• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.303-309
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• 2015

본 연구에서는 무현가 복합소재 대차프레임의 철도차량 적용 가능성을 검토하기 위해 동특성 해석과 시험을 수행하였다. 복합소재 대차에서 윤축의 가이드 역할을 하는 고무부싱의 강성을 10MN/m에서 100MN/m까지 10MN/m 단위로 변화시키면서 차량 동특성을 해석적으로 평가하였다. 평가 결과 고무부싱의 강성이 40MN/m 이상에서는 성능요구조건을 만족하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 81MN/m의 강성을 갖는 고무부싱을 제작하여 대차에 설치하고 주행 동특성 시험을 수행하였다. 시험결과 임계속도는 약 363km/h로 나타났으며, 주행 해석에서 얻은 330km/h와 약 10%의 오차를 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.25-36
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• 2004

노상 및 보조기층 등 포장하부기초의 강성도 평가를 위해 공내재하시험이 효과적으로 사용될 수 있다. 현재 국내에서 포장하부기초 강성도의 평가를 위해 사용되는 가장 실용적인 방법은 평판재하시험 (PBT)과 CBR 시험을 들 수 있다. 그러나 이 방법들은 시험법 자체가 안고있는 불합리성과 결과치의 변화가 크다는 단점으로 인해 결과의 신뢰도가 떨어진다. 주 연구에서는 공내재하시험기를 사용한 포장하부기초 강성도의 평가방법과 시험절차의 개발 가능성을 검토하였다. 개발된 시험법의 평가를 위해 현장 평판재하시험 결과와 비교하였으며 이로부터 공내재하시험 재재하 탄성계수($E_R$)와 평판재하시험 (PBT) 수직지반 반력계수 k와의 유효한 상관도를 설정할 수 있었다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.51-58
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• 2010

본 연구는 차량 이동하중을 받는 손상된 콘크리트 슬래브교량의 강성저하를 규명하고, 복합신소재를 사용하여 보강 후 성능평가를 수행한다. 특히 마이크로 유전알고리즘에 의한 역해석에 기반하여 보강 전 후 각 요소에서의 강성변화를 수정된 2차변수 Gaussian 분포함수를 사용하여 정식화하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 기존의 요소기반 접근 방식에 비하여 수치해석적인 관점에서 효율성을 갖는다. 개발한 알고리즘은 3차원 솔리드 요소를 사용하여 모델링한 교량의 동적 거동 시뮬레이션으로부터 계측한 데이터를 사전정보로 사용하여 검증하였다. 몇 가지 수치예제는 본 연구에서 개발한 방법이 실제교량과 수치모델간의 차이로 인한 오차 및 노이즈 등으로 인한 동적 계측치 오류 등이 고려되었음에도 강성분포 추정 및 성능 평가를 효율적으로 수행함을 보여준다.

• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.1-9
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• 2001

피로 손상을 입은 복합재료 적층보의 모재 균열로 인한 유효 휨 강성 저하 모델를 제시하고 이 모형에 대한 고유 진동수 변화를 예측하는 새로운 비파괴 예측 모델을 개발하였다. 인장 하중하에서 피로 손상을 입은 직교 복합재료 적층보의 고유진동수는 유효 휨 강성 저하를 $0^{\circ}$층과 $90^{\circ}$층의 탄성 계수와 함수 관계로 둠으로서 복합재료 적층보의 피로수명을 예측하였다. 피로 하중하에서 복합재료 적층보의 $90^{\circ}$층 탄성 계수 저하와 다른 층($0^{\circ}$층)에 본래 갖고 있는 탄성 계수를 적층판 이론에 적용하여 유효 휨 강성을 유도하였다. 직교 복합재료 적층보에 대해 피로 실험시 초기의 파단 양상은 대개 $90^{\circ}$층에서의 모재 균열이 지배적으로 나타나는데, 이를 이용하여 고유진동수 감소 모델은 직교 복합재료 적층보에서의 고유진동수 대 피로 사이클 곡선을 나타낼 수 있었다. 이와 같은 고유진동수 감소 모델의 타당성을 입증하기 위하여 $[{90}_2/0_2]_s$ 탄소섬유/에폭시 복합재료 적층보에 대한 진동 실험을 수행하였다. 본 모델의 예측 결과와 실험 결과가 잘 일치하는 바 본 논문에서 제시한 강성 저하 모델의 타당성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.271-278
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• 2004

본 논문에서는 토목 구조물에 대한 바람의 영향을 알아보기 위하여 수치 기법으로 해석하였다. 지간이 긴 현수교는 바람에 의한 공력탄성학적 분안정성에 놓일 수 있으므로, 설계 시 공기력은 주요한 고려사항이며 공탄성 안정성은 반드시 확인되어야 한다. 풍속이 임계 플러터 속도를 넘어서면, 교량 구조물은 바람과 상호작용에 의한 플러터 현상으로 인해 붕괴된다. 교량 단면의 공탄성 해석을 위해 전산유체역학과 전산구조해석을 이용하였으며, Navier-Stokes방정식을 사용하여 공기력을 구하였다. 본 연구에서는 구조 강성에 따른 교량 구조물의 임계 플러터 속도가 연구된다. 교량 단면의 임계 플러터 속도는 구조강성의 변화에 민감함을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.25-35
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• 2003

원형지하매설관의 경우 관의 하단부의 다짐이 매우 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설물의 안정성을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 하나의 대안으로 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 CLSM을 이용하는 것이다. 본 연구에서는 지금까지의 CLSM 실내실험결과를 이용하여 현장적용성 시험을 하기 위한 중간단계로서 베딩재, 뒤채움재, 관의 종류를 변화시킨 20가지 사례에 대한 PENTAGON 유한요소 프로그램을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 수치해석을 실시한 결과 뒤채움재로 CLSM을 사용하는 경우에 토사나 일반모래를 사용한 경우보다 지표면 및 관의 침하를 현저히 감소시키는 것으로 해석되었다. 관의 연직변위를 놓고 볼 때 토사 뒤채움을 사용한 경우에 연성관의 변위량이 강성관의 2배 정도에 달했으나 CLSM으로 대체한 경우에는 오히려 토사 뒤채움에 강성관을 사용한 경우보다 변위가 줄어들었다. CLSM 뒤채움에 강성관을 사용한 경우도 유사하게 나타났고, CLSM이 구조적인 지지 역할을 확실히 함을 보여준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.85-96
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• 2016

금상 하부 스플릿 티 접합부는 접합부를 구성하는 T-stub 플랜지의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트의 개수 및 직경 등의 변화에 따라서 상이한 강도, 강성, 에너지소산능력 등을 발현한다. 이러한 상 하부 스플릿 티 접합부가 중 저층 강구조물에 적용될 경우에 전단력을 지탱하는 전단탭을 적용할 수 없는 상황이 발생한다. 이 때문에 충분한 휨모멘트지지능력뿐만 아니라 전단력도 지탱할 수 있는 개선된 상 하부 스플릿 티 접합부상세의 제안이 필요하다. 이 연구는 양재근 등이 해석적 연구와 실험적 연구를 수행하여 얻은 전단탭이 없는 상 하부 스플릿 티 접합부가 중 저층의 강구조물에 적용되었을 때 충분한 회전강성을 발현하는 가를 평가하기 위하여 진행하였다. 또한, 전단탭이 없는 상 하부 스플릿 티 접합부를 적용한 중 저층 강구조물이 안전한 구조적거동양상을 나타냄과 동시에 무차원화 된 초기 회전강성을 구조해석에 적용하여 재료적 물량저감 효과도 나타낼 수 있는 가를 평가하기 위하여 진행하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.13-24
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• 2003

본 논문에서는 유한요소해석을 통해 기초지반의 강성과 상재하중이 블록식 보강토 옹벽에 미치는 영향을 고찰한 내용을 다루었다. 이를 위해 기초지반의 강성과 상재하중의 위치를 변화시키며 매개변수 연구를 수행하였으며 해석결과에서는 벽체의 변위와 보강재의 유발인장력은 기초지반의 강성이 감소함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 해석결과에 따르면 현재 설계기준에서 적용되고 있는 상재하중 처리 방법은 경우에 따라서 상재하중의 영향을 지나치게 과대평가 하는 것으로 나타났으며 상재하중이 보강영역에 근접하여 작용할 경우 외적안정성 검토시 주의를 요하는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 본 연구를 통해 얻어진 결과가 실무적 측면에서 의미하는 바를 심도 있게 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.227-235
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• 2012

대표적인 다상 재료인 콘크리트는 구성 성분의 공간적 분포에 의해 재료 특성이 큰 영향을 받는다. 특히 공극(void)은 콘크리트의 특성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트 내부에 분포하는 공극의 공간적 분포를 파악하는 것은 재료의 특성을 이해하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트 내부에 존재하는 경량 골재의 공극 분포 분석을 위해서, CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 활용하여 생성된 3차원 경량 골재 이미지를 활용하여 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 방향에 따른 3차원 경량 골재 내부의 공극 분포 상태를 정성적으로 묘사하기 위해서 확률 분포 함수인 두점 상관함수(two-point correlation function)를 사용하여 공극의 공간적 분포 경향을 구(sphere)에 표현하였다. 또한 방향에 대한 골재의 강성도(stiffness)를 계산하여 각 방향에 따른 골재의 역학적 물성치 분포 변화를 확인하였다. 각 방향으로의 확률 분포 함수로 표현된 공극 분포와 강성도 분석함으로서 CT 이미지를 통한 공극 분포 특성 분석 및 경량 골재의 역학적 특성을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.147-153
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• 2012

철도교량과 같이 주기적 가진에 의해 공진발생의 가능성이 높은 구조물에 있어서, 정확한 구조물의 동적거동 분석은 설계단계 및 공용중 안정적인 응답을 확보하기 위해 필수적이다. 특히, 콘크리트궤도는 강성기여와 질량기여를 통해 철도교량의 동특성을 변화시킬 수 있음에도 불구하고 일반적으로 철도교량 동적해석 시 질량으로만 고려되어진다. 본 연구에서는 실제 콘크리트궤도가 부설된 거더시험체를 제작하여 철도교량의 정 동적거동을 분석하였다. 또한, 궤도질량만을 고려한 경우와 궤도강성을 고려한 수치해석을 통해 중립축 위치와 고유진동수를 실험치와 비교 분석하였다. 이를 통해 콘크리트궤도 부설 철도교량의 경우 정량적인 산정이 가능한 콘크리트궤도의 강성과 질량을 고려한 해석값이 실험값과 근사한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트궤도 부설 철도교량에 대한 동적설계 및 동적안정성 분석 시 콘크리트궤도의 강성과 질량을 함께 고려할 것을 제안하였다.