• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.77-84
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• 2021

이 연구에서는 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일에 대한 휨실험을 수행하였으며, 실험의 주요 변수는 길이 방향 철근비와 PHC 파일 중공 내부 표면에 형성된 슬러지 유무로 설정하였다. 총 6개의 PHC 파일 실험체를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드, 균열패턴, 단면내 길이방향 변형률 분포, PHC 파일과 속채움 콘크리트 사이에 발생된 단부 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 실험결과, 길이방향 철근비가 증가할수록 휨 강성 및 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, PHC 파일 내부 표면에 형성된 슬러지는 실험체의 휨성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험적 연구와 더불어 이 연구에서는 변형률 적합조건, PHC 파일과 속채움 콘크리트 단면내 변형률 및 응력 분포를 고려한 비선형 휨해석 모델을 제안하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교하여 제안모델의 합리성을 검증하였다. 그 결과, 제안모델은 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨거동을 매우 우수한 정확도로 평가하는 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제18권2호
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• pp.20-29
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• 2005

수지의 유리 전이화 온도$(170^{\circ}C)$ 이상에서 복합재 연소관의 굽힘 변형 및 강도를 평가하기 위해 재료의 비선형성과 연속 파손 모드가 고려된 유한요소해석모델이 제시되었고, 해석 모델의 타당성 입증을 위해 연소관과 동일 제작 공법과 적층을 가진 굽힘 시험편을 이용한 4점 굽힘 강도 시험이 수행되었다. 또한 비교해석을 위해 고온에서 복합재 재료물성 시험이 수행되었다. 수지의 유리 전이화 온도 이상에서 수지 관련 재료 물성이 현저하게 저하됨에 따라, $200^{\circ}C$에서 굽힘 시험편의 굽힘 강성은 상온 기준으로 약 $70\%$, 굽힙 강도는 약 $80\%$의 저하율을 나타내었다. 파손 모드가 수지의 유리 전이화 온도 이하에서 바닥 면의 $90^{\circ}$층수지 균열로 시작하여 시편 중앙의 층간 분리로 이어지는 연속 파손모드였으나, 유리천이온도 이상에서는 시편 표면층의 섬유 압축 파손으로 변화되었다 해석을 통해 연속 파손 모드가 잘 구현되었고, 예측한 굽힘 강도와 강성이 시험 견과와 좋은 일치를 보였다

• 감성과학
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• 제13권2호
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• pp.391-402
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• 2010

전기방사한 나노섬유 웹은 가는 섬유직경과 수많은 미세공극 구조로 인해 우수한 투습성 및 차단 성능을 나타내며, 초박막 초경량의 특성을 갖는다. 이러한 특성 때문에 새로운 투습방수 소재로서 전기방사한 나노섬유 웹을 이용하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 본 연구에서는 나노섬유 웹 처리소재의 역학적 특성을 측정하고 이를 기존 투습방수 소재와 비교함으로써 기능적 성능과 더불어 감성적 성능을 만족시키는 새로운 투습방수 소재 개발을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 실험실 제작(lab-scale) 나노섬유 웹과 대량생산(commercial) 나노섬유 웹을 이용하여 웹 밀도와 기반 직물, 적층 구조, 라미네이팅 여부 등에 차이를 두어 다양한 전기방사 나노섬유 웹 처리소재를 제작하였다. 이들 시료에 대해 KES-FB system을 이용하여 역학적 특성을 평가하고, 이를 기존 투습방수 소재인 고밀도 직물, PTFE 라미네이팅 직물, PU 코팅 직물의 역학적 특성치와 비교하였다. 연구 결과, 실험실에서 제작한 나노섬유 웹 처리소재는 부피감이 있으면서 유연하였고, 대량생산된 나노섬유 웹을 라미네이팅한 소재는 신장 변형이 적은, 치밀한 구조의 소재인 것으로 나타났다. 또한 고밀도 직물과 실험실 제작 나노섬유 웹 처리소재는 낮은 인장선형성과 굽힘강성, 전단강성으로 유사한 거동을 나타내어, 기존 PU 코팅이나 PTFE 라미네이팅 직물에 비해 뻣뻣함이 덜하면서 유연하고 부드러운 태를 가지는 것으로 해석되었다. 따라서 전기방사 나노섬유 웹 처리소재가 일정 수준의 방수성을 확보한다면 기능적 성능과 감성적 성능을 모두 충족시키는 새로운 투습방수 소재로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.38-45
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• 2020

아진공 튜브 안을 부상한 상태로 주행하는 캡슐트레인은 공기저항력 및 마찰력을 획기적으로 줄임으로써 초고속 주행이 가능하다. 캡슐트레인에서 부상방식으로 사용되는 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극이 커서 인프라 건설비용이 저렴하고 별도의 부상제어가 필요 없는 장점이 있지만, 부상·안내 공극의 변화가 크고 부상 및 안내력에 댐핑 특성이 작아 주행 안정성 및 승차감을 악화시킬 수 있다. 본 연구에서는 초전도 유도 반발식 부상방식에 기반한 캡슐트레인의 동특성 해석 모델을 구축하고 이를 활용하여 캡슐트레인의 주행 특성을 분석하였다. 먼저 초전도 유도 반발식 부상에 있어서 동특성에 중요한 영향을 미치고 속도 및 공극 변화에 따라 비선형적인 특성을 보이는 부상 및 안내 강성을 도출하였고, 이러한 강성이 반영된 캡슐트레인의 3D 동특성 해석 모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용하여 캡슐트레인의 속도별 주행 특성이 승차감에 미치는 영향과 곡선 주행, 튜브 처짐 및 튜브 연결부 단차 등과 같은 주행 환경이 차량의 동특성 및 주행 안정성에 미치는 영향을 검토하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1326-1331
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• 2006

일반적으로 용접 Root 캡은 여러 가지 용접 결함들 중에 용접 품질을 저하시키는 중요한 요인 중의 하나이다. Gas metal arc welding (GMAW)에서 root 갭은 용접 전류, 아크 전압, 용적률 등과 같은 여러 가지 용접 파라미터들에 영향을 미친다. 그러나 용접 공정의 비선형성 때문에 root 갭과 많은 용접 파라미터들 사이의 관계를 분석하기가 힘들다. 그리고 아크센서를 사용하였을 경우, 감지된 신호에 대한 신호처리가 어렵지만 가격이 저렴하고 자동화하기가 쉬우므로 현재의 산업공정에서 대부분 아크센서가 사용되고 있다. 지금까지 언급된 여러 가지 어려운 문제점과 아크센서의 특정 때문에 본 논문에서는 GMAW에서 root 갭을 검출할 수 있는 적당한 용접 파라미터들을 선정하고, root 캡과 선정된 파라미터들의 관계를 인식할 수 있는 신경회로망을 이용하여 root 갭 검출 시스템을 설계하였다. 또한, 용접 품질의 검사에 용접 비드형상이 중요한 요인이다. 따라서 본 논문에서는 신경회로망으로 용접 파라미터와 용접 비드형상과의 관계를 인식하여, 용접 품질을 추정하고 용접 파라미터들의 효과를 분석할 수 있는 용접 비드 형상의 실시간 모니터링 시스템을 제안하여 여러 실험 데이터들을 기반으로 한 시뮬레이션을 통해 제안된 시스템이 root 갭을 검출하고 또한 용접 비드 형상을 실시간으로 모니터링이 가능함 보여준다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.109-116
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• 2014

압축강도 160MPa과 길이 15.4 m를 가진 초고강도 섬유보강 콘크리트 분절박스 거더의 휨거동 실험을 수행하였다. 초고강도 섬유보강 콘크리트 분절 박스에 연성거동 특성을 보강하기 위한 강섬유와 종방향철근의 조합 효과를 두종류의 강섬유 혼입률로 제작된 초고강도 분절형 박스거더의 휨거동을 비교함으로써 평가하였다. 강섬유 혼입률이 1%이고 전단철근과 상부플랜지와 복부에 종방향철근으로 보강한 초고강도 콘크리트 박스거더 BF2의 거동은 탄성응력대에서 전단철근 없이 강섬유 혼입률 2%인 초고강도 섬유보강 콘크리트 박스거더와 유사한 연성거동을 보여준다. 그러나 비선형응력대에서는 BF1의 강성이 약간 더 크고 안정적인 연성거동 형태를 보여주고 있다. 초고강도 섬유보강 콘크리트 박스거더의 분절면은 휨파괴 시까지 균열이나 슬립이 발생하지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3190-3195
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• 2010

고무재료의 비선형적인 특성으로 인해 고무재질 방진 마운트의 탄성계수와 감쇠계수는 주파수에 따라 달라진다. 따라서 고무재질의 방진 마운트 설계 시 마운트의 동적 특성을 반드시 고려해야만 한다. 특히, 수치해석을 수행하는데 있어 해석결과는 마운트의 동적 강성 고려 여부에 따라 크게 달라진다. 본 논문에서는 한국 해군에서 승인되어 사용되고 있는 특정 표준 마운트에 대해 실험적으로 동적 특성을 정의하였으며, 이러한 동적 특성을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대해 수행한 수치해석 결과와 실험 결과를 비교하였다.

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.16-23
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• 2001

인발 와인딩에 의한 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이 목적의 수행을 위해 새롭게 제작된 와인더를 전통적 인발 시스템에 부탁하여 시편을 제작하였다. 또한 인발-와인딩된 시편을 제작할 수 있는 새로운 공법을 개발하였다. 이 연구를 위해 유한요소 해석 프로그램 POSTII를 확장 개발하였다. 비선형유한요소 수식화에는 2차 피올라-키르히호프 응력 텐서와 그린 변형률 텐서에 기초한 업데이트된 라그란지언 표현법이 사용되었다. 복합재료 중공봉의 유한요소 모델링을 위해 8절점 응축쉘요소를 사용하였다. 파손평가를 위해 모든 유한요소의 각 단층에서의 평균응력을 최대음력 판정법에 대입하였다. 수치해석 예로서 불포화 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동을 초기 하중상태에서 최종 붕괴가지 조사하였다. 파손에 따른 강성저하와 응력제하를 고려한 유한요소해석 결과는 극만 하중과 파손 및 변형에서 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.139-149
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• 2005

소성설계에 있어서 국부좌굴 후의 거동은 매우 중요한 고려사항이며, 최종 붕괴상태에 이르는 거동을 설명한다. 지진과 같은 복잡한 하중에 대하여 구조물의 실질적인 신뢰성을 얻기 위해, 국부좌굴 이후의 구조물의 점진적인 소재의 약화와 강성과 강도의 감소, 에너지 소실능력을 평가하여야 한다. 본 연구에서는, two-surface 모델에 근거하여 반복 불비례 하중에서의 국부좌굴 후 거동을 예측하기 위하여 제시된 stress resultant model을 이용하여, 단순화된 국부좌굴해석모델을 제안하였다. 이 모델을 사용한 해석적 모멘트-곡률관계는 일정한 반복 사이클 내에서 실험결과와 적절히 부합하며, 내진설계에 있어 중요한 선형 분포된 에너지 감소를 제안 모델로부터 예측할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2263-2271
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• 2015

압축력을 받는 얇은 원통형 쉘 구조물은 좌굴에 대한 안정성을 검토해야 한다. 좌굴에 대한 검토 시, 좌굴강도에 민감한 영향을 미치는 초기결함에 대한 중요성은 많은 선행연구에서 언급하였으나 다양한 초기결함의 영향성을 반영 할 수 있는 좌굴강도 연구가 필요하다. Eurocode에서 제시하고 있는 초기결함의 영향성을 반영하는 설계 계수 ${\alpha}$의 경우도 단면의 두께로 결정되는 특정 초기결함만을 포함하고 있어 다양한 초기결함에 대한 좌굴강도를 예측하기 어렵다. 본 논문에서는 초기결함의 영향성을 보기 위해 초기결함의 크기를 변화시켜가며 휨을 받고 있는 원통형 단면의 좌굴강도를 기하 재료비선형 해석을 통해 얻어내었다. FEM해석을 통하여 다양한 초기결함을 반영할 수 있는 수정된 ${\alpha}^{\prime}$을 제안하여 보다 합리적인 원통형 휨 좌굴강도를 계산할 수 있는 방법을 제시하였다.