• 제목/요약/키워드: time-dependent load

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유한요소법을 이용한 치아 임플랜트 피로수명 예측 (FATIGUE LIFE ESTIMATION OF IMPLANT USING A FINITE ELEMENT METHOD)

  • 한인숙;손정훈;양영수;이승영
    • 대한치과보철학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.414-420
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    • 2006
  • Purpose : The purpose of this study is to use finite element analysis to predict the fatigue life of an implant system subjected to fatigue load by mastication (chewing force). The reliability and the stability of implant system can be defined in terms of the fatigue strength. Not only an implant is expensive but also it is almost impossible to correct after it is inserted. From a bio-engineering standpoint, the fatigue strength of the dental implant system must be evaluated by simulation (FEA). Material and Methods Finite element analysis and fatigue test are performed to estimate the fatigue strength of the implant system. Mesh of implant is generated with the actual shape and size. In this paper, the fatigue strength of implant system is estimated. U-fit (T. Strong, Korea, internal type). The stress field in implant is calculated by elastic-plastic finite element analysis. The equivalent fatigue stress, considering the contact and preload stretching of a screw by torque for tightening an abutment, is obtained by means of Sine's method. To evaluate the reliability of the calculated fatigue strength, fatigue test is performed. Results: A comparison of the calculated fatigue strength with experimental data showed the validity and accuracy of the proposed method. The initiation points of the fatigue failure in the implant system exist in the region of high equivalent fatigue stress values. Conclusion: The above proposed method for fatigue life estimation tan be applied to other configurations of the differently designed and improved implant. In order to prove reliability of prototype implant, fatigue test should be executed. The proposed method is economical for the prediction of fatigue life because fatigue testing, which is time consuming and precision-dependent, is not required.

확장성을 갖는 클러스터 기반의 라우팅 프로토콜 (Scalable Cluster Overlay Source Routing Protocol)

  • 장광수;양효식
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제47권3호
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    • pp.83-89
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    • 2010
  • 확장성을 제공하는 라우팅 알고리즘은 대규모 MANETs를 운영하는데 중요한 요소 중 하나이다. 현재까지 개발된 라우팅 알고리즘의 성능은 네트워크내의 노드의 수에 종속적이거나 노드의 위치정보를 알아야 하는 등 여러 가지로 제한적이었다. 라우팅 알고리즘의 성능이 네트워크내의 노드의 수에 종속적이어서 노드의 밀도가 증가하는 경우 기존의 알고리즘들은 성능이 현저히 떨어지는 결과를 보인다. 본 논문에서는 확장성 제공을 위한 클러스터링 기반의 Dynamic Source Routing 알고리즘을 제안하고 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 성능분석을 수행하여 기존의 DSR과 비교하였다. 단위 메시지 당 전송한 경로발견에 사용된 메시지의 수의 경우 DSR과 비교하여 90% 이상 향상된 성능개선을 보였다. 또한 네트워크내의 노드 밀도와 네트워크 사이즈를 변화하면서 성능분석을 수행한 결과 제안된 알고리즘은 동작이 단순하고, 목적지까지의 경로 획득에 있어서 메시지나 경로 획득 수행시간의 복잡도가 네트워크 내의 노드의 수가 증가하더라도 일정한 성능을 보인다.

FRP 보강 콘크리트 보의 장기처짐에 관한 실험연구 (An Experimental Study on the Long-Term Deflection of Concrete Beams with GFRP Rebars)

  • 박지선;유영준;박영환;김긍환
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.325-328
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    • 2008
  • FRP 보강근을 이용한 콘크리트 부재는 균열이 발생하면 강성이 상대적으로 작아지고 이와 같은 부재의 낮은 강성은 사용하중 상태에서 허용처짐량이나 균열폭 등과 같은 사용성이 부재의 설계를 결정하게 되는 주요 요인으로 작용하게 된다$^{1)}$. 미국, 캐나다, 일본 등의 선진국에서는 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 연구가 활발히 진행되어 사용성에 대한 설계기준(안)이나 지침서를 제안하고 있으나 국내에서는 아직까지 이에 대한 연구가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 보강비를 달리한 총 4개의 콘크리트 보에 대하여 180일간 지속하중을 재하하였으며 이들 보의 순간처짐(sohrt-term deflection) 및 장기처짐(long-term deflection)의 발생을 관찰하였다. 뿐만아니라 현재 ACI에서 제안하는 장기처짐 값을 계산하여 그 결과를 실험값과 비교 분석하였다. 비록 제한된 수의 비교이지만 180일간 지속하중을 받은 콘크리트 보의 장기처짐은 재하시 순간처짐의 약 40${\sim}$70%까지 발생되었으며 ACI에서 제안한 장기처짐값은 실제 보에서 발생한 장기처짐값을 최대 46% 과대평가하였다.

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Random vibration analysis of train-slab track-bridge coupling system under earthquakes

  • Zeng, Zhi-Ping;He, Xian-Feng;Zhao, Yan-Gang;Yu, Zhi-Wu;Chen, Ling-Kun;Xu, Wen-Tao;Lou, Ping
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제54권5호
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    • pp.1017-1044
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    • 2015
  • This study aimed to investigate the random vibration characteristic of train-slab track-bridge interaction system subjected to both track irregularities and earthquakes by use of pseudo-excitation method (PEM). Each vehicle subsystem was modeled by multibody dynamics. A three-dimensional rail-slab- girder-pier finite element model was created to simulate slab track and bridge subsystem. The equations of motion for the entire system were established based on the constraint condition of no jump between wheel and rail. The random load vectors of equations of motion were formulated by transforming track irregularities and seismic accelerations into a series of deterministic pseudo-excitations according to their respective power spectral density (PSD) functions by means of PEM. The time-dependent PSDs of random vibration responses of the system were obtained by step-by-step integration method, and the corresponding extreme values were estimated based on the first-passage failure criterion. As a case study, an ICE3 high-speed train passing a fifteen-span simply supported girder bridge simultaneously excited by track irregularities and earthquakes is presented. The evaluated extreme values and the PSD characteristic of the random vibration responses of bridge and train are analyzed, and the influences of train speed and track irregularities (without earthquakes) on the random vibration characteristic of bridge and train are discussed.

캠축의 구조 진동 응답 및 응력 (Responses and Stresses of Structural Vibration of a Camshaft)

  • 최명진
    • 한국음향학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.208-213
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    • 2013
  • 캠축의 진동 응답을 구하기 위해 캠축을 불균형 다단계 로터 베어링계로 해석하였으며, 복잡한 형상과 하중조건을 고려하여 유한요소법을 사용하였다. 유한요소 방정식을 유도한 후에 Newmark 법을 사용하여 진동 응답을 구하였다. V-8 엔진 캠축의 회전 진동 응답을 구하여 측정치와 비교하였다. 캠축의 변동 응력을 구하고, 응력 집중 효과를 고려한 다음에 Goodmann 식에 근거하여 피로 해석을 수행하였다. 캠축의 회전 진동에서는 굽힘 효과가 지배적이며, 인접하는 베어링 간격에 가장 큰 영향을 받는다. 캠축에 가해지는 하중의 변화가 클 경우에는 하중의 변화에 상응하여 시간에 따라 변화하는 베어링 계수를 적용하여야 함을 알 수 있었다.

3-Dimensional Analysis of the Steam-Hydrogen Behavior from a Small Break Loss of Coolant Accident in the APR1400 Containment

  • Kim Jongtae;Hong Seong-Wan;Kim Sang-Baik;Kim Hee-Dong;Lee Unjang;Royl P.;Travis J. R.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제36권1호
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    • pp.24-35
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    • 2004
  • In order to analyze the hydrogen distribution during a severe accident in the APR1400 containment, GASFLOW II was used. For the APR1400 NPP, a hydrogen mitigation system is considered from the design stage, but a fully time-dependent, three-dimensional analysis has not been performed yet. In this study GASFLOW code II is used for the three-dimensional analysis. The first step to analysis involving hydrogen behavior in a full containment with the GASLOW code is to generate a realistic geometry model, which includes nodalization and modeling of the internal structures such as walls, ceilings and equipment. Geometry modeling of the APR1400 is conducted using GUI program by overlapping the containment cut drawings in a graphical file format on the mesh view. The total number of mesh cells generated is 49,476. And the calculated free volume of the APR1400 containment by GASFLOW is almost the same as the value from the GOTHIC modeling. A hypothetical SB-LOCA scenario beyond design base accident was selected to analyze the hydrogen behavior with the hydrogen mitigation system. The source of hydrogen and steam for the GASFLOW II analysis is obtained from a MAAP calculation. Combustion pressure and temperature load possibilities within the compartments used in the GOTHIC analysis are studied based on the Sigma-Lambda criteria. Finally the effectiveness of HMS installed in the APR1400 containment is evaluated from the point of severe accident management

광폭인장시험을 통한 지오그리드의 시간의존적 변형 거동 고찰 (Time-dependent Deformation Charateristics of Geogrid Using Wide Width Tensile Test)

  • 유충식;전한용;김선빈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.71-80
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    • 2008
  • 본 논문에서는 보강토 구조물에 보강재로 적용되는 지오그리드의 시간 의존적 변형거동 특성에 대한 광폭 인장시험 결과를 제시하였다. 먼저, 다양한 보강재의 종류에 대해 인장속도에 따른 파단강도 및 강성의 변화에 대해 알아보았다. 또한 보강토 구조물이 사용연한 동안 받게될 다양한 하중 조건, 즉 지속하중 및 반복하중을 작용시킬 수 있는 장비를 특수 제작하여 지오그리드의 시간의존적 변형거동을 분석하였다. 그 결과 지속하중 및 반복하중 작용시 잔류변형은 보강재의 점성(viscous) 특성의 형태로서 쌍곡선 특성 곡선으로 잘 모사되는 것으로 분석되었으며 이러한 잔류변형은 시간의존적 점성거동의 측면에서 다루어야 하는 것으로 나타났다.

내림 경사로 보행시 배낭 무게에 따른 하지 움직임의 운동역학적 분석 (Biomechanical Analysisz of Varying Backpack Loads on the Lower Limb Moving during Downhill Walking)

  • 채원식;이행섭;정재후;김동수
    • 한국운동역학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.191-198
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    • 2015
  • Objective : The purpose of this study was to conduct biomechanical analysis of varying backpack loads on the lower limb movements during downhill walking over $-20^{\circ}$ ramp. Method : Thirteen male university students (age: $23.5{\pm}2.1yrs$, height: $175.7{\pm}4.6cm$, weight: $651.9{\pm}55.5N$) who have no musculoskeletal disorder were recruited as the subjects. Each subject walked over $20^{\circ}$ ramp with four different backpack weights (0%, 10%, 20% and 30% of body weight) in random order at a speed of $1.0{\pm}0.1m/s$. Five digital camcorders and two force plates were used to obtain 3-d data and kinetics of the lower extremity. For each trial being analyzed, five critical instants were identified from the video recordings. Ground reaction force, loading rate, decay rate, and resultant joint moment of the ankle and the knee were determined by the inverse dynamics analysis. For each dependent variable, one-way ANOVA with repeated measures was used to determine whether there were significant differences among four different backpack weight conditions (p<.05). When a significant difference was found, post hoc analyses were performed using the contrast procedure. Results : The results of this study showed that the medio-lateral GRFs at RHC in 20% and 30% body weight were significantly greater than the corresponding value in 0% of body weight. A consistent increase in the vertical GRFs as backpack loads increased was observed. The valgus joint movement of the knee at RTO in 30% body weight was significantly greater than the corresponding values in 0% and 10% body weight. The increased valgus moment of 30% body weight observed in this phase was associated with decelerating and stabilizing effects on the knee joint. The results also showed that the extension and valgus joint moments of the knee were systematically affected by the backpack load during downhill walking. Conclusion : Since downhill walking while carrying heavy external loads in a backpack may lead to excessive knee joint moment, damage can occur to the joint structures such as joint capsule and ligaments. Therefore, excessive repetitions of downhill walking should be avoided if the lower extremity is subjected to abnormally high levels of load over an extended period of time.

YOLOv5 및 다항 회귀 모델을 활용한 사과나무의 착과량 예측 방법 (Estimation of fruit number of apple tree based on YOLOv5 and regression model)

  • 곽희진;정윤주;전익조;이철희
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.150-157
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    • 2024
  • 본 논문은 딥러닝 기반 객체 탐지 모델과 다항 회귀모델을 이용하여 사과나무에 열린 사과의 개수를 예측할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안한다. 사과나무에 열린 사과의 개수를 측정하면 사과 생산량을 예측할 수 있고, 농산물 재해 보험금 산정을 위한 손실을 평가하는 데에도 활용할 수 있다. 사과 착과량 측정을 위해 사과나무의 앞면과 뒷면을 촬영하였다. 촬영된 사진에서 사과를 식별하여 라벨링한 데이터 세트를 구축하였고, 이 데이터 세트를 활용하여 1단계 객체 탐지 방식의 CNN 모델을 학습시켰다. 그런데 사과나무에서 사과가 나뭇잎, 가지 등으로 가려진 경우 영상에 포착되지 않아 영상 인식 기반의 딥러닝 모델이 해당 사과를 인식하거나 추론하는 것이 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해, 우리는 두 단계로 이루어진 추론 과정을 제안한다. 첫 번째 단계에서는 영상 기반 딥러닝 모델을 사용하여 사과나무의 양쪽에서 촬영한 사진에서 각각의 사과 개수를 측정한다. 두 번째 단계에서는 딥러닝 모델로 측정한 사과 개수의 합을 독립변수로, 사람이 실제로 과수원을 방문하여 카운트한 사과 개수를 종속변수로 설정하여 다항 회귀 분석을 수행한다. 본 논문에서 제안하는 2단계 추론 시스템의 성능 평가 결과, 각 사과나무에서 사과 개수를 측정하는 평균 정확도가 90.98%로 나타났다. 따라서 제안된 방법은 수작업으로 사과의 개수를 측정하는 데 드는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다. 또한, 이 방법은 딥러닝 기반 착과량 예측의 새로운 기반 기술로 관련 분야에서 널리 활용될 수 있을 것이다.

녹양보탕의 항피로 및 항산화작용 (Anti-fatigue and Hepatoprotective Activities of Nokyangbotang)

  • 김창종;김현준;이윤혜;이연아;이정근;문성원;박진형;장용운;조중형
    • 약학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.224-231
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    • 2000
  • $Nokyangbotang^{TM}$ (NYBT) is a kind of powerful food for health and have been drunk at a oral dose of 80 ml (99.5 mg) three times per day: It has not been well studied about the anti-fatigue and hepatoprotective activity. In this experiments, we evaluated pathophysiologically the effect of NYBT on swimming time in mouse and hepatoprotective activity in rats intoxicated with carbon-tetrachloride. NYBT was nontoxic in orally acute toxicity test ($LD_{50}$, 320 ml/60 kg): a nontoxic food in more four times of one-shoot dosage (80 ml) to human. Weight-loaded forced swimming test was carried out to measure the swimming time of mice with a 4% load of body weight in plastic cylinder (diameter $10{\;}cm{\;}{\times}{\;}height{\;}20{\;}cm$) on water bath at $25^{\circ}C$, and the anti-fatigue activity represented the ratio of swimming time of experimental group to that of control group. NYBT had dose-dependent anti-fatigue activity Mice administered NYBT at a dose of 320 ml/60 kg once daily for 5 days could swim about two times more than control. Hepatoprotective activities of NYBT were examined by the determination of malonedialdehyde (MDA) and pathological survey in liver and liver function test of rat intoxicated with $CCl_4$ at i.m. dose of 2 ml/kg once daily for 7days. NYBT decreased dose-dependently thiobarbituric acid reactive substance: Oral administration of NYBT at a dose of 20 ml/60 kg was $38.51{\;}{\pm}{\;}3.02$ nmol MDA/g of tissue, that of 80 ml/60 kg was $33.76{\;}{\pm}{\;} 1.84$ nmol MDA/g of tissue, and that of 320 ml/60 kg was $32.87{\;}{\pm}{\;}1.90$ nmol MDA/g of tissue as compared with control group ($43.61{\;}{\pm}{\;}2.85$ nmol MDA/g of tissue). All rats administered NYBT at a dose of 320 ml/60 kg were survival as compared with 40% survival of control animals, and GPT activity of rats administered NYBT at a dose of 80 ml/60 kg was decreased as compared with control. In histopathological survey, NYBT improved slightly the fatty changes of hepatocytes around centrilobular area. These results suggest that NYBT has anti-fatigue and hepatoprotective activity in rats and mice.

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