발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.
선박은 근본적으로 파랑이 향상 존재하는 해상에서 운항하게 되므로 파랑 중에서의 선체운동 여객, 승무원, 화물 및 선박 자체의 안전과 밀접한 관계를 가지게 된다. 뿐만 아니라 선박의 운동은 해상에서의 각종 활동과 임무수행의 정도를 결정하는 주요한 인자가 되고 있다. 횡동요(Rolling)는 6 자유도 운동 가운데에서 가장 중요한 운동이며, 선박들이 근본적으로 횡동요에 대하여 낮은 감쇠특성을 갖고 있기 때문에 안정성 측면에서 볼 때에 가장 많이 제어되어 왔다. (중략)
Free Vibration Analysis using Non-dimensional Dynamic Influence Function (NDIF) is extended to arbitrarily shaped plates including polygonal plates. Since the corners of polygonal plates have indefinite normal directions and additional boundary conditions related to a twisting moment at a corner along with moment and shear force zero conditions, it is not easy to apply the NDIF method to polygonal plates wi th the free boundary condition. Moreover, owing to the fact that the local polar coordinate system, which has been introduced for free plates with smoothly varying edges, cannot be employed for the straight edges of the polygonal plates, a new coordinate system is required for the polygonal plates. These problems are solved by developing the new method of modifying a corner into a circular arc and setting the normal direction at the corner to an average value of normal direct ions of two edges adjacent to the corner. Some case studies for plates with various shapes show that the proposed method gives credible natural frequencies and mode shapes for various polygons that agree well with those by an exact method or FEM (ANSYS).
The so-called boundary node method (or NDIF method) that was developed by the authors has been extended for free vibration analysis of arbitrarily shaped plates with free edges. Since the proposed method is based on the collocation method, no integration procedure is needed on boundary edges of the plates and only a small amount of numerical calculation is required. A special coordinate transformation has been devised to consider the complicated free boundary conditions at boundary nodes. By the use of the special coordinate transformation, the radius of curvature involved in the free boundary conditions can be successfully dealt with. Finally, verification examples show that natural frequencies obtained by the present method agree well with those given by exact method and other analytical methods.
본 연구는 분자동역학 전산모사를 통하여 나일론 6 고분자재료 및 나이론 6 고분자재료를 기지재료로 사용하는 나노복합재에 대하여 인장하중을 부여하고, 인장에 의하여 발생하는 구조적 변화 및 물질의 구조적 특성과 열전도 특성 사이의 상관관계를 규명하였다. 나노복합재의 열전도특성을 변화시키는 주요 인자로는 나노입자, 인장에 의한 고분자 사슬의 배열 변화, 자유부피(free volume)의 변화이다. 고분자 사슬이 열전달 방향으로 배열될 경우 음양자(phonon)의 흐름을 가속화하여 열전도특성이 증가하며, 반면 자유부피의 증가는 음양자의 산란을 증가시켜 열전도특성이 저하된다. 따라서 서로 상반작용을 하는 두 인자가 복합적으로 작용하여 열전도 특성을 결정한다. 인장 하중이 부여됨에 따라 시스템의 열전도특성이 증가하며, 각 시스템의 증가 정도는 시스템의 구조적 특성에 따라 서로 다르다.
In this paper a new concept, named the Extended Operational Space Formulation, has been proposed for the effective analysis and real-time control of the robot manipulators with kinematic redundancy. The extended operational space consists of operational space and optimal null space. The operational space is used to describe robot end-effector motion; whereas the optimal null space, defined as the target space of the self motion manifold, is used to express the self motion for the secondary tasks. Based upon the proposed formulation, the kinematics, statics, and dynamics of redundant robots have been analyzed, and an efficient control algorithm has been proposed. Using this algorithm, one can optimize a performance measure while tracking a desired end-effector trajectory with a better computational efficiency than the conventional methods. The effective ness of the proposed method has been demonstrated with simulations.
기존 대부분의 회전형 3 자유도 메커니즘은 직렬 구조로서 해석은 비교적 용이하지만 처짐과 커다란 관성력은 주요한 약점으로 인지되고 있다. 이에 반하여 병렬 메커니즘은 여러 부속 체인을 가지는 구조로 인한 높은 강성과 무거운 엑츄에이터를 지면 가까이 설치할 수 있게 함으로서 상대적으로 적은 처짐과 적은 관성력을 가지는 반면에 상대적으로 기구학 및 동역학 해석은 매우 복잡한 것으로 알려져 있다.(중략)
노인의 평형성 향상과 근력강화 운동을 병행할 수 있는 운동기기 개발을 위해 병렬형 구형관절 모듈을 채택하였다. 병렬형 구형관절 모듈은 링크 2개, 회전관절 3개의 조합으로 된 다이애드 3조가 병렬로 설치되어 있고 모든 회전축은 모듈의 중간 위치에 교차하여 3자유도 회전운동이 가능하다. 본 연구에서는 구형관절 모듈의 기구학 및 동역학 해석을 실시하였으며 제어프로그램을 위한 순방향 및 역방향 위치해석에 대한 수학적 해석해를 도출하였다. 속도 및 가속도해석에서는 임의의 다이애드 내의 관절속도 및 가속도에 대한 상판 속도 및 가속도의 관계식을 유도하였다. 본 연구에서는 재활운동기구로서 사용하기 위해서 50대 이상 한국인 표준 남성에 대한 모델을 선정하여 동역학 모델 시뮬레이션을 통하여 이러한 결과의 유효성을 검증하였다.
북한의 유예조치가 자신들의 우주활동으로서의 자유를 포기한 것인지, 또는 그러한 발사 행위는 우주활동의 영역에 속하는 것이 아니기 때문에 국제법 규범에 어긋나는 것이고 따라서 유예조치를 하여야만 했던 것이지에 대해서 본 논문은 살펴 보고자 한다. 북한이 대포동 1호를 실험발사하자 이에 대한 주변국들의 이의제기가 이어졌고, 수년간의 협상 후에 북한은 미사일발사실험을 중단한다는 유예선언을 한 바 있다. 북한은 자신들의 발사체가 미사일이 아니라 인공위성을 궤도에 올리기 위한 운반체로서 우주활동의 자유로서 자신들이 발사할 권리가 있다고 주장하였다. 그러나, 그 발사체의 성격이 무엇인가에 대해서 논란이 계속되면서, 관련 국가들은 우주활동의 자유가 아니라 동북아시아 지역에서의 안정을 위해서 발사의 중단을 요구하였고, 북한이 유예선언을 하였다. 1967년 우주조약 및 관련 국제법 규범들은 무엇이 우주활동에 해당하는 것이고, 어느 공간에서의 비행은 우주비행의 자유를 향유할 수 있는 것인지에 대해서 규정하고 있지 않다. 그 결과, 대포동 1호의 비행이 우주비행의 자유로서의 권리에 기초하는 것인지를 판단하고, 규범을 적용하는 것이 적절하지 않다. 반면에 우주공간에서도 주권 국가들의 주권과 관할권은 완전히 배제되는 것은 아니며, 이는 자신들의 안보를 위해서 우주공간에서의 활동을 제어할 수 있음을 의미한다고 보는 학설도 있다. 그러한 맥락에서 북한의 발사실험 유예조치는 우주활동의 자유가 주권 국가들의 요구에 의해서 유보되는 특별한 관습법 형성의 과정을 의미할 수도 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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