• 한국정밀공학회지
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• 제26권2호
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• pp.101-108
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• 2009

압전 구동기를 사용하여 상온 대기 중에서 프레팅 마멸 시험을 수행하기 위한 장치를 개발하였다. 구동기의 특성상 사용이 간편하며, 중력에 의한 가하중 방식을 채택하여 구조를 매우 단순화하였다. 개발된 시험기는 구동 시스템 자체의 마멸로 인한 미끄럼 운동 범위의 오차를 우려할 필요가 없다는 상대적 장점을 가진다. 본 연구에서 사용한 시험편의 경우 약 $600{\mu}m$ 이상 직경의 마멸흔이 생성되는 조건에서의 미끄럼 운동 범위의 평균 값 및 진폭의 변동은 각각 $3.3{\mu}m$ 과 $2.3{\mu}m$ 이내인 것으로 측정되었으며, 마멸흔의 크기에 비추어 볼 때 이는 만족할 만한 운동 정밀도라 판단된다. 제작된 시험기를 사용하여 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸 시험을 수행하였다. 수직 하중 10N 및 15N 에서 $10^6$ 사이클 동안 미끄럼 진폭을 최대 $82.7{\mu}m$까지 변화시킨 시험 결과를 정량화 하였으며, 이로부터 마멸 상수를 구하였다 또한 마멸 자국의 크기와 마멸 부피로부터 마멸 진행 거동이 상이한 세 영역을 구별할 수 있었다. 전자현미경 관찰을 통해 마멸흔을 살펴보았으며, 돌출부, 판상 층, 거친 모재 표면 등과 여기에 생성된 균열 등이 관찰되었다. 이를 통해 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸은 연삭 마멸과 더불어 입자의 분리 및 압착, 소성 변형과 판상 층의 형성, 균열의 생성 및 박리 등의 복합적 과정으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.131-138
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• 2006

공항 콘크리트 포장은 설계기준을 역순으로 하거나, FWD 장비로부터 얻어진 탄성 계수를 근거로 포장체의 잔존수명을 추정하여 왔었다. 그러나 FWD로부터 얻어진 탄성계수 값은 역산 방법에 따라 변동성이 심하므로 잔존수명의 일관성이 결여된 한계가 있다. 또한 구조적 측면만 고려하여 포장의 상태를 평가하므로. 기능적 측면을 반영하지 못하는 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 공항 콘크리트 포장의 잔존수명 산출에 있어서 구조적 측면 및 기능적 측면 모두를 고려하는 논리를 제시하였으며, 각 논리별 세부 절차별에 있어서의 기준 및 모델 적용을 제안하였다 구조적 잔존수명 추정 논리를 개선하기 위해 오래된 공항을 대상으로 하여 하중을 받은 구간과 받지 않은 구간에서의 잔존수명 추정 인자 선정을 위한 실험을 실시하였다. 그 결과 기존에 주로 사용되어 왔던 탄성계수보다는 하중전달효율이 잔존수명 추정 인자로 규명되었다. 새롭게 개발한 잔존수명 추정 논리 및 세부 모형들의 현장 적용성을 파악하기 위하며 오래된 공항 한 개소를 선정하였다. 새로운 논리에 따라 현장 실험 및 분석을 수행한 결과 실무에 적용하는데 무리가 없음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.447-454
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• 2013

모델기반 고장 진단법은 풍력발전기의 상태감지 시스템(Condition monitoring system)에 적용을 목적으로 변동 하중조건하에서 작동하는 기어박스내의 기어의 균열을 진단하기 위해 제시하였다. 두 개의 평기어(Spur gear)로 구성된 간단한 테스트 베드가 위의 접근방법을 검증하기 위해 구축되었고, 기어의 균열은 기어의 뿌리부분에 균열을 인가하여 묘사하였다. 축의 회전속도에 독립적인 타코미터를 기반으로 한 오더분석(Order analysis)을 균열크기 진단에 적용하였고, 테스트 베드의 작동을 시뮬레이션하기 위해 집중변수 모델(Lumped parameter dynamic model)이 사용되었다. 모델에서 균열과 밀접히 관련된 변수는 측정된 신호와 시뮬레이션된 신호 간의 차이를 최소화하는 최적화 기법으로 역추정하였다. 제시한 방법의 유효성을 보이기 위해, 미리 정의된 모델 변수로부터 생성된 시뮬레이션 신호를 테스트-베드로부터 측정된 신호로 가정하고, 제시한 방법을 사용하여 변수를 역추정하였다. 결과는 실제 값과 일치하였고, 이를 통해 알고리즘이 제대로 작동함을 알 수 있었다. 다음 연구에서는 실제 테스트 베드의 실제균열에 적용하고자 한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제3권2호
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• pp.79-88
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• 2017

본 논문은 송전선로 갤러핑 현상 분석을 위해 요구되는 비대칭 송전선의 공기력 계수 측정에 관한 것으로, 세 종류의 비대칭 단면으로 구성된 단도체, 2도체 및 4도체 모형에 대해서 난류 조건에서의 풍동실험을 수행하였다. 송전선로 갤러핑은 비대칭의 착빙된 송전선에 안정된 바람이 작용하는 경우 발생하는 유체유발진동의 한 종류로, 상간 이격거리와 송전탑 하중의 계산 등 송전선의 설계시 고려해야하는 주요 인자 중 하나이다. 갤러핑에 의해 발생하는 반복적인 변동 하중은 송전선을 포함한 체결 부품 등에 큰 동응력을 발생시키는 것을 고려하여, 송전선을 비롯한 각종 부품은 마모와 피로손상에 견딜 수 있는 충분한 내구성을 가져야 한다. 국내에서도 빙설해에 의한 송전선로의 고장은 급격한 전압 강하로 인한 전기 품질에 큰 영향을 끼치는 주요 원인이 되고 있으며, 매년 약 20건 이상씩 발생하고 있는 점을 고려해, 안정적인 전력 공급과 유지, 보수 비용을 절감하기 위해서 갤러핑 현상에 대해서 기초부터 체계적인 접근이 요구되고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.55-64
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• 2016

본 논문에서는 기존의 허용응력설계법(ASD)과 신뢰성해석에 기반을 둔 하중저항계수설계법(LRFD)과 유로코드의 부분안전계수설계법(PSFD)을 사용하여 풍화토지반 얕은기초의 전단파괴에 대한 지지력과 안전여유 산정결과에 대하여 비교 분석하였다. 얕은기초의 지지력에 영향을 주는 지반정수의 불확실성을 정량화하기 위하여 시공 및 설계용 평판재하시험 자료를 수집하고 확률 통계 분석을 통하여 극한지지력의 저항편향계수와 변동계수를 조사하였다. 국내 현장의 얕은기초 대표 단면 예에 대한 신뢰성해석(FORM)을 통하여 신뢰도지수를 구하고 지반정수의 확률변수가 전단파괴에 미치는 영향을 조사하기 위하여 확률변수의 민감도 분석을 하였다. ASD설계법, ASD설계법의 안전율에 대응하는 목표신뢰도 지수의 LRFD설계법, PSFD설계법을 사용하여 얕은기초 대표단면의 안정성 검토를 실시하여 산정된 각 설계법의 안전여유에 대하여 비교 검토를 실시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.156-162
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• 2010

중력식 안벽 및 방파제 등은 편심 경사하중에 지배받는 항만구조물으로서 구조물 설계시 신뢰성이론에 근거하여 지반지지력 산정에 필요한 부분안전계수를 평가하였다. 현재 항만 및 어항 설계기준(2005)에서는 구조물에 편심 경사하중이 작용하는 경우에 지반지지력을 간편 Bishop법 등에 의해 검토하도록 규정되어 있다. 이러한 설계규정은 설계자에게 지반의 허용지지력과 지반반력을 비교하는 방법으로 그동안 가장 많이 사용되어 왔다. 그러나, 지반반력에 의한 설계검토는 지지력 계산이 단순하고 편리하지만 지반의 허용지지력이 현장의 지반물성에 따라 변화하지만 단일수치로 결정하여 설계하므로 이러한 지반특성을 설계에 반영하지 못한다는 큰 문제점이 있었다. 그래서 본 논문에서는 간편 Bishop법에 의하여 Level 1 신뢰성해석이 가능하도록 각각의 설계변수에 대한 부분안전계수를 결정하였다. 이를 위해서 신뢰성 이론인 일계신뢰도법(FOSM)을 통하여 신뢰도지수와 민감도지수를 추정하고 각각의 확률변수의 변동성도 고려하였다. 마지막으로는 연구결과에서 결정된 부분안전계수를 선진국의 설계기준에서 제시한 것과 비교하여 합리적임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.19-29
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• 2008

국내 기초구조물에 대한 하중저항계수설계법 개발의 일환으로 항타강관말뚝에 대한 신뢰성 수준을 평가하고 목표 신뢰도지수를 결정하였다. 국내 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집하여 말뚝의 대표 측정 극한지지력을 결정하였고, 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식을 이용하여 설계 극한지지력을 산정하였다. 이들 자료의 비교 분석을 통해 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수의 통계 특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 신뢰성 분석을 실시하였다. 정역학적 지지력공식은 자료의 변동성이 낮았고 Meyerhof 경험식은 내재적 보수성이 크게 나타났다. 안전율 3.0~5.0에 대한 신뢰도지수 분석 결과 정역학적 지지력공식은 1.50~2.89, Meyerhof 경험식은 1.61~2.72로 평가되었다. 신뢰성 분석 결과를 바탕으로 목표 신뢰도지수는 무리말뚝으로 시공되는 경우 2.0, 2.33을, 무리말뚝으로 시공되지 않는 경우 2.5의 값을 결정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.343-350
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• 2015

천해역에서의 해상풍력터빈의 기초 형식으로 모노파일, 트라이포드, 재킷 등의 고정식 기초 사이의 최적의 지지구조물 선별에 대한 논의가 세계적으로 활발하게 되어왔다. 다양한 기초 형식 가운데 어떤 기초를 최종 선택하기 위해서는 경제성과 함께 동적설계 측면에서의 검토도 필요하다. 이 연구에서는 고정식 기초를 해상풍력터빈의 기초로 적용하는 경우 전체 구조물의 고유주파수에 미치는 하중 및 지반 물성치의 불확실성의 영향을 정량적으로 검토하였다. 연구결과, 모노파일의 고유주파수의 변동이 가장 심한 것을 알 수 있었고, 따라서 모노파일 기초를 설계에 반영하는 경우에는 지반 물성치의 불확실성을 최소화시키는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.11-11
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• 2017

지속적인 고령화 추세에 따라 여성과 고령층의 노동력이 차지하는 비율이 높아지고 있어, 사용하기 편리한 소형농기계의 요구가 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서 사용한 소형 관리기는 정식 작업 전 경운, 정지 등 다양한 작업이 가능한 농기계이다. 본 연구에서는 소형 관리기에 토크 측정 시스템을 구성하였으며, 작업 중 가장 큰 부하를 받는 구굴 작업 부하를 측정하였다. 또한, 작업 시 가장 직접적으로 영향을 받는 PTO (Power Take Off) 기어의 부하 용량(load capacity)을 기어 해석 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. PTO 기어의 부하 용량은 안전율, 피로수명을 대상으로 평가하였다. 측정된 부하 데이터는 변동 하중이므로, 부하 크기와 빈도수의 규칙적인 신호로 단순화하기 위하여 레인플로우 카운팅 방법을 사용하였으며, SWT (Smith-Watson-Topper) 방법을 이용하여 공칭 토크를 계산하였다. PTO 기어의 안전율은 ISO 6336, 피로 수명은 마이너 법칙(Miner rule)을 이용하여 계산하였다. PTO의 변속 단수 총 2단이며, 5개의 스퍼 기어로 구성되어 있다. 시뮬레이션 결과, 소형 관리기의 주행 속도 또는 PTO의 회전속도 증가에 따라 PTO에서 발생하는 평균 부하가 크게 나타났다. 또한 주행 단수 및 PTO 기어 단수가 증가할수록 기어의 안전율과 피로 수명이 감소하였으며, 특히 PTO 기어의 안전율은 접촉 응력에서의 안전율보다 굽힘 응력에서의 안전율이 급격하게 감소하였다. 소형 관리기의 PTO 수명은 주행 단수 2단, PTO 단수 2단 일 때 가장 적게 나타났다. 따라서 소형 관리기의 주행 속도와 PTO 회전 속도를 저속으로 작업하는 것이 PTO 기어의 수명에 더 유리할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1989-1993
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• 2009

댐의 조절방류가 하류 하천생태에 미는 영향은 매우 복잡하다. 하류생물상에 미치는 영향은 댐에서의 거리, 유황의 변화크기에 따라 달라진다. 흐르는 물에 서식하는 물고기는 좋아하는 수심, 유속 및 하상재질 등을 이용하여 살아간다. 다만 생물상은 주변환경에 적응하거나 변화하는 능력이 있어 댐의 조절방류에 의한 수생태계 변화구조를 명확히 해석하기는 불가능하다(Power et al., 1988). 댐에 의한 일정방류는 생물다양성을 감소시키며, 보다 변동성이 큰 방류하천은 하천, 연안 및 생물상 변화 유도에 긍정적인 것은 사실이다. 또한 큰 규모의 홍수파는 하천지형의 동적활동을 촉진시키며, 이는 하천을 터전으로 서식하는 동물상을 위한 생태학적 여건을 개선시켜 주게 된다. 이는 주변 식생의 생태적 조건 변화에 도움을 주기 때문에 적어도 1년에 2번 정도의 홍수파방류는 하천주변 서식처의 다양성 변화에 필요한 것으로 보고되고 있다(Kondolf and Wilcock, 1996). 최근들어 댐 하류하천의 생태복원을 위해 연속적인 홍수파 방류의 중요성이 강조되고 있는데(Stanford et al, 1996) 자연하도에서 댐과 같은 구조물에 의한 유량조절은 하중도나 사주 등을 발달시키고 사주에서는 두꺼운 식생층이 형성될 뿐만아니라 수목군의 현저한 출현을 보여준다. 이렇게 사주나 식생이 고착됨에 따라 이의 저항을 피해가는 수로가 형성되고 저수로 구간외에서는 식생의 발달이 더욱 왕성해져 그 면적이 확대되고 있다. 결국 사주와 사주가 식생으로 연결되고 여기에 수목이 자라면서 웬만한 홍수에도 파괴되지 않는 거대한 식생대가 출현하게 되는데 우리나라에서도 많은 하천에서 볼 수 있는 현상이다. 또한 댐에 의한 퇴사의 차단은 하천지형의 불균형을 초래하고 식생의 발달과 함께 저수도부는 좁아지고 세굴에 의해 깊어지는 현상을 보인다. 이와같은 현상들은 수문특성의 변화에 의하여 결국 댐의 조절방류에 의한 수문 변화는 하천지형의 변화를 유발하고 하천지형의 변화는 하천환경에 변화를 미치게 된다. 본 연구에서는 실제적으로 댐이 건설된 지역에서 조사된 몇몇의 자료를 분석하여 댐건설후에 나타나는 부정적 영향을 최소화하기 위한 바람직한 댐운영방안을 제시하고자 한다.