristics in cylindrical rods are equal to that in an infinite media. A probabilistic quantitative relationship between the Q-value and shear wave velocity is thus investigated considering long-wavelength wave propagation in equivalent continuum jointed rock masses. Individual Q-system parameters are correlated with stress-dependent shear wave velocities in jointed rocks using experimental and numerical methods. The relationship between the Q-value and the shear wave velocity is normalized using a defined reference condition. This relationship is further improved using probabilistic analysis to remove unrealistic data and to suggest a range of Q-values for a given wave velocity. The proposed probabilistic Q-value estimation is then compared with field measurements and cross-hole seismic test data to verify its applicability.