• 제목/요약/키워드: suspension of studies

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Refinement of damage identification capability of neural network techniques in application to a suspension bridge

  • Wang, J.Y.;Ni, Y.Q.
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제2권1호
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    • pp.77-93
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    • 2015
  • The idea of using measured dynamic characteristics for damage detection is attractive because it allows for a global evaluation of the structural health and condition. However, vibration-based damage detection for complex structures such as long-span cable-supported bridges still remains a challenge. As a suspension or cable-stayed bridge involves in general thousands of structural components, the conventional damage detection methods based on model updating and/or parameter identification might result in ill-conditioning and non-uniqueness in the solution of inverse problems. Alternatively, methods that utilize, to the utmost extent, information from forward problems and avoid direct solution to inverse problems would be more suitable for vibration-based damage detection of long-span cable-supported bridges. The auto-associative neural network (ANN) technique and the probabilistic neural network (PNN) technique, that both eschew inverse problems, have been proposed for identifying and locating damage in suspension and cable-stayed bridges. Without the help of a structural model, ANNs with appropriate configuration can be trained using only the measured modal frequencies from healthy structure under varying environmental conditions, and a new set of modal frequency data acquired from an unknown state of the structure is then fed into the trained ANNs for damage presence identification. With the help of a structural model, PNNs can be configured using the relative changes of modal frequencies before and after damage by assuming damage at different locations, and then the measured modal frequencies from the structure can be presented to locate the damage. However, such formulated ANNs and PNNs may still be incompetent to identify damage occurring at the deck members of a cable-supported bridge because of very low modal sensitivity to the damage. The present study endeavors to enhance the damage identification capability of ANNs and PNNs when being applied for identification of damage incurred at deck members. Effort is first made to construct combined modal parameters which are synthesized from measured modal frequencies and modal shape components to train ANNs for damage alarming. With the purpose of improving identification accuracy, effort is then made to configure PNNs for damage localization by adapting the smoothing parameter in the Bayesian classifier to different values for different pattern classes. The performance of the ANNs with their input being modal frequencies and the combined modal parameters respectively and the PNNs with constant and adaptive smoothing parameters respectively is evaluated through simulation studies of identifying damage inflicted on different deck members of the double-deck suspension Tsing Ma Bridge.

확장형 칼만필터를 이용한 현수교의 감쇠성능 평가 (Evaluation of Damping Properties on Suspension Bridge Using Extended Kalman Filter)

  • 박동욱;김남식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권2A호
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    • pp.89-96
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    • 2011
  • 감쇠비는 현수교에 있어서 교량진동을 평가하기 위한 중요한 동적 요소 중 하나이다. 하지만, 실재 현수교에서 계측된 상시 진동신호로부터 감쇠비를 직접적으로 추정하는 것은 현실적으로 매우 어려운 일이다. 뿐만 아니라, 한정된 계측자료를 이용하여 추정된 감쇠비로부터 공기역학적 감쇠와 마찰 감쇠를 구분하는 것은 더욱 어렵다. Macdonald는 2005년 발표한 자료에서 공기역학적 감쇠성능은 풍속에 따라 선형적으로 증가한다고 하였으며, Park등은 감쇠성능은 진동의 크기에 따라 변화할 수 있다고 하였다. 따라서 본 논문에서는 이러한 감쇠비, 풍속, 진동의 크기 사이의 관계를 연구하여, 추정 감쇠비로부터 공기역학적 감쇠와 마찰 감쇠를 구분하고자 하였다. 본 논문에서 감쇠비 추정대상으로는 전라남도 고흥에 위치한 소록대교를 선택하였으며, 감쇠비 추정에는 Hilbert 변환법을 이용한 방법과 확장형 칼만필터를 이용하였다. 또한 두 방법으로 추정된 감쇠비들을 상호 비교를 실시하였다. 그 결과, 상시진동 자료와 차량재하실험으로부터 얻어진 자료를 이용하여 추정된 감쇠비와 풍속, 그리고 가속도의 크기를 이용하여 추정 감쇠비로부터 공기역학적 감쇠 성능과 마찰 감쇠 성능의 구분이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

현수교 짧은 행어로프의 장력추정시 지점부 회전강성의 영향 (Effect of Support Rotational Stiffness on Tension Estimation of Short Hanger Ropes in Suspension Bridges)

  • 이정휘;노상곤;이영대;강병찬
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권10호
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    • pp.869-877
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    • 2013
  • Tension force of hanger ropes has been recognized and utilized as an important parameter for health monitoring of suspension bridges. Conventional vibration method based on string theory has been utilized to estimate tension forces of relatively long hanger ropes without any problem, however it is convinced that the vibration method is not applicable for shorter hanger ropes in which the influence of flexural stiffness is not ignorable. Therefore, as an alternative of vibration method, a number of feasibility studies of system identification(SI) technique considering flexural stiffness of the hanger ropes are recently performed. In this study, the influence of support condition of the finite element model utilized for the SI method is investigated with numerical examples. The numerical examples are prepared with the specification of the Kwang-Ahn bridge hanger ropes, and it is revealed that the estimation result of the tension force can be varied from -21.6 % to +35.3 % of the exact value according to the consideration of the support condition of FE model. Therefore, it is concluded that the rotational stiffness of the support spring should be included to the list of the identification parameters of the FE model to improve the result of tension estimation.

맥퍼슨 타입 반 능동 현가장치의 진동제어 성능 고찰 (A Study on Vibration Control Performance of Macpherson Type Semi-Active Suspension System)

  • 사이카 두타;한철희;이태훈;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.157-164
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    • 2016
  • 이 논문은 MR 댐퍼를 적용한 맥퍼슨 타입의 반 능동 현가장치의 진동제어에 관한 연구를 보여준다. 맥퍼슨 스트럿의 기하학적 분석을 바탕으로 동역학 지배 방정식이 설립되었으며, 제어기 설계를 위해 평형 점 근처의 비선형적 운동이 선형화하였다. 이어서 시스템의 향상된 반응시간을 위해 새로운 적응 움직임 슬라이딩모드 제어기를 제안하였으며, 시뮬레이션을 통해 범프와 랜덤도로에서 차량으로 가해지는 진동에 따른 제어 성능을 기존슬라이딩모드 제어기 및 스카이훅 제어기와의 비교를 통해 우수성을 평가하였다.

나노 진동 흡수기의 모델링 및 열역학적 특성 해석에 대한 이론적 연구 (Modeling and Theoretical Analysis of Thermodynamic Characteristic of Nano Vibration Absorber)

  • 문병영;정성원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.93-99
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    • 2003
  • 구조물은 지진, 풍랑 등과 같은 외부의 충격에 대해서 노출되어 있기 때문에 대규모의 피해가능성이 항상 존재한다. 이러한 외부에 대한 충격흡수 장치는 여러 가지가 있다. 이러한 기구 중에서 널리 사용되고 있는 것이 기계적 에너지를 소산시키는 유압 감쇠기이다 본 논문에서는 유압 감쇠기의 단점을 보완하고 보다 효율이 높은 감쇠기를 나노기술을 응용하여 새로운 감쇠기에 대한 기초적 이론연구를 하였다. 새로운 감쇠기는 내부에 점성 유체 대신에 무기재료의 입자를 유체와 혼합하여 사용하였고 오리피스를 생략함으로 해서 보다 간단한 구조로 설계하였다. 나노 단위 기공에서의 유동 현상을 설명하기 위해서는 기존의 유체역학에 대한 지배방정식 및 가설들이 더 이상 적용이 되지 않는 단점이 있다. 본 연구에서는 지금까지 명확하게 규명되지 않았던 감쇠기의 열 발생, 나노 유동, 그리고 에너지 소산에 대한 이론적 해석을 수행하였다. 그리고 다공 입자 구조에 따른 에너지 소산에 대한 영향을 모델링하여 조사하였다. 감쇠 효과를 검토하기 위해 기존의 유압 감쇠기와 에너지 소산효율을 비교하였다. 또한 감쇠 효율을 수치적인 해석결과와 실험 결과를 서로 비교하여 검토하였다.

수정된 스카이훅 제어기를 적용한 회전형 현가장치 차량의 차체진동 저감 (Vibration Reduction Technique for Rotating Suspension Vehicles with a Modified Skyhook Controller)

  • 정사무엘;유완석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권1호
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    • pp.25-30
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    • 2013
  • 군용 견마로봇차량은 전시 임무수행간 야지를 주행하게 되는데, 이때 발생하는 지속적인 충격에 의한 차체의 진동은 내부 구성품에 손상을 초래할 수 있다. 현재 차체 진동저감을 위한 제어의 수단으로 능동 또는 반능동 현가장치을 사용한 많은 연구가 진행 되고 있다. 본 연구에서는 기존의 반능동 현가장치와 더불어 $6{\times}6$ 차량의 회전형 현가장치와 독립적인 구동제어에 의한 진동저감 기법을 제안한다. 진동 제어기로는 스카이훅의 수정기법 중의 하나인 SH-ADD 를 적용하였다. ISO E 등급의 노면을 주행노면으로 선정하였으며, 시뮬레이션은 ADAMS Control 과 Matlab Simulink 를 연동하여 수행하였다. 야지에서의 내부장비의 피로누적에 초점을 두어 주행 제어조건에 따른 RMS 수치로서 결과를 비교 및 분석하였다.

현수교 지중정착식 앵커리지의 거동특성과 국내 도서지역에서의 적용성에 대한 연구 (A Study on the Physical Behavior and the Applicability of Rock Anchorage System of a Suspension Bridge in Domestic Island)

  • 양의규;최영석;최경섭;김대학;전용준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.33-48
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    • 2021
  • 현수교의 지중정착식 앵커리지는 기초 암반이 신선할 경우에 적용될 수 있는 형식으로, 앵커리지 형식 중 환경성과 경제성 측면에서 뚜렷한 장점이 있다. 그러나 케이블 하중 재하시 암반의 거동특성이 아직 명확하게 규명되지 않았고 설계기법이 정립되어 있지 않아, 실무자들이 구조물 계획을 수립하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 국내 도서지역의 경암 지반에 계획된 지중정착식 앵커리지를 대상으로 모형실험과 수치해석을 수행하고 지지암반의 거동 특성을 평가하였으며, 자중과 전단력으로 케이블 하중에 저항하는 비대칭 형태의 암반 쐐기 블록을 제안하였다. 또한 경암 지반에서 강연선 홀 설치를 위한 실규모 시험천공을 실시하고, 경사 천공의 정밀도를 확인하여 지중정착식 앵커리지의 적용 가능성을 평가하였다.

비글견에서 상부 위장관 조영술을 통한 상용화된 바륨 조영제의 평가 (Evaluation of Commercialized Barium Products for Upper GI Contrast Study in Beagle Dogs)

  • 최호정;황윤태;이기자;김환철;최지영;장진화;이희천;이영원
    • 한국임상수의학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.87-93
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    • 2011
  • Upper gastrointestinal contrast studies were performed to compare the quality of images using two different commercialized barium products in 10 healthy beagle dogs of each group; 30% barium suspension in group 1, and 35% dilute barium suspension in group 2. Contrast media were administered through gastric tube at a dose rate of 10 ml/kg in all groups. All procedures were evaluated by three criteria: the quality of the images obtained, the transit time and the distensibility of the bowel. The imaging in group 1 showed good image quality, a rapid transit time, and good distensibility of bowel loop.

Coliform 유방염(乳房炎)에 관한 연구(硏究) 1. Escherichia coli에 의(依)한 유방염(乳房炎)의 실험병리학적(實驗病理學的) 관찰(觀察) (Studies on the Coliform Mastitis I. Histopathological Observation on Experimentally Induced Escherichia coli Mastitis in Rabbits)

  • 한두석;이차수
    • 대한수의학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.33-40
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    • 1981
  • In order to clarify the morphological changes in the mammary glands of cows affected with coliform (Escherichia coli) mastitis, histopathological observations were undertaken on the mastitis of the lactating rabbits which was experimentally induced with E. coli or its endotoxin isolated from cases of acute and chronic matitis in dairy cattle. In the bacterial suspension-infused groups the affected quarters of udder showed cloudy swelling, hyperemia and hemorrhage to local necrosis and firmness. The microscopic findings of early stage of the mastitis were appearance of large numbers of heterophils in the glandular lumina and ducts accompanied by degeneration, necrosis and desquamation of epithelial cells, and also infiltration of heterophils, hemorrhage and edema in the interstitial tissue, and destruction of alveoli. Later, proliferation of firoblasts, plasma cells, lymphocytes, eosinophils and histiocytes appeared in the glandular tissue and necrotic foci of glandular tissue were surrounded by highly proliferated connective tissue. Granuloma-like inflammatory changes could be observed in the glandular tissue on the 7th days after infusion. The inflammatory response in the group infused with E. coli strain isolated from the natural case of acute mastitis was rapid and severe as compared with that of chronic mastitis. In the endotoxin-infused group the morphological changes were similiar to those of the bacterial suspension-infused groups.

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Application of a discrete vortex method for the analysis of suspension bridge deck sections

  • Taylor, I.J.;Vezza, M.
    • Wind and Structures
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    • 제4권4호
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    • pp.333-352
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    • 2001
  • A two dimensional discrete vortex method (DIVEX) has been developed to predict unsteady and incompressible flow fields around closed bodies. The basis of the method is the discretisation of the vorticity field, rather than the velocity field, into a series of vortex particles that are free to move in the flow field that the particles collectively induce. This paper gives a brief description of the numerical implementation of DIVEX and presents the results of calculations on a recent suspension bridge deck section. The predictions for the static section demonstrate that the method captures the character of the flow field at different angles of incidence. In addition, flutter derivatives are obtained from simulations of the flow field around the section undergoing vertical and torsional oscillatory motion. The subsequent predictions of the critical flutter velocity compare well with those from both experiment and other computations. A brief study of the effect of flow control vanes on the aeroelastic stability of the bridge is also presented and the results from DIVEX are shown to be in accordance with previous analytical and experimental studies. In conclusion, the results indicate that DIVEX is a very useful design tool in the field of wind engineering.