• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.797-803
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• 2019

본 연구는 동력분산형 고속열차의 횡방향 진동을 저감하기 위하여 진행되었다. 동역학 해석을 통한 연구에서 동력분산형 고속열차 시제차량(HEMU-430X)은 고속열차에서 주로 사용되는 차륜프로파일(XP55, GV40, S1002)에 관계없이 낮은 등가답면구배에서 횡방향 진동이 커지고, 차륜 마모가 진행되어 등가답면구배가 커지면 횡진동이 감소하는 경향을 보였다. 이는 HEMU-430X에 적용된 현가장치 특성치들의 조합된 결과로 인해 등가답면구배가 낮을 때 차체와 대차가 1.4Hz의 주파수로 공진하여 차체 헌팅이 발생되기 때문이다. 고속열차의 횡방향 진동저감에 대한 해외 사례에서 요댐퍼의 유압강성(Hydraulic stiffness)을 낮추어 진동을 개선한 사례를 고찰하였다. 요댐퍼의 시리즈 강성은 유압강성과 탄성조인트의 조합인데 본 연구에서는 유압강성 조정대신 비교적 간단하게 할 수 있는 탄성조인트의 강성을 낮추어 횡방향 진동을 개선하고자 하였다. 신규 제작된 탄성조인트를 적용한 요댐퍼의 시리즈 강성은 기존 요댐퍼 대비 60% 수준으로 낮았다. 60% 수준의 시리즈 강성이 적용된 요댐퍼를 HEMU-430X의 TC~M2 3량에 설치하여 시운전 시험을 수행하였다. 시운전 시험 결과 TC를 선두로 한 하행 주행 시 TC~M1의 횡방향 진동이 개선되고, MC를 선두로 한 상행 주행 시 후미 TC차량의 횡진동이 개선되는 결과를 보였다. 본 연구의 진동저감 방안은 향후 영업운전을 위해 도입되는 EMU-250 및 EMU-320의 횡방향 진동 문제 발생 시 해결책으로 적용할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.261-269
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• 2015

자갈궤도에서 레일과 침목을 연결하는 체결장치의 레일패드 강성이 증가함에 따라 윤중이 증가하고 궤도틀림진전이 증가되어 궤도유지보수비가 증가하게 된다. 반면에 레일패드강성이 감소하면 차량운행에 따른 전력소모비가 증가하게 된다. 따라서 자갈궤도 설계 시에 차량과 궤도 및 운영조건을 고려하여 궤도유지보수비와 전력소모비를 가급적 작게 할 수 있는 적정 레일패드강성을 결정하는 것은 철도 경제성 확보차원에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 $L{\acute{o}}pez$ Pita 등이 제시한 자갈궤도에서의 최적레일패드 강성을 평가하는 프로세서를 기초로 적정 레일패드강성 범위를 구하였다. 연구결과에 중요한 영향을 주는 레일패드강성에 따른 윤중변화를 보다 정확하게 평가하기 위하여 궤도구성품의 거동특성을 보다 상세하게 고려할 수 있는 고도화된 수치해석적 기법을 사용하여 평가하였다. 또한 국내에서의 차량, 궤도 운영조건을 고려함으로써 국내에서 궤도설계에 적용할 수 있는 적정 레일패드강성 범위를 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.31-40
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• 2022

본 연구에서는 기초 지지층의 응력-침하특성을 평가하기 위해 변형률 범위가 다른 두 가지 강성측정 시험법으로 산정한 탄성계수를 비교하였다. 미소변형률 범위의 흙강성측정기(SSG)와 중변형률 범위의 평판재하시험(PLT)이 탄성계수 산정에 이용되었다. 변형률 범위가 다른 시험방법으로 구한 탄성계수를 기초설계 및 시공실무에 적용하기 위해서는 각각의 값에 대한 상관관계가 사전에 파악되어야 한다. 국내의 대표적인 지지층인 풍화토 및 풍화암에서 두 가지 방법에 의한 탄성계수를 비교·분석한 결과에 따르면, 지반의 종류 및 응력조건에 따라 탄성계수가 상이하게 평가되는 것으로 나타났다. 다양한 조건의 지반에 대해 평판재하시험으로 산정한 정적 탄성계수는 흙강성측정기로 측정한 동적 탄성계수와 비교할 때, 시험의 변형률 수준 차이로 인해 56% 감소된 결과를 나타냈다. 따라서, 평판재하 시험을 대체하여 흙강성측정기를 효과적으로 사용하기 위해서는 지반강성에 따른 응력분포, 응력수준, 동적효과에 대한 영향을 보정하여 측정값을 적용할 필요가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.103-110
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• 2022

본 연구의 목표는 수직분할된 철근콘크리트 전단벽의 철근상세에 따른 강성 및 강도 저감에 대해 실험적으로 평가하는 것이다. 본 연구에서는 수직분할에 따른 강도 및 강성 저감효과를 확인하기 위해 실 스케일 실험체 4개를 제작하여 반복 횡가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 수직분할에 따라 강도 및 강성이 감소되는 것을 확인하였다. 특히 강도 저하율보다 강성 저하율이 큼에 따라 수직분할에 따른 하중 재분배 시 극한강도에 대한 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 균열양상을 확인한 결과, 분할된 벽체 중 압축지배를 받는 벽체에서 사인장 균열이 발생하였기 때문에 강도 평가 시 휨 강도 뿐만 아니라 전단저항 메커니즘을 같이 고려해야 한다. 벽체 단면 수직철근의 변형률 분포 분석 결과, 분할 후 두 개의 중립축이 발생하며 상부에서는 반전된 변형률 분포가 나타나 이중 곡률을 갖는 벽체의 양상을 보였다. 추후 연구에서는 벽체의 유효높이를 고려한 강성 저감률 평가가 필요하며 추가로 벽체 형상비 등 추가 변수에 대한 평가 및 유한요소해석을 이용한 다양한 벽체에 대한 해석적 연구가 필요하다.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.11-16
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• 2011

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 $-10^{\circ}C$에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1261-1266
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• 2012

본 연구에서는 최대 12개월 동안 염수침수시험을 수행하여 염수환경의 열습조건이 복합재의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 복합재 시편은 직물 형태의 탄소섬유와 에폭시로 구성된 프리프레그를 적층하여 제작하였으며, 노출온도 $35^{\circ}C$, $55^{\circ}C$, $75^{\circ}C$가 적용된 염수환경에 완전 침수시키는 조건을 적용하였다. 연구결과에 따르면 복합재의 인장강성과 인장강도는 노출온도와 노출시간이 증가할수록 노출전에 비해 감소 정도가 크지 않았지만 이에 비해 압축강성과 압축강도는 감소 정도가 크게 나타났다. 특히 압축강도는 노출온도가 증가할수록 염수침투가 가속화되어 감소 정도가 크게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.377-387
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• 2016

최근 비개착공법으로 지하차도 시공시 파이프루프를 형성하기 위해 강관을 지반에 압입한 후 강관자체를 보강하거나 강관과 강관사이를 일체화시켜 시공에 대한 안정성을 보다 증대시키고 있다. 이렇게 일체화된 파이프루프는 지하차도에 작용하는 응력을 감소시킬 것으로 예상이 된다. 이에 본 논문에서는 일체형 파이프루프의 지보효과와 주변의 응력거동을 확인하기 위해 사각형 지하차도 단면과 아치형 지하차도 단면에 대한 축소 실내모형실험을 수행하였다. 실내실험 결과 지하차도에 작용하는 응력과 변형률은 일체형 파이프루프에 의해 감소되는 것으로 나타났으며 파이프루프의 강성이 증대할수록 감소하는 것으로 나타났다. 더 나아가 지하차도 단면설계를 경제적으로 설계할 수 있을 것으로 기대가 된다.

• 전산구조공학
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• 제9권3호
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• pp.199-207
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• 1996

원통관에 휨모멘트가 작용하면 변형후 단면은 타원형상을 갖게된다. 단면의 타원화에 의해 단면이 감소하게 되면 휨강성이 감소하게 되며, 따라서, 휨모멘트-곡률관계가 하중점감형으로 된다. 이 휨강성의 감소현상을 Brazier이론 또는 Brazier현상이라고 한다. 적층평판에 있어서도 각층의 재료상수가 뚜렷하게 다른 경우 원통관에서의 Brazier현상과 유사한 현상이 발생한다. 본 논문에서는 평판에서의 Brazier현상을 규명하기 위하여 3층 적층모델을 만들어 각층의 재료정수가 현저히 다른 경우 어떠한 현상이 일어나는 가를 실험적으로 규명하였고, 이론해석을 위하여 스프링모델을 사용하였다. 본 논문의 모델에서 알 수 있듯이 중간층의 재료상수가 상하층 요소의 재료상수 보다 뚜렷하게 작은 경우 중간층의 거동이 현저히 크게됨을 알 수 있었다. 즉, 본 논문에서 채택한 모델의 경우에 있어서도 원통관에서 일어나는 Brazier형상이 일어나고 있음이 실험적 그리고 해석적으로 규명되었다 .

• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.738-745
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• 2014

본 논문에서는 탄소성 영역 내 패치 로딩 크기에 따른 알루미늄 합금 사각형 판의 초기 처짐 영향을 수치해석방법으로 이용한 탄성 및 탄소성 대변형 시리즈 해석을 수행하였다. 주변 지지조건은 단순지지로 가정하고 초기 처짐 크기(w/t), 종횡비(a/b), 세장비(b/t)를 고려하여 알루미늄 합금 A6082-T6 사각형 판의 임계 탄성 좌굴하중과 좌굴 후 거동을 검토하였다. 탄성 및 탄소성 대변형 시리즈 해석은 상용프로그램을 사용하였다. 초기 처짐 크기가 작을 경우 하중증가와 함께 면내 강성이 처음부터 감소하며 크기가 커질수록 훨씬 두드러지게 발생한다. 종횡비가 커질수록 초기항복강도는 점차 감소하며 판 두께가 두꺼울수록 패치 로딩 크기(l/b) 0.5 이후 초기 항복강도 감소비율은 얇은 두께보다 더 크게 발생한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.315-322
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• 2008

본 연구에서는 외부 후 긴장 보강 공법을 공용중인 무도상 철도 판형교 보강 방안으로서 적용 할 경우 긴장재 강성 및 도입 긴장력의 크기가 동적 거동 특성 변화에 미치는 영향을 실험 및 해석적으로 평가 하였다. 연구 결과 긴장재 강성에 의해 고유 진동수가 증가하나 긴장력 크기 증가에 의한 고유 진동수 감소에 의해 필요 긴장력 도입시 최종적으로 고유 진동수가 미소하게 감소하는 것으로 나타났으며, 외부 후 긴장력과 고유 진동수 변화 양상에 대한 명확한 관계 정립을 위한 추가적인 연구가 필요한 것으로 나타났다. 또한, 외부 후 긴장에 의해 동적 처짐, 동적 휨 응력 및 중력 방향 가속도가 감소하는 것으로 나타났다. 한편, 외부 후 긴장에 의하여 중력 방향 가속도의 70% 수준인 횡 방향 가속도가 최대 20% 정도 증가하는 것으로 나타나 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.