• 제목/요약/키워드: experimental stress analysis

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모멘트-곡률 관계에 기초한 반복하중을 받는 철근콘크리트 보의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of RC Beams under Cyclic Loading Based on Moment-Curvature Relationship)

  • 곽효경;김선필
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.245-256
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    • 2000
  • 이 논문에서는 반복하중을 받는 철근콘크리트 보의 거동을 모사하기 위한 모멘트-곡률 관계를 제안하고 있다. 기존의 제안된 모멘트-곡률 관계 모델이나 적층단면법과는 달리 제안된 모델은 부착-슬립관계와 상응하는 평형방정식을 기초로 하여 구성된 단조증가 하중에 대한 모멘트-곡률 관계를 이용하여 부착-슬립에 따른 영향을 고려하고 있다. 또한 대변형 해석시 보다 개선된 결과를 얻기 위해 철근의 응력-변형률 관계에 착안한 곡선화 된 천이곡선을 사용하고 있다. 응력-변형률 관계에 기초하여 단면을 가상의 층상구조로 모사하는 적층단면법과 비교하여 제안된 모델은 단면의 거동을 모멘트-곡률 관계로 표현하는 관계로 대형구조물의 해석시 계산시간과 저장공간을 줄일 수 있는 잇점을 가지고 있다. 나아가 고정단회전과 pinching효과를 고려하기 위한 제안된 기본모델의 수정방안이 소개되고 있다. 마지막으로 제안된 모델식의 타당성을 검증하기 위하여 해석결과와 실험값들의 비교가 이루어졌다. 본 논문은 구조물의 미시적 측면에서 유효평균탄성계수를 결정하기 위한 균질화기법인 점근적 방법을 적용하였고, 탄성값을 조사하기 위하여 유한요소법으로 정식화하였다. 수치 예로서 물성치가 각기 다른 등방성 재료를 적층한 부재의 임의 단면에서 단위요소를 해석영역으로 설정하고 산출된 탄성계수를 기존의 해석방법으로부터 산출된 값과 비교하였다. 균질화기법으로 산출된 탄성계수는 과소평가되어 나타나며, 이는 해석영역을 유한요소정식화하는 과정에서 수정항만큼 차이가 난다는 것을 증명하였다. 기존 해석방법으로는 복합재료의 탄성계수가 단순히 재료의 산술적 평균값으로 계산되는 것과는 달리, 미시적으로 복합재 단위요소의 반복성을 고려함으로써 제안된 해석방법이 보다 유용하다는 것을 보여 주었다.

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궤도형식별 사용레일의 피로수명 평가 (Fatigue Life Evaluation for Used Rail on Track Types)

  • 강성원;임형준;박용걸
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.649-657
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 궤도형식별로 사용레일의 피로수명을 평가하는 것이다. 이를 위해 궤도형식별 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하여 파괴확률 50%~0.01% 의 S-N 선도를 도출하고, 실험데이터에 대한 가중치 확률해석기법을 사용하여 피로수명을 산출하였다. 여기서, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 사용레일의 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 이용하여 구하고, S-N 선도로부터 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 평가결과, 자갈도상의 경우 레일의 피로수명이 현 레일교환기준에 비해 약 2억톤 이상 높았고, 콘크리트도상의 레일 피로수명이 자갈궤도에 비해 약 3억톤 이상 높은 것으로 나타났다. 따라서 누적통과톤수에 의한 레일교환기준을 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 필요가 있으며, 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 기준값이 아닌 목표값으로 관리할 필요가 있다.

Analysis of Experiments for 'Measuring the size of Earth in 8th Science Textbooks

  • Chae, Dong-Hyun
    • 한국과학교육학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.901-907
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    • 2010
  • The purpose of this study is to analyze methods for measuring the size of the Earth, put forth in 6 different Korean 8th grade science textbooks. The research questions are as follows: 1) Do they adequately map out the experiments for measuring the size of the earth by using the concept of the sun's altitude? 2) Do they reduce the size of the sun like as the Earth is similarly downsized to the globe? 3) Do they suggest the precise experimental conditions for selecting two equal longitudinal spots for measuring the size of the earth? 4) Do they design adequate experiments for exact measurement? 5) Do they offer a proportional expression for seeking the size of globe which is easily understood by students? 6) Do they develop experiments to measure actual size of the earth? Four graduate students and one researcher took part in this study. All conditions were unanimously agreed upon by the participants. The results are as follows. First, one publishing company must include the concept of the sun's altitude to accurately measure the size of the Earth. However, some textbooks fail to mention this. As such, the concept of the sun's altitude must be introduced to accurately measure the size of the Earth. Second, a reduced size globe is used as the actual earth so; the sun should be factored in with a reduced light value. Third, you have to lay a stress on two points at the same longitude. In other words, a shadow located at the same longitude from two randomly selected points. Most textbooks mention two points at the same longitude but two of them design the experiment with a shadow at the same longitude. Fourth, we need a method to precisely measure the angle between a stick and its shadow. The angle between the stick and the tip of its shadow is the sun's altitude difference. Fifth, we need to present more specific proportional expressions for calculating the size of the globe. Only 3 out of the 6 texts employed a proportional expression. Sixth, we need to calculate the size of the earth by accurately presenting the scale of the globe to attain the goal of the experiment. Two of the texts analyzed, designed the experiment for the purpose of calculating the size of the globe. Three of the texts designed their experiments to calculate the radius of globe which is not even relevant to the purpose of experiment.

인공신경망을 활용한 동착강도 예측 (Prediction of Adfreeze Bond Strength Using Artificial Neural Network)

  • 고성규;신휴성;최창호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권11호
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    • pp.71-81
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    • 2011
  • 동착강도는 동토지반 말뚝기초 설계시 지지력을 결정하는 주요 설계정수이다. 동착강도는 동결온도, 구속응력, 말뚝표면 특성, 토사종류 등 다양한 인자들에 의해 동시다발적인 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 하지만 동착강도에 대한 연구는 소수의 인자들만 반영할 수 있는 실험연구를 중심으로 수행되어온 경향이 있으며, 설계정수로서 동착강도를 산정하기 위한 방법들은 동결온도, 말뚝재료 등의 주요 인자들만을 고려할 수 있는 한계가 있어 왔다. 본 연구는 인공신경망 이론을 동착강도 산정에 활용함으로서 다양한 영향인자 조건에서 동착강도를 예측할 수 있는 방안을 모색하기 위한 목적으로 수행되었다. 인공신경망 학습을 위하여 총 5종류의 연구사례로부터 137개의 자료를 수집하였으며, 그 중 100개를 학습자료로, 37개를 실증자료로 구분하였다. 연구결과 단계적 인공신경망 학습을 통하여 동착강도 산정 시 다양한 영향인지를 다차원적으로 고려하여 예측하는 방법이 병행되어야 할 필요성을 확인하였으며, 5개 영향인자를 동시에 고려하여 동착강도를 예측할 수 있는 신뢰성 높은 학습결과를 도출 및 검증하였다. 또한, 매개변수 연구결과 동착강도는 동결온도와 말뚝재료의 변화에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났고 수직응력에 의한 영향은 일부 온도구간에서만 뚜렷하게 나타나며 토사종류와 재하속도의 변화에 따라 동착강도가 증가하는 경향이 변화하는 특성을 나타내었다.

Bioaccumulation Patterns and Responses of Fleece-flower; Persicaria thunbergii to Cadmium and Lead

  • Kim, In Sung;Kang, Kyung Hong;Lee, Eun Ju
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제25권4호
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    • pp.253-259
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    • 2002
  • Application of phytoremediation in the polluted area to remove undesirable materials is a complex and difficult subject without detailed investigation and experimentation. We investigated the accumulation patterns of cadmium and lead in plants naturally grown, the bioavailability of plants to accumulate these toxic metals and the responses of P. thunbergii to cadmium and lead. The soil samples contained detectable lead (<$17.5_\mu$g/g), whereas cadmium was not detected in the soils of study area. The whole body of Persicaria thunbergii contained detectable lead (<320.$8_\mu$g/g/g) but cadmium was detected only in the stem (<7.$4_\mu$g/g/g) and root (<10.$4_\mu$g/g/g) of P. thunbergii. Cadmium was not detected in Trapa japonica and Nymphoides peltata, whereas lead was detected in T. japonica (<323.$7_\mu$g/g/g) and N. peltata (<177.$5_\mu$g/g/g). Correlation coefficient between lead content in soil and in these plant samples represented positive correlation. The total content of lead in each plant sample increased in the order of N. peltata$\leq$P. thunbergii

사육수의 담수화시 수용밀도에 따른 넙치(Paralichthys olivaceus)의 생리적 반응 비교 (Physiological Responses of Olive Flounder (Paralichthys olivaceus) by Capacity Density Difference during Salinity Change from Seawater to Freshwater)

  • 허준욱;이복규;민병화;박인석;최철영;이정열;장영진
    • 환경생물
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    • 제22권3호
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    • pp.419-425
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    • 2004
  • 사육수의 담수화시 수용밀도에 대한 생리학적 반응을 비교하고자, 30마리와 60마리씩 실험수조에 수용하여 30분이내에 사육수를 담수로 교환하였다. 혈장의 Cortisol 농도는 실험개시시 30SW에서 $2.8\;ng\;mL^{-1}$,60SW는 $2.7\;ng\;mL^{-1}$로부터 30FW와 60FW는 24시간째 각각 $66.9\;ng\;mL^{-1}$, $314.1\;ng\;mL^{-1}$로 유의하게 높아졌다. 혈장의 Glucose농도는 60SW는 개시시 $15.8\;mg\;dL^{-1}$로부터 60FW는 3시간째 $257.7\;mg\;dL^{-1}$, 24시간째 $164.0\;mg\;dL^{-1}$로 개시시보다 높은 값으로 남아있었다. $Na^+$ 농도는 30SW와 60SW는 시간경과에 따라 차이를 보이지 않았으나, 30FW와 60FW는 시간경과에 따라 낮아지는 경향을 보였다. $Cl^-$농도는 60FW에서 개시시 $59.0\;mEq\;L^{-1}$로부터 3시간과 24시간째에 각각 $43.5\;mEq\;L^{-1}$, $30.0\;mEq\;L^{-1}$로 유의하게 낮아진 값을 보였다. 모든 실험구에서 생존율은 100%였다. 사육수를 24시간동안 담수로 교환시 사육밀도의 차이에 따른 혈장과 혈액학적 지표에서 다소 차이를 나타냈으며, 삼투압 조절 능력 및 생존율에서는 해수에서와 같은 경향을 보였다.

금속 침출연구를 위한 전기화학적 미소수정진동자저울 기술 소개 (Introduction to Electrochemical Quartz Crystal Microbalance Technique for Leaching Study of Metals)

  • 김민석;정경우;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권1호
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    • pp.25-34
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    • 2020
  • 전기화학적 미소수정진동자저울은 전극표면에서 발생하는 나노그램 수준의 질량변화를 실시간 측정할 수 있는 장비이다. 역압전효과를 가진 수정진동자 양면에 형성된 금속전극에 교대로 전계를 가하면 진동자의 두께에 따라 특정 공진주파수를 나타낸다. 공진주파수는 전극표면에서 발생하는 질량변화에 반응하며, 전극표면의 금속이 용해될 때는 증가하고 석출될 때는 반대로 감소한다. 공진주파수와 질량변화의 상관관계는 Sauerbrey 식으로 나타내고 이를 이용하여 금속의 침출반응때 발생하는 질량변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 특히 용해 후 침출액에서 침전, 휘발, 기타 화합물 형성 등 부반응으로 실험 후 발광분광분석이나 원자흡광분석 등이 용이하지 않은 금속의 침출 반응기구 및 속도 연구에 매우 효과적이다. 그러나 수정진동자의 공진주파수는 질량변화 외에도 용액의 점도, 수압, 온도, 스트레스, 그리고 표면거칠기 등에도 영향을 받으므로 실험 시 이들 영향에 대한 고려가 필요하다. 전기화학적 미소수정진동자저울의 응용 예로서 염소를 이용한 백금의 침출 시 용해속도를 실시간 측정하고 이로부터 활성화에너지를 구하는 일련의 과정을 소개하였다. 침출에 사용된 백금시료는 수정진동자 양면에 형성된 1000 Å두께의 백금전극 중 침출액에 노출된 한쪽 면을 활용하였으며, 전해생성된 염소를 염산 침출액에 주입하여 침출 시 용존 염소농도를 조절하였다. 실험결과로부터 염소에 의한 백금의 용해반응은 활성화에너지가 83.5 kJ/mol로 화학반응율속임을 확인하였다.

수면의 질과 구강 안면 통증의 관계 (Relationship of Orofacial Pain and Sleep Quality)

  • 이유미
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제31권1호
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    • pp.91-99
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    • 2006
  • 최근까지 수면과 stress 만성 동통에 관한 많은 석학들의 연구가 이루어져 왔다. 만성적인 구강안면 통증의 조절에 있어 단지 치료실내의 치료만으로는 반응하지 않는 치과적 원인만이 아닌 중요한 다른 원인이 존재하는 다양한 임상 증례를 접함에 있어 만성 통증을 유발 할수 있는 수면 장애에 대해 조사하여 구강안면 통증 환자의 진단과 치료에 있어 유용한 정보를 제공하고자 한다. 수면은 극히 개인적인 과정이며 같은 수면 양태를 지닌 사람은 거의 없다. 이렇듯 다양한 수면 양태를 Pittsburgh sleep quality index를 이용하여 주관적 수면의 질, 수면 잠복기, 수면 장애, 수면 효율, 수면제의 사용, 주간 기능 장애를 분석하여 총 수면 지수와 구강 안면 통증 양상을 연구하였다. 101명에게 PSQI 설문지와 behavioral pain scale을 이용하여 수면력과 두경부 통증과 통증의 확산, 두통과 수면, 통증에 대처 하는 방법등에 대해 조사하였다. 이에 본 연구에서 양호한 수면자와 불량 수면자에 따른 수면의 질 통증 환자군, 두통이 있는 군, 전신적 약 복용, 습관적으로 카페인 함유 음료를 마시는 대상에게서 수면 장애가 있음을 보여 주었고 불량 수면자에게서 두경부 통증과 통증의 확산, 운동시 통증 등의 빈도가 더 높았음을 보여주었다. 통증을 해소 하는 방법은 그냥 쉰다 등 으로 적극 적이지 못했으며, 추후 수면이 통증 해소에 도움이 될수 있는 지에 따른 연구가 필요하리라 생각된다.

직접인발시험과 보-단부 시험을 이용한 에폭시 도막 철근의 부착특성 (Bond Behavior of Epoxy Coated Reinforcement Using Direct Pull-out Test and Beam-End Test)

  • 김지상;강원혁
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.271-278
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    • 2019
  • 철근 콘크리트 구조물에서 철근의 부식은 내구성 문제를 발생시키고 있으며, 이에 대한 대책의 하나로 에폭시 도막철근이 사용되고 있다. 그러나 에폭시 도막철근을 사용하는 경우 철근 부식에 대한 저항성능은 우수하나 철근에 에폭시 도막을 함으로써 콘크리트와의 부착력이 일반철근에 비하여 감소하는 단점이 있다. 따라서 부착성능에 대한 실험적인 확인이 필요하여 ACI 408R에서 제시하는 대표적인 실험 방법인 휨 부재를 통하여 부착거동을 연구할 수 있는 보-단부 test와 직접인발을 통해 부착 특성을 분석하는 Pullout test를 통하여 부착성능을 평가하였다. 에폭시 도막 철근의 부착실험은 휨 부재실험과 직접인발 실험 모두 지름 13, 19mm의 철근에 대한 콘크리트 도막두께를 철근 지름의 3배로 하여 수행되었다. 실험 결과 에폭시 도막철근의 부착강도는 철근의 지름이 증가할수록 에폭시 도막 철근과 일반철근의 부착강도차이가 증가하였고 파괴형상은 모두 뽑힘 파괴를 나타내었다. 또한, 직접인발시험으로 구한 부착-미끌림 관계에 근거하여 유한요소해석을 수행하고, 휨 실험결과와 비교하였다. 부착성능을 평가하는 방법으로 실제 구조물에 거동을 모사를 위해서 직접인발시험보다 휨 부재시험이 보다 유용한 것으로 사료된다.

중공형 RC 슬래브의 소음 및 진동 감쇠성능에 대한 연구 (A Study on the Noise and Vibration Damping Performance of RC Hollow Core Slab)

  • 김동백;김인배;김종훈;이재원
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.292-300
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    • 2019
  • 연구목적: 철근콘크리트 슬래브에 발생하는 소음 및 진동을 저감하기 위하여 중공부를 설치하거나 중공부에 액체를 채워 설치한 후 감쇠성능을 실험적으로 수행하고자 한다. 연구방법: 중공율을 실험 변수로 하여, 충격하중을 가했을 때 각 시험체의 감쇠율과 강성을 구하여 수치해석에 대한 감쇠율과 강성의 차이를 알아낸다. 또한, 중공부의 50%를 액체로 채운 시험체의 감쇠율과 강성의 차이를 비교하여 감쇠효과를 검토한다. 연구결과: 중공부가 있는 실험체와 없는 실험체의 내력의 차이는 5% 정도로 오차범위에 있으므로 구조적인 문제는 없는 것으로 판단되며, 중공부에 액체를 주입할 경우 감쇠율이 증가함으로 소음이나 진동도 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 결론: 중공율이 20%이하에서는 감쇠효과가 거의 없고, 30%일 때 감쇠효과가 나타났다. 그러나, 실험체의 중공부에 액체를 주입하였을 경우는 감쇠율이 증가하는 것으로 나타남으로, 중공부에 액체를 주입하면 소음이나 진동의 감쇠효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.