• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.679-683
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• 2013

BSR 소음은 특히 자동차에서 도로 표면과 엔진 및 차량내부 스피커등의 진동에 의해 발생한다. 이러한 현상은 진동하는 시스템의 약화된 체결부나 접촉부에서 공진모드와 가진력의 중첩으로 인해서 발생하는 불규칙한 타격이나 스틱슬립(stick-slip)으로 발생한다. 이와 같인 국부적인 현상을 관찰하기 위해서 모든 BSR 발생 부위를 상세 유한요소 모델로 만드는 과정은 현실적으로 불가능 하므로 부분구조 모델 (Sub-structure) 해석 기술이 필요하다. 이번 연구에서는 부분구조 모델 (sub-structure) 해석 기술을 적용하여 실제 가진력이 구조물을 통해 전달되어 발생하는 래틀(rattle)과 스퀵(Squeak)을 검출하고 분석하는 해석적인 방법을 정리하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1137-1143
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• 2010

가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.195-204
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• 2012

신구 콘크리트 접합부에서는 굽힌 후 편 철근을 이용한 이음이 발생한다. 철근의 굽힘과 펴는 과정에는 필연적으로 소성 변형이 발생하며, 이 과정에서 가공 경화, 바우싱거 효과, 시효 경화 현상이 발생된다. 이 연구에서는 강종, 지름, 굽힘 내면 반지름, 굽힌 후 펴기까지의 존치기간을 변수로 굽힌 후 편 철근의 인장에 대한 기계적 성질을 조사하였다. 연구 결과, 굽힌 후 편 철근은 비례한계점이 낮아지는 비선형성이 직선 철근에 비해 일찍 발생되었으며, 항복마루 없이 바로 변형경화가 발생하였다. 이것은 굽힘 가공에서 압축을 받은 부분의 바우싱거 효과에 의해 항복점이 낮아졌고, 굽힘 가공에서 인장을 받은 부분의 가공 경화에 의해 항복마루가 없어졌기 때문이다. 높은 강종일수록 항복강도의 저하가 크게 발생되었으며, SD400 철근의 항복강도는 설계기준강도보다 낮았다. 철근은 표면부의 강도가 내부보다 높기 때문에, 높은 강종일수록 굽힌 후 펴면 바우싱거 효과가 크게 발생된다. 굽힌 후 펴기까지의 존치기간이 길면 시효 경화에 의해 항복강도의 상승과 연성의 저하가 발생되었다. Ramberg-Osgood 모델을 기본 형태로 실험 자료를 회귀분석하여 항복강도와 존치기간을 고려한 굽힌 후 편 철근의 응력-변형률 관계를 구성하였다. 이 모델은 굽힌 후 편 철근이 사용된 접합부의 강성 평가에 활용될 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제6권4호
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• pp.44-53
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• 1988

The mechanical strengths of buried lamellar tears located near the weld toe in the welded tee joints were evaluated in terms of the loss of load carrying capacity as a function of tear area. In static loading, the load carrying capacity was significantly reduced when tear intercepted over 10% of the cross-sectional area of the welded joints. However, the welded joints containing buried tears still failed at stresses over the yield strength of the base metal in the through-thickness direction in spite of the presence of tears up to 20-25% of the area. Fatigue strength of welded joints containing tears markedly reduced with increasing tear areas. Lehigh lamellar tearing test used in this study to produce speicmens was described in detail. The load carrying cpapacity in static loading was influenced by the reduction of supporting area whereas that in fatigue loading was influenced by the stress-concentration effects of lamellar tears and the reduction of supporting area. In bend tests, the pre-existing lamellar tears always grew up toward the weld toe. However, in fatigue loading, cracks grew up and down simultaneously form both the weld toe and the top of lamellar tears because of stress concentration. In fatigue loading, delaminations and decohesion of inclusion/matrix interface generated in multipass welds provided crack propagation paths and enhanced crack propagation because the tips of delaminations and deconhesios acted as stress raisers.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.375-382
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• 2015

이음새 없는 용기의 돔(Dome) 및 넥크(Neck) 부분 성형을 위해 일반적으로 열간 스피닝 공정이 이용되나, 대부분 현장 작업자들의 경험이나 시행착오에 의해 제작되고 있다. 이로 인하여 열간 스피닝 공정 시, 용기 넥크 부위의 저부부터 상부까지 내경이 동일한 성형을 요구하지만, 고속회전하는 롤러의 이동에 의하여 재료가 성형되는 스피닝 공정의 특성상, 돔 부분의 끝단부인 넥크 부위에서 내경이 벌어지는 형상오차의 문제가 발생한다. 이에 본 연구에서는 스피닝 가공 후, 탭핑 공정을 위하여 이종재료(Cr-13)가 보충된 나사산 모델에 대하여 이론적 해석 및 유한 요소 해석을 수행한 후, 해석결과를 토대로 작동환경하에서 용기의 구조안전성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1460-1465
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• 2012

본 연구에서는 소방배관용 아연도금 강관을 용접하기 위하여 반자동 가스메탈아크용접장치를 개발하고 최적 용접 조건을 확립하고 용접성을 조사하기 위해 보호가스, 전압을 변화시켜 용접시험을 수행하였다. Ar 가스에 $O_2$를 첨가함으로써 미려한 비드외관과 기공률이 감소되었다. 반자동 용접부는 기계적 강도와 용접이음효율이 수동용접부에 비해 약 1.8배 우수하였으며 수압시험에 의해 건전성이 확인되었다. 본 연구에서 개발된 반자동용접장치로 비숙련자도 강관용접이 가능하며 용접결함이 적고 용접생산성을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권2호
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• pp.225-234
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• 2001

This paper represents the vector fields, three dimensional mean velocities, the turbulent intensities, the turbulent kinetic energy, and the Reynolds shear stresses in the X-Y plane of gas swirl burner with a cone type baffle plate measured by using X-probe from hot-wire anemometer system. This experiment is carried out at flow rates 350 and 450ℓ/min respectively, which are equivalent to the combustion air flow rate necessary for heat release 15,000 kcal/hr in gas furnace, in the test section of subsonic wind tunnel. The vector plot shows that the maximum axial mean velocity component exists in the narrow slits situated radially on the edge of gas swirl burner, for that reason, there is some entrainment phenomena of ambient air in the outer region of burner. Moreover, mean velocities in the initial region are largely distributed near the outer region of burner at Y/R≒0.97, but they diffuse and develop into the center flow region of burner according to the increase of axial distance. The turbulent intensities and the turbulent kinetic energy due to large inclination of mean velocity and swirl effect show that the maximum value in the initial region of burner is formed in the narrow slits situated radially on the edge of gas swirl burner and large values are mainly formed in the entire region of burner after X/R=2.4358, hence, the combustion reaction is anticipated to occur actively near this region. And the Reynolds shear stresses are also largely distributed from slite to vanes of gas swirl burner in the intial region, but their values largely disappear after X/R=3.2052.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1265-1272
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• 2014

본 논문에서는 CZM(Cohesive Zone Model)을 이용하여 돔 분리형 복합재 압력용기 접착 체결부의 점진적 파손 해석에 대한 연구를 수행하였다. 접착 요소(cohesive element)의 물성을 도출하기 위해 모드I, II 그리고 혼합모드에 대한 층간파괴인성들을 시험을 통해 도출하였다. 이때, 모든 시험편은 복합재 압력용기와 동일한 필라멘트 와인딩 제작공정을 통해 제작되었다. 이중 겹치기 이음(double-lap joint) 시험은 접착제의 전단강도와 CZM을 이용한 점진적 파손해석의 신뢰도 검증을 위해 수행하였다. 그 결과, 접착제의 전단강도는 시험으로부터 32MPa을 얻었고, 시험과 해석의 오차는 약 4.4%의 오차가 발생하여 CZM이 접착 체결부의 점진적 파손 거동을 비교적 잘 모사함을 확인하였다. 최종적으로 신뢰성이 검증된 CZM을 복합재 압력용기 접착 체결부에 적용하여 운용하중조건에서의 점진적 파손해석을 수행한 결과, 전체 200mm를 갖는 접착 체결부 길이의 약 5.8%만이 점진적 파손이 발생하는 것으로 나타나 복합재 압력용기의 구조 안전성에는 영향을 주지 않음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.53-61
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• 2013

코일철근의 직선화 가공성을 향상시키기 위한 마디 형상으로, 철근 축과 마디 사이각 $50^{\circ}$, 마디 윗면 폭(crest width) $0.15d_b$, 마디의 종단면 각도(flank inclination) $55^{\circ}$에 초승달 모양 지압면을 가진 생선뼈 마디(fishbone-shaped transverse rib)를 제안하였다. 이 형상은 직선화 기계의 롤러 홈(groove)과 철근 외부의 접촉면적을 넓혀 마디 손상을 최소화하며 직선도를 향상시키고 가공 생산성을 높일 것으로 기대된다. 제안된 형상을 포함하여 마디 각도가 상이한 3종류의 코일철근(SD500D16 강종)에 대한 부착강도 평가를 위해 겹침이음실험을 실시하였다. 3종의 코일철근은 기존 부착강도 평가식에 따른 예측값보다 평균 10%이상 높은 부착강도를 지닌 것으로 평가되었다. 이것은 코일철근의 상대마디면적비가 기존 평가식 유도에 사용된 실험보다 높기 때문으로 판단된다. 부착강도에 대한 직선철근과 코일철근의 상관계수(correlation coefficient)는 0.94이상 이였으며, 코일철근의 부착성능이 직선철근과 거의 유사함을 알 수 있다. 따라서 실험에 사용된 코일철근의 정착길이와 이음길이 설계에 현행설계기준을 적용하는 것이 타당한 것으로 평가된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.199-204
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• 2010

전통공법에서는 주로 소나무를 수가공하여 구조부재로 사용하고 있다. 주먹장 접합(이음, 맞춤)은 일반 가구나 구조부재의 접합에 사용되고 있으며, 수가공이나 간단한 기계가공에 의해 쉽게 가공할 수 있는 이점이 있다. 비록 외관상 선형적인 가공이 주를 이루지만, 손쉬운 짜맞춤이 될 수 있어야 하는 고도의 가공정밀성이 요구된다. 더욱이, 장부와 장부받이는 틈새없는 긴결한 접합이 이루어져야 한다. 주먹장접합부에 대한 과학적인 연구는 체계적으로 수행된 예가 많지 않으므로 전통공법과 국산재 활용이라는 관점에서 낙엽송집성재를 기계가공하여 이용하였다. 통주먹장이음 접합부의 인장성능을 파악하기 위하여 150 mm 정각 낙엽송 집성재를 사용하였으며, 내력성능에 영향을 끼치는 주먹장의 다양한 기하학적 요소(장부 너비, 길이, 각도)에 대해 조사하였다. 보강목을 설치하지 않은 시험편은 장부받이(장부홈)의 모서리부에서 할렬이 발생하며 내력도 낮게 나타났다. 기둥머리의 화통맞춤 및 주두와 같은 상황을 고려한 보강시험편은 최대인장내력에서 2배 이상의 성능을 발휘하였다. 장부의 적정각도는 25도 수준이었으며, 어깨폭의 변화와는 상관성이 없는 것으로 나타났다.