• 제목/요약/키워드: 무요소해석법

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난류하에서의 TMD에 의한 현수교 주탑의 진동제어 (Vibration Control for Tower of Suspension Bridge under Turbulence using TMD)

  • 김기두;황윤국;변윤주;장동일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권2호통권31호
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    • pp.181-191
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    • 1997
  • 케이블이 가설되기 전까지 외팔보 형태로 지지되는 현수교의 주탑에 불규칙적인 변동 공기력이 작용할 때 발생하는 버페팅은 구조물의 기본 고유진동수와 일치하는 풍속이 존재하고 이에 따른 주탑의 공진에 의해 큰 응답을 유발할 수 있다. 버페팅 하중에 의한 동적 응답을 감소시키기 위해서 제진장치의 일종인 TMD(Tuned Mass Damper)를 부착한 주탑의 거동특성에 관한 연구를 유한요소법에 의하여 시간영역에서 수행하였다. 버페팅 하중을 구하기 위하여 주파수 영역의 속도스펙트럼을 시간영역의 무작위변량으로 변환시켰으며, peak factor를 이용하여 일정기간동안 일어날 수 있는 구조물의 최대 변위의 기대치를 구하였다. 최적의 TMD 부착위치와 제원을 변수별 수치해석을 통하여 결정하였으며, 최적의 제원을 갖는 TMD에 의한 풍속별 진동제어 효과를 검토하였다.

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압전세라믹 벤더를 이용한 소형로봇용 구동원에 관한 연구 (Study on the Small Sized Robots Actuator using Piezoelectric Ceramic Bender)

  • 박종만;송치훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.337-343
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    • 2020
  • 지난 수십 년간, 소형 로봇 가운데 동물과 곤충을 모방한 생체모방 로봇은 인간이 신체적으로 접근할 수 없는 영역에서 특별한 임무를 위해 개발되어 왔다. 최근 들어, 사람의 접근이 제한되는 공간(예 : 고농축 방사능 보관지역, 바이러스 지역, 대테러 위험지역 등)이 늘어나면서 로봇의 활용범위가 더욱 다양해지고 있으며, 과거에는 사람만 가능했던 많은 행위들이 소형 로봇으로의 대체가 시도 되고 있다. 그 중에서도 보행 로봇의 최적 움직임은 이동하는 표면의 특성(예: 거칠기, 곡률, 경사, 재료 등)에 의해 결정될 수 있다. 본 연구에서는 소형 보행 로봇에 적용하기 위한 구조가 간단하고 효율적으로 구동 가능한 압전세라믹 벤더 엑츄에이터를 제안하였다. 유한요소 해석법을 활용한 동적 모델링을 통해 구동원의 형상을 최적화하여 로봇의 이동 성능을 극대화 하였고, 제작과 실험을 통하여 그 결과를 검증하였다. 제작된 엑츄에이터는 무부하 조건에서 최대속도 236mm/s로 이동 하였고, 5g의 부하를 적재하고 156mm/s의 속도로 이동 가능함을 확인 하였다. 제안된 다족형 액추에이터는 수행해야 할 임무와 요구 성능에 따라 모듈식으로 추가가 가능한 장점이 있다.

물성치의 공간분포를 고려한 빙 시험편의 확률론적 강도평가 (Probabilistic Strength Assessment of Ice Specimen considering Spatial Variation of Material Properties)

  • 김호준;김유일
    • 대한조선학회논문집
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    • 제57권2호
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    • pp.80-87
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    • 2020
  • As the Arctic sea ice decreases due to various reasons such as global warming, the demand for ships and offshore structures operating in the Arctic region is steadily increasing. In the case of sea ice, the anisotropy is caused by the uncertainty inside the material. For most of the research, nevertheless, estimating the ice load has been treated deterministically. With regard to this, in this paper, a four-point bending strength analysis of an ice specimen was attempted using a stochastic finite element method. First, spatial distribution of the material properties used in the yield criterion was assumed to be a multivariate Gaussian random field. After that, a direct method, which is a sort of stochastic finite element method, and a sensitivity method using the sensitivity of response for random variables were proposed for calculating the probabilistic distribution of ice specimen strength. A parametric study was conducted with different mean vectors and correlation lengths for each material property used in the above procedure. The calculation time was about ten seconds for the direct method and about three minutes for the sensitivity methods. As the cohesion and correlation length increased, the mean value of the critical load and the standard deviation increased. On the contrary, they decreased as the friction angle increased. Also, in all cases, the direct and sensitivity methods yielded very similar results.

운전하중하의 레인플로집계법을 이용한 철도차량 무개화차의 피로누적손상과 수명예측 (Fatigue Cumulative Damage and Life Prediction of Uncovered Freight Car Under Service Load using Rainflow Counting Method)

  • 백석흠;이경영;문성준;조석수;주원식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.1-9
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    • 2005
  • An end beam is one of the most important structural members supporting uncovered freight under in-service loading. In general, it needs to endure over 25 years. However fatigue fracture has occurred at dynamic stress concentration location of the end beam because user's specifications demanded high speed and vehicle manufacturer made the uncovered freight car with comparatively low strength and stiffness. For durability analysis, finite element analysis is performed to evaluate the problem of uncovered freight structure and local strain. The uncovered freight car was operated on actual problematic railroad line to measure dynamic stress versus time history on the critical part from which a crack is initiated often. Rainflow cycle counting method was used to estimate fatigue damage at dangerous area under operating condition. Therefore, this study shows that analytical fatigue life at the end beam can be predicted on the basis of S-N curve and structure analysis and has a fairly good correlation with experimental fatigue life.

전기철도에 의한 통신선 유도전압 다도체계산법상의 궤도효과 적용기술 분석 (Analysis on the Application of Railway Screening Effect in the Multi-conductor Line Solution of Induced Voltage to Telecommunication Lines by Electrified Traction System)

  • 이상무;최문환;조평동
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권7B호
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    • pp.601-607
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    • 2008
  • 전기철도인 고속전철시설에 의한 통신선 유도전압을 계산하는데 있어서는 CCITT Directives에 의한 다도체계산법을 사용한다. 통신시스템계에 미치는 전력시스템계에 의한 유도의 영향력에는 다양한 차폐 요소들이 존재하여 경감 요율로서 사용된다. 철도시스템계에 있어서는 철도의 선로(레일) 자체에 의한 궤도효과가 존재하는데 다도체계산법에 있어서 궤도효과가 반영된 결과인지에 대하여는 계산법 자체에 명시되어 있지 않으므로 유도전압 계산의 적정성에 대하여 논란이 되고 있다. 이러한 기술 문제의 해결을 위하여 본 논문에서는 궤도효과가 영향을 미칠 수 있는 원리적 범위를 고찰하고 궤도효과의 적용과 관련된 일본 유도자료 등의 사례를 통하여 그 의미를 해석한다. 그리고 다도체계산법 자체에서의 궤도효과 적용성을 분석하였다. 아울러 계산 시뮬레이션을 통한 유도전압을 비교하여 궤도효과의 적용성을 검증한다. 이상의 분석 결과를 종합하여 볼 때 다도체계산법상에는 궤도효과가 포함되어 있는 것으로 결론지을 수 있다.

결함을 갖는 불연속평판 구조물의 안정성 연구 (A Study on the Stability of Uncontinuous Plate Structures with Cracks)

  • 이선우;김시영;홍봉기
    • 수산해양기술연구
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    • 제20권1호
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    • pp.37-42
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    • 1984
  • 응력집중부에 존재하는 균열에 대해서 J 평가식은 그 주위의 응력집중부의 국부변형과의 관계에 대해서 인장 및 압축이 있는 두곳에서 BEM 해석과 광탄성 실험한 결과와 COD 및 J치의 무차원량 J 하(E) /$\sigma$ 하(y) 상(2) a와 그 경우의 평균변형 및 항복변형의 비(e/e 하(y) )와의 관계는 균열의 길이에 의하지 않고 응력집중부의 형태에 거의 지배적으로 결정되는 일의적 대응관계가 있다. 2. 무한연속부 내부의 어떤 결함에 의한 평가식으로 부터 구한 값을 불연속 구조물내의 응력집중부에 존재하는 결함에 비하여 비교 정리하면, J 하(E) /$\sigma$ 하(y) 상(2) a=3.345(e/e 하(y) ) 상(2) 의 구간은 e/e 하(y) $\leq$1이고, J 하(E) /$\sigma$ 하(y) 상(2) a=3.345(e/e 하(y) )의 구간은 e/e 하(y) $\geq$1로서 이식들은 결함부 J평가식으로 사용할 수 있다. 3. 경계요소법에 의한 J식의 값과의 사이에는 가공경화율은 E/100을 사용하므로 이론과 실험결과가 거의 일치함을 보이고 상기 J식은 불연속평판 구조물이 결함을 가질 때 응력설계곡선의 자료가 될 수 있다.

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$H_2^{15}O$ 양전자단층촬영술을 이용한 뇌기능 지도 작성(I): 통계적 파라메터 지도작성법 (Functional Brain Mapping Using $H_2^{15}O$ Positron Emission Tomography ( I ): Statistical Parametric Mapping Method)

  • 이동수;이재성;김경민;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.225-237
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    • 1998
  • 목적: $H_2^{15}O$ 양전자단층촬영으로 작업기억을 조사할 때 뇌기능을 국소화한 뇌기능지도를 만들기 위해 동원되는 통계적 가정과 추론의 여러 방법을 해석하고 뇌활성화와 관련된 뇌기능 국소화 방법에 영향을 미치는 요소를 조사하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대하여 각각 대조과제, 언어성 작업기억 활성화과제 2종류, 시각적 작업기억 활성화과제 1종류를 수행시키며 뇌혈류 $H_2^{15}O$ PET 촬영을 시행하였다. SPM96 소프트웨어를 이용하여 각 영상과 표준지도의 뇌피질 경계가 일치 되도록 부분 선형적으로 변형하였으며 선형화한 비선형적 변형 방법으로 사람에 따라 나타나는 뇌피질 및 내부 구조의 미세한 차이를 제거하였다. 공간정규회된 영상들을 16mm의 FWHM을 갖는 가우시안 커널로 중첩적분하여 편평화하였다. 각 화소의 방사능 계수는 뇌피질전체 뇌혈류, 활성화에 의한 특정 효과, 여러 교란변수의 영향과 오차의 선형 결합으로 이루어진다는 일반선형모델을 가정하고 공분산분석 방법으로 전체 뇌혈류 차이를 제거하였다. 각 화소의 방사능 계수가 자극과 뇌활성화 작업에 상관없을 경우 평탄한 무작위 가우스장의 행동을 따른다고 가정하고 특정화소의 계수차이가 이 무작위장의 정상적인 교란 이상인지 검정하였다. 화소별 t 값을 Z 값으로 바꾸어 표현하고 가설검정 결과에 따라 화소, 덩어리, 화소 또는 덩어리의 차이가 얼마나 유의한지 제시하였다. 결합분석을 하여 여러 과제를 수행할 때 동시에 화소의 계수가 증가하는 곳을 찾았다. 각 화소의 Z 값을 3차원으로 렌더링한 표준지도와 투명유리뇌에 투사하여 활성화된 부위를 알아볼 수 있게 하였다. 결과: 피검자 모두 성공적으로 검사를 마쳤으며 대조 과제와 기억 과제를 수행하는 동안 피험자는 평균 95%를 맞췄다. 활성화된 덩어리의 개수는 언어성 기억과제 I에서 4개, 언어성 기억과제 II에서 9개, 시각적 기억과제에서 9개, 결합분석에서 6개였다. 언어성 기억과제에서는 주로 왼쪽 뇌가, 시각적 기억과제에서는 오른쪽 뇌가 활성화되었다. 결론: $H_2^{15}O$ 양전자 단층촬영술과 통계적 파라메터 지도작성법이 언어성 및 시각적 작업기억과 관련되어 활성화된 지 영역을 찾는데 유용하였다.

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FWD와 유한요소해석을 이용한 줄눈콘크리트포장 평가법 개발 (Development of Evaluation Method for Jointed Concrete Pavement with FWD and Finite Element Analysis)

  • 윤경구;이주형;최성용
    • 한국도로학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.107-119
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    • 1999
  • 줄눈콘크리트포장의 줄눈은 슬래브의 온도나 습도변화에 의한 구속변형에 의해 슬래브 내부에 종방향 균열이나 횡방향 균열이 발생하는 것을 제어할 목적으로 설치한다. 이러한 줄눈은 줄눈부에서의 불연속성의 원인이 되어 두 슬래브 사이의 하중전달기능을 감소시키며, 상대적으로 취약함을 지녔기 때문에 손상을 유발시킬 수 있는 가능성을 지니고 있다. 따라서, 줄눈콘크리트포장 줄눈부 손상유형 및 정도에 대한 객관적이고 과학적인 평가가 이루어져야 합리적이고 경제적인 보수방법을 결정할 수 있다. 본 연구는 콘크리트포장 해석프로그램인 ILLI-SLAB를 이용하여 줄눈 평가시스템을 개발하고 이를 FWD 시험결과에 이용하여 줄눈콘크리트포장의 상태를 평가하고자 하였다. 이를 위해 먼저 줄눈부에 영향을 줄 수 있는 변수를 선정하고, ILLI-SLAB를 사용하여 민감도 분석을 실시하여 줄눈부에 영향을 크게 미치는 변수를 찾았다. 이러한 변수들을 분석해 줄눈부의 하중전달효과 및 표면 처짐의 관계를 나타내어, 현장에서 FWD를 실시하여 얻은 하중전달효과와 재하위치의 표면 처짐값을 이용해 줄눈콘크리트포장을 평가하였다. 그 결과 노상지지력 계수(K)와 다웰/콘크리트 상호관계 계수(G) 두 변수가 가장 크게 영향을 미침을 알 수 있었으며, 그 임계값은 각각 300 poi와 500,000 lbs/in.임을 알 수 있었다. 이 두 변수와 현장 FWD 시험을 이용하여 줄눈콘크리트포장의 평가시스템을 개발하였으며, 실제 중부고속도로에서 실시한 FWD 측정치를 이용해 평가한 결과 한 개의 줄눈부만이 다웰/콘크리트 상호관계 계수가 임계값보다 낮고, 대부분 줄눈부의 두 인자값이 임계값 이상으로 콘크리트포장 줄눈부가 양호함을 알 수 있었다.이며, 관목층훼손 식생지와 단층구조 식생지는 소극적 복원지로서 군집유형별로 상림내 안정된 다층구조의 자연식생구조를 모델로 하여 생태적 천이발달을 유도하여야 할 것이다. 또한 잔디광장과 조경수식 재지는 적극적 복원지로서 다층구조의 참나무류군집과 낙엽활엽수군집 (개서어나무 우점)을 모델로 하여 관리해야 할 것이다.저서무척추동물이었다. 우점도지수는 가을 0.22~0.51(평균$\pm$표준편차 0.42$\pm$0.09), 겨울 0.31~0.96(0.62$\pm$0.23). 여름 0.30~0.89(0.57$\pm$0.18)였고, 다양도지수는 가을 3.50~4.26(3.80$\pm$0.24), 겨울 1.55~4.50(3 10$\pm$1.01), 여름 1.35~3.77(2.55$\pm$0.69)였다. 홍수 후의 조사에서 노린재류, 딱정벌레류, 복족류 등 이동성이 높거나 완전히 수중생활에 적응한 종류의 회복이 빠른 것으로 나타났다. 전체 조사지점 중에서 우포와 사지포의 평균 다양도지수가 가장 높게 나타나서 그 지역이 양호한 저서무척추동물의 서식처를 형성하고 있음을 시사하였다.한 독창성을 보여주고 있다. 또한 내재된 패션 이미지를 분석해 보면 정확함과 차가움의 의미를 지닌 이지적 이미지와 우주의 질서를 반영하는 상징적 이미지, 복잡한 자연으로부터 간결한 형태로의 경향성이 이루어낸 인공적 이미지를 느낄 수 있었으며, 미래적 이미지와 전통적 이미지의 상반된 개념의 이미지를 같이 내포하고 있음을 추론할 수 있었다. 이와 같이 현대 패션에 표현된 기하학적 패턴은 복식을 조형예술 분야로

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달구벌 북춤 춤사위의 특성에 대한 고찰 (A Study on Movement Characteristics of Dalgubal Drum Dance)

  • 최원선
    • 공연문화연구
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    • 제42호
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    • pp.147-181
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    • 2021
  • 달구벌 북춤은 영남지역의 전통 북춤의 전형에 기반하여 지역적 상징성과 전승자 황보영의 춤철학과 사상, 예술적 감각을 가미해 현대적 형태로 계승되고 있는 춤이다. 이 춤은 전통춤의 주요한 요소들과 예술성을 장점으로 대구, 영남지역뿐만 아니라 국내외 여러 무대에 초청받아 활동을 이어오며 전통문화의 변용을 통한 대중적 가능성을 보인다. 본 연구는 이러한 달구벌 북춤의 움직임 특질이 무엇인지를 분석하여 이 춤이 지닌 독특한 매력과 상징적 의미를 고찰하였다. 구체적 분석은 제89회 한국의 명인 명무전의 달구벌 북춤의 영상을 대상으로 라반의 움직임 분석법(Laban Movement Analysis)을 적용해 진행하였다. LMA의 4가지 주요한 카테고리-신체, 에포트, 형태, 공간-를 중심으로 살펴본 달구벌 북춤은 군더더기나 지나친 화려함 없이 담백한 움직임과 강렬하지만 단순하고 경쾌하며 큰 산맥으로 둘러싸인 대구지역의 사람들의 호방한 기질이자 문화적 특성을 형상화하고 있다. 강하게 북을 쳐 소리를 만들고, 그 음악적 행위가 다채로운 춤으로 발전되어 형성되는 북소리와 춤사위의 멋드러진 조화는 악(樂)과 무(舞)의 일치를 통한 활달한 한국적 풍류, 멋과 흥, 신명이 무엇인지를 보여준다. 특히 프로시니엄 무대를 고려하여 구성된 춤사위 그리고 북놀음의 모습은 3차원 공간의 입체 구조를 활용한 조형미와 인간의 몸짓을 드러내는 문화적 상징성을 드러낸다. 또한, 사상적으로 삼수분화(三數分化), 천지인(天地人) 합일사상(合一思想)과 음(陰) 양(陽)의 조화가 깃든 짜임새 있는 구조와 정(靜), 중(中), 동(動)의 조화로운 움직임 표현을 보인다. 인간사의 갈등과 모순, 대립에서 벗어나 신명으로 소통하고 공동체의 화합을 희망하는 주제를 담고 있는 이 춤은 한국춤의 독특한 가치와 고유한 특성을 바탕으로 한국의 전통 철학과 동양 사상의 의미성을 현대적 재해석한 작품으로 해석이 가능하다.