• 제목/요약/키워드: 경제적 수명

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STS 301L 필렛 용접이음재의 피로설계에 관한 연구 (A Study on Fatigue Design of STS301L Fillet Welded Joint)

  • 백승엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권5호
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    • pp.561-565
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    • 2010
  • 용접부는 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 외력에 의한 응력 집중원(stress concentration source)이 되는 것은 물론 용접과정에서의 입열(heat input)로 인한 성분과 조직의 변화에 의해 반복하중에 대한 피로강도(fatigue strength)가 모재의 그것에 비해 훨씬 떨어져서 피로균열(fatigue crack)의 발단이 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제로 철도차량에 적용되는 가스용접 이음재 가운데 대표적인 형상시편들을 재질별로 피로실험을 수행하여 피로하중범위-피로수명(${\Delta}P-N_f$) 관계를 도출하여 비교 평가하였다. 또한, 수치 해석적 유한요소법을 이용하여 용접이음재의 응력분포를 해석한 후, 용접이음부에 발생하는 최대주응력으로 (${\Delta}P-N_f$) 관계를 $\Delta\sigma-N_f$ 관계로 재정리하였다. 이상의 결과들을 바탕으로, 가스용접이 적용된 철도차량 차체의 경제적이고 합리적인 피로설계를 위한 기초정보로 사용하고자 하였다.

공유결합으로 고정화된 urokinase 칼럼의 스케일업과 solid-phase refolding에 의한 반복 사용 (Scale-up of Covalently Immobilized Urokinase Column and Repeated Use of It by Solid-Phase Refolding)

  • 서창우;최강선;이은규
    • KSBB Journal
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    • 제16권5호
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    • pp.500-504
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    • 2001
  • Sepharose CL-6B 의 기능기를 aldehyderl로 활성화시킨 후 urokinase와 공유결합 시켜 고정화하는 방법을 6mL 규모에서 250 mL 규모로 스케일업한 결과 고정화 수율 및 고정화 된 UK에 의한 절단반응 수율 등에서 스케일업 전후의 결과에 차이가 없었다. 따라서 위의 고정화 방법의 scale-up 효능은 매우 우수한 것으로 나타났다. hGH와 GST 절편으로 구성된 융합 단백질의 고정화 UK 컬럼에 의한 절단 반응 후 용출액의 pH를 3.5로 낮춤으로써 이물질들을 침전시키고 이를 expanded bed chromatography zf칼럼에 통과시킨 결과, 이 물질들의 제거와 hGH 단량체의 흡착분리가 동시에 이루어졌다. 흡착된 단량체는 NaCL에의해 용출되었으며 이 단계의 수율은 거의 100%이었다. 따라서 칼럼에 의한 절단 반응과 t산 침전에 의한 이물질 침전 바능, EBA에 의한 이물질 제거 및 단량체 회수 반응을 연속적으로 진행할 수 있는 기초를 제시하였다. 또한 고정화된 UK는 guanidine HCl(6 M)을 이용하여 unfolding 시키고 이를 세적하여 refolding 시킨 결과 20회의 반복적인 처리 후에도 초기 활성의 약 80% 수준을 유지하였다. 이는 UK 가 공유결합된 상태에서 solid-phase refolding이 가능하다는 증거이며, 고정화 효소 칼럼의 수명을 크게 향상시켜 경제성을 확보하는 방안으로 이용될 것으로 기대된다.

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소아 악성 골종양의 치료에서 확장형 종양대치물의 이용 (Use of Expandable Prostheses in Malignant Bone Tumors in Children)

  • 한일규;이상훈;조환성;오주한;김한수
    • 대한골관절종양학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.10-16
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    • 2008
  • 효과적인 항암 약물요법의 발달과 사지의 절단술에 따르는 기능적인 경제적인 비효율성은 뼈의 원발성 암 환자에서 사지 구제술의 발달을 가져 왔다. 소아에서의 사지 구제술은 종양의 광범위 절제 시 성장판이 같이 절제되어 건측과의 사지 길이 차이가 발생하게 될 수 있고 소아 환자들의 왕성한 활동성 때문에 견고하고 내구성 있는 재건술이 필요하다. 소아 환자에서 악성 골종양의 절제 후 성장한 만큼 대치물의 길이도 같이 늘일 수 있는 확장형 종양 대치물(expandable tumor prosthesis)을 이용한 재건술이 시행되어 왔으나 모든 환자에서 만족스러운 결과를 가져오진 못하였다. 최근 들어 확장형 종양 대치물의 발달로 합병증의 발생을 줄이면서 비침습적인 방법으로 사지 길이를 맞추고 종양 대치물의 수명을 길게 하는 시도들이 늘고 있다. 본 논문에서는 확장형 종양 대치물의 적응증, 특성 및 합병증 등에 대해서 짚어 보고자 한다.

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섬유보강 아스팔트 포장의 점탄성 거동연구 (Viscoelastic Behaviors of Geosynthetic-Reinforced Asphalt Pavements)

  • 인식연;김형배;안성순;서영찬
    • 한국도로학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.37-45
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    • 2004
  • 아스팔트 포장은 주행의 쾌적성, 안전성 그리고 시공 및 보수의 용이성으로 인하여 세계적으로 많은 도로에 널리 이용되고 있다. 그러나 우리나라의 경우 고도의 경제성장으로 인한 교통량 증가와 차량의 중량화로 야기된 상습적 인 지체와 여름철 고온현상으로 아스팔트 포장의 파손정도가 심화되고 포장수명이 단축됨으로서 유지보수비용이 급격히 증가하는 양상을 보이고 있다. 이에 국내외에서 아스팔트 포장에 대한 파손 방지대책 및 내구성 증진에 관한 연구들이 진행되고 있으며 그 한 방법으로 토목섬유와 같은 보강재를 포장체에 삽입하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 포장 표층의 거동을 점탄성으로 분석하였으며 포장체에 삽입된 지오그리드의 설치 위치, 포장단면의 두께를 조합하여 지오그리드의 최적 설치 위치를 알아보고 포장단면의 물성에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과, 지오그리드를 기층과 보조기층 사이에 보강하였을 경우. 기층아래에서 발생하는 횡방향 인장응력을 무보강 아스팔트 포장에 비해 29$\sim$56% 정도 감소시켜 균열 발생을 상당히 억제 할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한, 노상에서의 수직 변형률과 최대 전단변형률을 살펴보았을 때 지오그리드를 포장체에 삽입하여 소성변형에 대한 억제 효과도 얻을 수 있는 것으로 판단되었다.

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서비스수준에 기반한 도로포장자산관리시스템의 응용 및 데이터 아키텍처 설계 (Application and Data Architecture Design for A Pavement Asset Management System based on the Level of Service)

  • 최원식;임종태
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.919-930
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    • 2011
  • 도로는 사회간접자본 중 하나로서 지속적으로 관리되어야 그 기능을 발휘할 수 있는 국가의 중요한 자산이다. 지금까지는 도로를 포장관리시스템이라는 체계로 관리하여 왔다. 이 포장관리시스템은 시설물유지관리차원에서 사회기반시설을 관리하는 것으로서 주로 관리자 관점에서 공학적 판단을 기준으로 최소의 비용으로 공용수명을 최대화하는 모델이다. 그러나 경제발전으로 국민의 소득수준이 올라감에 따라 삶의 질에 대한 요구도 증가하고 있어 이제는 납세자로서 국민의 동의는 국가의 정책을 결정하는데 중요한 변수로 작용하기 시작했다. 따라서 사용자 관점의 평가는 이러한 요구를 해결하는 출발점이 되었다. 이런 관점으로 평가하기 위한 척도로서 서비스 수준(Level of Service: LoS) 이라는 것이 사용되기 시작했으며, 이를 시설물 자산관리에 활용하려는 여러 가지 시도가 있다. 본 논문에서는 LoS를 척도로 활용하는 한국형통합 자산관리체계(Korea Total Asset Management-40: KTAM-40)를 적용한 도로포장자산관리시스템의 정보기술아키텍처 중에 응용아키텍처와 데이터아키텍처를 설계하고 이것이 KTAM-40의 요구조건을 충족시키는지를 밝히고자 한다.

양극산화 기술이 적용된 5000계열 알루미늄 합금의 다양한 실링처리에 따른 해수 내 캐비테이션 특성 평가 (Evaluation of cavitation characteristics for anodized 5000 series Al alloy with various sealing treatment in sea water)

  • 조충희;박일초;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.146-146
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    • 2016
  • 최근 국민 소득향상과 더불어, 여가시간 증가에 따라 해양레저에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 그에 따라 레저용 선박 수요도 증가하고 있다. 기존 국내 소형 선박의 경우 FRP(fiber-reinforced plastic)재료로 선박을 건조해 왔다. 그러나 해양환경 규제 강화로 FRP 선박의 건조가 감소하고 있으며, 친환경 선박에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 FRP재료를 대체하는 선박용 재료로 친환경적이고 가벼운 소재인 알루미늄 합금 재료가 선박건조 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 5000계열 Al-Mg 합금은 가공성과 용접성이 우수하여 주로 구조용으로 많이 사용되고 있으나 경량화에 따른 빠른 선속이 유체충격을 증가시켜 선체에 캐비테이션 손상을 일으킬 수 있다. Al-Mg 합금의 경우에 부식성이 대단히 큰 해양환경에서 부식과 캐비테이션 침식이 복합적으로 일어나면 손상이 빠르게 증가되는 경향을 나타내어 선박의 수명을 현저히 단축시켜 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 본 연구에서는 해수 내에서 Al-Mg 합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위해 알루미늄 합금 표면에 내식성 뿐만 아니라 경도 및 내마모성 등의 기계적 특성이 우수한 산화피막을 형성시키는 양극산화 기술을 적용하고, 다양한 봉공처리(sealing)방법에 따른 캐비테이션 특성을 평가하였다. 캐비테이션 실험은 압전(piezoelectric) 효과를 이용한 진동발생 장치를 사용하여 $30{\mu}m$ 진폭으로 일정하게 유지하였으며, 시편과 혼 팁 사이의 간격은 1mm로 하였다. 캐비테이션 실험 후에는 시편을 초음파 세척하여 진공 건조기에서 24시간 이상 건조한 후 정밀저울로 무게를 측정하였으며, 표면 손상 형상을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 3D현미경을 이용하여 관찰하였다.

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태양광 발전시스템 효율향상을 위한 스마트 모니터링 시스템 (Smart Monitoring System to Improve Solar Power System Efficiency)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.219-224
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    • 2019
  • 국내 소규모(50kW 이하)를 포함한 태양광발전 설치 업체의 급격한 증가에 따른 발전 설치양은 증가하고 있으나 이에 대한 효율적 운영체계 및 관리가 미흡한 상황이다. 따라서 발전단가의 증가를 초래하는 부가적인 기능 보다는 현 상태에서 발전량을 최대화시키기 위한 유지보수 관리측면으로 새로운 형태의 운영체계가 필요하다. 본 논문에서는 태양광 발전소의 운영효율 극대화를 위해 Big Data와 센서 네트워크를 활용하며 전문가 시스템의 분석을 통해 발전량 예측기술, 모듈 단위 고장검출 기술개발, 인버터 구성요소의 수명 예지 및 Report 기술, 유지보수 최적화 알고리즘 및 경제성 분석 개발 등 태양광 발전소의 최적 운용이 가능하도록 하는 스마트 모니터링 시스템 개발에 목적을 두고 있다.

콘크리트 미관창출과 열화저감을 위한 3D프린팅 폼라이너 디자인 연구 (Design Study of 3D printing Form Liner for Aesthetic and Protective Concrete Surfacing)

  • 장중식;황가영;윤문구;장진화;천수경
    • 디자인융복합연구
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    • 제16권1호
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    • pp.97-109
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    • 2017
  • 현대에 들어서 건축물의 외관 디자인에 대한 관심이 커짐에 따라 기존의 획일화된 건축물이 아닌 다양한 미관의 건축물에 대한 니즈가 증가하고 있다. 그러나 아직까지 미관창출을 위한 국내의 폼 라이너 재료 및 디자인은 한정되어 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 3D프린터를 활용하여 기존의 값비싼 몰드 제작과정을 생략하고 디지털 데이터를 이용하여 입체구조의 제품을 다양한 소재를 사용하여 경제적으로 제작, 콘크리트의 열화방지 수단을 겸비하고 구조물의 수명을 연장시켜 생애주기비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 3D 프린터를 활용하여 콘크리트 구조물의 위치, 주변 환경, 용도에 적합한 폼 라이너의 미관 및 입체조형 디자인을 다양하게 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 3D 프린트를 활용한 실물 출력 실험을 통해 3D프린터를 활용한 콘크리트 폼 라이너가 실제 적용이 가능하다는 가능성을 확인하였으며, 콘크리트 구조물의 용도, 지역특성, 주변 환경, 사용자 등을 고려하여 입체적이며 예술적인 조형미관을 위한 폼 라이너 디자인을 제안하였다.

방재성능목표 설정의 AWS 자료 활용방안 (Efficient use of AWS data for determining the Disaster Prevention Performance Objectives)

  • 공소윤
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.221-221
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    • 2022
  • 방재성능목표란 홍수, 호우 등으로부터 재해를 예방하기 위한 방재정책 등에 적용하기 위하여 처리 가능한 시간당 강우량 및 연속강우량의 목표로, 각 지자체별로 지역특성 및 경제여건 등을 고려하여 지역별 방재성능목표를 설정한다. 지역별 방재성능목표 기준을 설정하기 위해 전국을 168개 티센망으로 분류하고 69개 지점 확률강우량을 활용하여 지방자치단체별 확률강우량을 산정하고, 지방자치단체별 티센면적 비율을 감안하여 각 지자체별 방재성능목표 설정 기준을 마련한다. 이때 확률강우량 산정에 기상청에서 제공하는 종관기상관측(ASOS) 자료를 이용하는데, 종관기상관측(ASOS, Automated Synoptic Observing System)이란 종관규모의 날씨를 파악하기 위하여 정해진 시각에 모든 관측소에서 같은 시각에 실시하는 지상관측으로, 종관규모는 일기도에 표현되어 있는 고기압이나 저기압의 공간적 크기 및 수명을 말하며, 해당 지역의 현재 기상 실시간 제공 및 기상예보에 활용한다. 그러나 ASOS 자료로 산정한 확률강우량을 토대로 설정한 지역별 방재성능목표는 지배관측소개소 및 면적 비율에 따라 강우량이 실제 해당 지역에 내린 강우량에 비해 작거나 크게 산정되어 실제 강우량을 반영하지 못하는 문제가 발생한다. 이에 지진·태풍·홍수·가뭄 등 기상현상에 따른 자연재해를 막기 위해 실시하는 지상관측인 방재성능관측(AWS, Automatic Weather System)을 1997년부터 약 510여개 지점에 설치하여 기상관측자료를 구축하고 있으나, 관측자료가 30년 미만이므로 자료의 일관성 및 신뢰도 확보 등의 문제로 이용하고 있지 않다. 실제로 ASOS 관측소와 AWS 관측소의 시간 강우량 최댓값 차이가 큼에도 불구하고 행안부는 지역별 방재성능목표 수립을 위한 강우량 산정에서 AWS 관측소의 기록은 반영하지 않고 ASOS 관측소 기록만 적용하여 실제 해당 지역의 강우량을 반영하는 방재 대책을 수립하지 못하는 실정이다. 따라서 소규모 유역 및 재해영향평가 등의 경우 인근 지역에 AWS 관측소가 있을 경우, 해당지역의 기상 특성을 대변하는 자료로 보유관측년수가 30년 이상인 AWS 자료의 적극적인 활용이 필요할 것으로 판단된다.

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커튼월에 적용된 구조용 실링재의 옥외폭로와 실내복합열화 처리방법에 따른 내풍압성능 비교연구 (A Study on Comparison of Outdoor Wind Pressure Performance According to Outdoor Exposure and Acceleration Deterioration Methods of Structural Sealants Applied to Curtain Wall)

  • 장필성;홍순구;김성래
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.279-287
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    • 2018
  • 실란트는 현대 건축물의 중요한 요소로 사용되고 있으며, 습기, 공기, 기타 물질의 침입에 대한 방벽을 제공함으로서 내후성에 대한 건물 보호의 역할을 한다. 다양한 환경에 노출되어 물리적, 화학적, 기계적 특성이 변화되어 수명이 단축되는 경우가 많으며, UV, 습기, 온도 신축 등은 내구성과 직결되는 중요한 이슈이다. 본 연구에서는 구조용 실링마감재의 내구성능을 실내에서 검증하기 위한 장비로서 외기의 환경을 모사할 수 있는 복합열화시험 챔버를 제작하였다. 황사, 산성비, 미생물에 의한 오염 등 특이 기상 상황의 재현은 어려우며 외기 환경을 100 % 모사하는 것은 불가능한 것으로 판단되며, 구조용 실링재의 옥외폭로시험방법과 복합열화시험장치에 대한 내후성 시험 결과 간의 상관관계를 통해 재현성을 확보하고자 연구하였다. 옥외폭로시험의 변위량 시험 결과 실링재의 응집력이 분해되어 연질화가 진행되는 것으로 판단되었고, 옥외폭로 1년 후 변위는 초기 물성치보다 3600 Pa에서 3배 정도 차이가 나는것을 볼 수 있었고, 비교제품의 경우 최대 7배까지 변위가 차이나는 것으로 확인되었다. 복합열화시험장치에서 변위시험결과 열화되어 탄성 및 인장특성이 감소하는 경향을 나타내었다. 변성실리콘 실링재의 경우는 현재 400 Cycle을 완료하여 옥외폭로 12개월의 물성저하를 확인하였다. 시험체의 변형은 육안으로는 확인할 수 없어 상대적으로 실리콘 실링재 제품보다 상태 안정성이 양호한 것으로 판단된다. 옥외폭로시험 결과, 복합열화시험장치가 체계화되어 관련 지침 또는 규격 등에 제안된다면, 실제 사용환경에서 12개월의 예상수명을 실내에서 3개월 미만에서 검증할 수 있는 방법으로 향후, 경제적 손실저감, 공기단축, 설계에 예상 가능한 재료의 선정 등에 활용될 것으로 기대된다.