• Computers and Concrete
• /
• 제31권5호
• /
• pp.443-455
• /
• 2023

This is a research analyses on the bearing capacity at a pile tip embedded in rock. The aim is to propose a shape coefficient for an analytical solution and to investigate the influence of the plastic flow law on the problem. For this purpose, the finite difference method is used to analyze the bearing capacity of various types and states of rock masses, assuming the Hoek & Brown failure criterion, by considering both plane strain and an axisymmetric model. Different geometrical configurations were adopted for this analysis. First, the axisymmetric numerical results were compared with those obtained from the plane strain analytical solution. Then the pile shape influence on the bearing capacity was studied. A shape factor is now proposed. Furthermore, an evaluation was done on the influence of the plastic flow law on the pile tip bearing capacity. Associative flow and non-associative flow with null dilatancy were considered, resulting in a proposed correlation. A total of 324 cases were simulated, performing a sensitivity analysis on the results and using the graphic output of vertical displacement and maximum principal stress to understand how the failure mechanism occurs in the numerical model.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제31권5호
• /
• pp.437-454
• /
• 2023

Real-time hybrid simulation (RTHS), which has the advantages of a substructure pseudo-dynamic test, is widely used to investigate the rate-dependent mechanical response of structures under earthquake excitation. However, time delay in RTHS can cause inaccurate results and experimental instabilities. Thus, this study proposes a model-based adaptive control strategy using a Kalman filter (KF) to minimize the time delay and improve RTHS stability and accuracy. In this method, the adaptive control strategy consists of three parts-a feedforward controller based on the discrete inverse model of a servohydraulic actuator and physical specimen, a parameter estimator using the KF, and a feedback controller. The KF with the feedforward controller can significantly reduce the variable time delay due to its fast convergence and high sensitivity to the error between the desired displacement and the measured one. The feedback control can remedy the residual time delay and minimize the method's dependence on the inverse model, thereby improving the robustness of the proposed control method. The tracking performance and parametric studies are conducted using the benchmark problem in RTHS. The results reveal that better tracking performance can be obtained, and the KF's initial settings have limited influence on the proposed strategy. Virtual RTHSs are conducted with linear and nonlinear physical substructures, respectively, and the results indicate brilliant tracking performance and superb robustness of the proposed method.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제24권5호
• /
• pp.333-343
• /
• 2023

Various seismic isolation and reduction devices have been applied to suppress the longitudinal vibration of continuous girder bridges. As representative devices, lead rubber bearing (LRB) and fluid viscous damper (FVD) might suffer from deterioration during the long-term service. This study aims to evaluate the impact of device deterioration on the seismic responses of continuous girder bridges and investigate the seismic behavior of deteriorated LRBs and FVDs. Seismic performance of a simplified bridge model was investigated, and the influence of device deterioration was evaluated by the coefficient of variation method. The contribution of LRB and FVD was assessed by the Sobol global sensitivity analysis method. Finally, the seismic behaviors of deteriorated LRBs and FVDs were discussed. The result shows that (i) the girder-pier relative displacement is the most sensitive to the changes in the deterioration level, (ii) the deterioration of FVD has a greater effect on the structural responses than that of LRB, (iii) FVD plays a major role in energy dissipation with a low degradation level while LRB is more essential in dissipating energy when suffering from high degradation level, (iv) the deteriorated devices are more likely to reach the ultimate state and thus be damaged.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권9호
• /
• pp.3491-3500
• /
• 2024

In this work, the hybrid vibro-acoustic model reduction technique that is a physical-modal combined formulation is proposed to accelerate the finite element model updating process of the vibro-acoustic pipeline system. Particularly, the new formulation could provide an effective way of the model updating by preserving the physical DOFs for the direct calibration of the undetermined boundary conditions. The sensitivity based vibro-acoustic model updating is first conducted, and then the undetermined spring constant at the displacement boundary condition is then directly and effectively calibrated by using the proposed hybrid model reduction formulation. The proposed method is implemented in the real nuclear facility to evaluate its performance. In addition, an experimental implementation test using the inverse force identification process is also conducted to demonstrate the reliability of the generated vibro-acoustic FE model through the proposed method.

• 한국자기학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.156-161
• /
• 2007

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제34권4호
• /
• pp.255-262
• /
• 2021

본 연구의 대상은 신축이음장치를 설치하지 않고 상부구조와 교대를 일체화하는 무조인트 교량이다. 무조인트 교량은 국내에 2009년 이후 본격적으로 도입되었다. 공용기간이 짧고 설계, 시공 및 유지관리 경험이 부족하여 장기거동에 대한 신뢰도가 아직은 부족하다. 수치해석을 통해 다수의 교량을 분석하는 경우 수치해석 모델은 안정적인 정확성 유지와 모델 구축의 편의성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 다양한 형식을 가진 무조인트 교량의 수치해석 모델을 선정하기 위해 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석은 상용유한요소 프로그램인 MIDAS Civil과 ABAQUS를 사용하여 수행하였다. solid 요소 기반인 모델을 기준으로 하여 구조모델간 평균 및 최대 상대오차를 분석하였다. 해석결과 beam 요소 기반인 모델은 상대오차가 크게 발생하였고 shell 요소 기반인 모델은 상대오차가 아주 미소하였다. 따라서 무조인트 교량의 최적 수치해석 모델은 상대오차에 의한 변위 형상의 유사성과 정밀도를 유지하면서 실용적인 모델인 shell 요소 기반 모델이 가장 적합한 것으로 판단하였다.

• 대한소아치과학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.390-396
• /
• 2012

저위교합이란 치아가 출은 이후 유착 등의 원인으로 맹출이 정지되어 주위조직이 정상적으로 성장함에 따라 정상교합보다 낮아진 상태를 말한다. 저위교합을 방치하는 경우 이환치의 만기잔존과 대합치의 정출 및 인접치의 경사에 따른 공간상실, 교합압과 식편압입으로 인한 인접치의 치주 조직 파괴와 치아우식 감수성의 증가, 계승치의 맹출경로 변위 또는 매복과 같은 문제점이 발생할 수 있으므로 정기검진을 통한 진단과 이에 따른 적절한 치료가 필요하다. 저위교합을 보이는 유구치의 치료방법으로는 후속 영구치의 유무, 저위교합의 발생 시기 및 진단 시기, 저위교합의 정도 등에 따라서 주기적인 관찰, 보존적 접근 방법, 수복치료, 교정적 방법을 통한 공간확장술과 발치 등이 있다. 본 증례에서는 상악 제2유구치의 저위교합 및 제2소구치 치배의 변위를 보이는 3명의 환아를 대상으로 가철성 교정장치를 이용한 공간확장술 및 유구치의 발치를 시행함으로써 변위되었던 제2소구치 치배의 정상 맹출을 유도하였다.

• 센서학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.361-368
• /
• 2010

ACROSS device, which is composed of an implantable microphone, a signal processor, and a vibrating transducer, is a fullyimplantable middle ear hearing device(F-IMEHD) for the recovery of patients with hearing loss. And since a microphone is implanted under skin and tissue at the temporal bones, the amplitude of the sound wave is attenuated by absorption and scattering. And the vibrating transducer attached to the ossicular chain caused also the different displacement from characteristic of the stapes. For the gain control of auditory signals, most of implantable hearing devices with the digital audio signal processor still apply to fitting rules of conventional hearing aid without regard to the effect of the implanted microphone and the vibrating transducer. So it should be taken into account the effect of the implantable microphone and the vibrating transducer to use the conventional audio fitting rule. The aim of this study was to measure gain characteristics caused by the implanted microphone and the vibrating transducer attached to the ossicle chains for the gain compensation of ACROSS device. Differential floating mass transducers (DFMT) of ACROSS device were clipped on four cadaver temporal bones. And after placing the DFMT on them, displacements of the ossicle chain with the DFMT operated by 1 $mA_{peak}$ current was measured using laser Doppler vibrometer. And the sensitivity of microphones under the sampled pig skin and the skin of 3 rat back were measured by stimulus of pure tones in frequency from 0.1 to 8.9 kHz. And we confirmed that the microphone implanted under skin showed poorer frequency response in the acoustic high-frequency band than it in the low- to mid- frequency band, and the resonant frequency of the stapes vibration was changed by attaching the DFMT on the incus, the displacement of the DFMT driven with 1 $mA_{rms}$ was higher by the amount of about 20 dB than that of cadaver's stapes driven by the sound presssure of 94 dB SPL in resonance frequency range.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제34권3호
• /
• pp.167-174
• /
• 2021

최근 국내 원자력발전소의 격납건물 벽체와 Containment Liner Plate(CLP) 사이에서 다양한 크기의 공극이 발견됨에 따라 원전 격납건물의 보수를 위해 내부 공극의 분포와 크기를 정밀하게 평가할 수 있는 진단기법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 이 연구에서는 격납건물 벽체에서의 탄성파 전파거동을 계산하는 2차원 유한요소해석 기법을 제시한다. 격납건물 벽체를 기반으로 해석영역을 구성하고 경계면에서의 반사파를 제거하기 위해 수치적 파동흡수 경계층인 perfectly matched layer를 도입하였다. Galerkin 기반 혼합유한요소법을 이용해 2차원 유한영역에서 탄성파 파동방정식의 해를 구하여 충격하중에 대한 격납건물 벽체의 변위와 응력을 계산하였다. 제시한 수치적 기법을 이용하여 격납건물 콘크리트 벽체의 CLP 부착 유무와 공동의 위치 및 크기 변화에 따른 탄성파 전파거동을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 원전 격납건물 내부의 공동을 진단하는 탄성파 전체파형 역해석 기법 개발에 활용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제41권6호
• /
• pp.675-686
• /
• 2021

본 연구는 폐석적치장 하부 경사지에서 발생하고 있는 지반변위를 조사하고 산사태에 의한 재해 가능성에 대해 검토하였다. 이를 위하여 먼저 무인 항공기 사진측량을 실시하여 지반변위의 크기와 범위를 조사하였다. 2019년 4월부터 2020년 7월까지 5회의 무인 항공기 측량의 평균 오차율은 0.011 - 0.034 m이었으며, 토층의 이동으로 2.97 m의 표고 변화가 발생하였다. 급경사지 중 일부 구역만 표고 변화를 보이며 이것은 상부의 폐석 하중의 영향보다는 강우 시 발생한 지하수에 의한 땅밀림에 의한 것으로 판단된다. LS-RAPID 시뮬레이션을 위한 민감도 분석을 실시하였으며, 지형자료로서 DEM과 DSM을 각각 10 m, 5 m, 4 m 격자로 적용하여 시뮬레이션 결과를 비교, 분석하였다. 공간 해상도가 높은 자료를 이용하면 DEM에서는 산사태 물질의 퇴적 범위가 지나치게 확대되는 경향을 보인 반면, 지형을 세밀하게 반영한 DSM을 적용한 결과에서는 공간 해상도 변하여도 확산범위는 크게 영향을 받지 않으며 하천형상에 따른 퇴적 거동을 정밀하게 표현할 수 있었다. 결과적으로 DEM보다 DSM을 적용하는 것이 퇴적범위가 크게 확대되지 않으며, 현장상황을 잘 반영한 결과가 얻어지는 것으로 평가되었다.