• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.315-318
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• 2011

본 논문에서는 구조물 연결부의 실시간 손상 검색을 통해 이상이 감지되었을 경우 자가치유까지 가능한 지능형 볼트접합부 시스템에 관한 실험적 연구결과가 제시되었다. 지능형 센서인 PZT센서의 전기-역학적 커플링 특성을 이용한 전기역학적 임피던스 기반의 구조물 건전성 평가 방법이 사용되었다. 전기역학적 임피던스의 측정을 통한 계측값을 베이스라인 값과 비교하는 손상 평가를 통해 구조물 볼트접합부의 볼트풀림 손상을 진단하고, 손상은 손상지수 RMSD를 통하여 정량화되었다. 볼트접합부의 손상이 감지되었을 경우 형상기억합금(SMA) 와셔에 부착되어있는 히팅 필름에 전원을 가함으로써 형상기억합금에 열을 가하고, 가열된 형상기억합금 와셔는 축방향으로 팽창을 함으로써 잃었던 볼트의 토크력을 회복시켜주었다. 실험 결과, 제안된 전기역학적 임피던스 기반의 구조물 건전성 평가기법과 형상기억합금 와셔 기반의 볼트접합부 자가치유 시스템의 성능 평가와 검증이 이루어졌다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.28 no.4
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• pp.620-631
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• 2022

This paper shows the numerical prediction of the change in oil outflow rate according to the orifice shape of a damaged ship by using the computational fluid dynamics (CFD) analysis method. It also provides discharge coefficients for various orifice shapes to be used in theoretical prediction approaches. The oil outflow from the model ship was analyzed using a multiphase flow method under the condition that the Froude and Reynolds number similitudes were satisfied. The present numerical results were verified by comparing them with the available experimental data. Along with the aspect ratio of the orifice and the wall thickness of the cargo tank, the effects of the orifice shapes defined by mathematical figures on the oil outflow were investigated. To consider more realistic situations, the investigation of the ef ect of the crushed iron plate around the damaged part was also included. The numerical results confirmed the change in oil outflow time for various shapes of the damaged part of the oil tank, and discharge coefficients that quantify the viscous effects of those orifice shapes were extracted. To verify the predicted discharge coefficients, they were applied to an oil spill estimation equation. As a result, a good agreement between the CFD and theoretical results was obtained.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.5
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• pp.629-636
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• 2011

This paper describes the smart structural system that uses smart materials for real-time monitoring and active control of bolted joints in steel structures. The impedance-based structural health monitoring (SHM) techniques, which utilize the electro-mechanical coupling property of piezoelectric materials, was used to detect loose bolts in bolted joints. By monitoring the measured electrical impedance and comparing it with the measured baseline, a bolt loosening damage was detected. The damage was evaluated quantitatively using the damage metrics in conductance signature with respect to the healthy states. When loosening damage was detected in the bolted joint, the external heater actuated the shape memory alloy (SMA) washer. Then the heated SMA washer expanded axially and adjusted the bolt tension to restore the lost torque. An experiment was conducted by integrating the piezoelectric-material-based SHM function and the SMA-based active control function on a bolted joint, after which the performance of thesmart self-healing joint system was investigated.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.22 no.1
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• pp.107-114
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• 2018

In this study, the damage detection method is proposed for the rotational stiffness of connections in steel moment frames by using artificial neural network(ANN). The flexural moment of columns, natural frequencies, modeshapes are used for the input layer in ANN while the damage index, that signify the damage level, is used for the output layer in ANN. The 5-story steel moment frame as an example structure is used to generate the train and test data. Total number of damage scenarios considered is 829. From the results of application, it is shown that the proposed method can accurately estimate the location and level of damages.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.10 no.6 s.52
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• pp.57-65
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• 2006

This paper presents hybrid structural damage monitoring system which performs both global damage assessment of structure and damage detection of local structural joints. Hybrid damage monitoring system is composed of vibration-based technique and electro/mechanic impedance technique. Vibration-based technique detects global characteristic change ot structure using modal characteristic change of structure, and electro/mechanical impedance technique detects damage existence of local structural joints using impedance change of PZT sensor. For the verification of the proposed hybrid monitoring system, a series of damage scenarios are designed to loosened bolts situations of the structural joints, and acceleration response and impedance response signatures are measured. The proposed hybrid monitoring system is implemented to monitor global damage-state and local damages in structural joints.

• Journal of Welding and Joining
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• v.4 no.1
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• pp.16-31
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• 1986

스테인레스강의 주요성능은 내식성이기 때문에 부식성의 환경에서 사용되는 일이 많다. 이 때문 에 스테인레스 강제강치에서는 부식에 관계되는 사고가 대단히 많다. 그림1(a)은 일본화학공학협 회가 1987년부터 1982년사이에 화학장치에 발생한 615건의 손상을 종류별로 분류한 것이다. 전면 부식, 공식, 동력부식균열등의 습성환경에서의 전기화학적 부식이 전체의 54%나 점하고 있 다. 이들 손상에 재료별로 보면 그림1(b)와 같이 스테인레스강이 차지하는 비율이 총 1/4에 달하 고 있다. 또한, 별도조사결과에 의하면 각종손상이 용접이음부에서 약 50% 발생하고 있어, 용접 이음부가 부식성환경에서 사용되는 경우에는 이를 부식현상과 그 방지대책을 세우지 않으면 안된다. 용접부에서 이들 부식현상이 발생하기 쉬운 것은 다음과 같은 요인으로 생각된다. (1) 용접내부는 모재와는 다른 금속조직을 가진다. (2) 용접잔류응력이 존재한다. (3) 용접결함이나 이음형식에 의한 형상불연속 놋치화하여 응력집중을 가져온다. 또한 이들이 표 면에 개구한 극간부식을 가질때에는 극간부식의 요인이 된다. 본고에서는 이들 부식현상중 가장 중요한 오-스테이나트계스테인레스강 용접부에서의 응력부식균열 현상에 대하여 설명한다.

• Composites Research
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• v.20 no.3
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• pp.37-42
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• 2007

Tensile residual stress is occurred by difference of coefficients of thermal expansion between fiber and matrix is one of the serious problems in metal matrix composite(MMC). TiNi alloy fiber was used to solve the problem of the tensile residual stress as the reinforced material. TiNi alloy fiber improves the tensile strength of composite with occurring of compressive residual stress in the matrix by its shape memory effect. A hot press method was used to create the optimal fabrication condition for a Shape Memory Alloy(SMA) composite. The bonding effect of the matrix and the reinforcement within the SMA composite by the hot press method was strengthened by cold rolling. In addition, acoustic emission technique was used to quantify the microscopic damage behavior of cold rolled TiNi/A16061 shape memory alloy composite at low temperature. The damage degree for the specimen that underwent thermal shock cycles was also discussed.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.11 no.4 s.41
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• pp.351-362
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• 1999

Damage detection methods which utilize the change in dynamic characteristics are very hard to apply to large civil structures since local damage hardly affects global dynamic characteristics. But, if there is a very important and critical member and we focus only on the local behavior of it, it would be possible to detect damage from the change in local dynamic characteristics, such as natural frequencies and mode shapes .In this study, the cable anchorage part of a cable-stayed bridge under construction is modeled and analyzed by commercial finite element program, ABAQUS. It has both welding and bolting connections with a cable and a stiffening plate, and has a possible high stress concentration portions in it. Several damage scenarios such as crack through the welding or crack through the bolting connection are examined. The result shows that the local natural frequencies of the damaged member decrease up to 16% compared with that of the undamaged member. It is concluded that there is quite a high feasibility that the damage of the cable anchorage can be detected by measuring local dynamic characteristics.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2000.06a
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• pp.215-222
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• 2000

반복하중을 받는 대부분의 토목구조물은 정적하중보다 훨씬 낮은 하중에서 파괴가 발생하는 경우가 있는데 이러한 현상을 피로라고 하며, 특히 강교량을 구성하는 부재중에서 2차 부재에 해당되는 덮개판, 수평보강재, 수직보강재, 거셋트 등의 용접부에서는 여러 원인으로 인해서 피로손상이 발생하게 되어 결국에는 구조물의 성능에 크게 영향을 미치게 된다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.128-128
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• 2017

현재 식물공장에서 사용되고 있는 이식장치는 핀을 이용하여 육묘트레이 위에서 플러그묘를 뽑아 육묘트레이 또는 포트로 옮겨 심는 방식을 채택하고 있다. 이러한 이식 방식은 셀과 셀 사이에 있는 다른 묘의 잎을 파지함으로써 묘를 2개 이상 취출하는 현상이라든지 핀에 의한 잎 손상 등이 우려되고 있어 이에 대한 개선책이 필요하다. 본 연구는 플러그묘의 이식작업 시 잎 손상을 줄이면서 기계 적응성을 향상시킬 수 있는 이식시스템을 개발하기 위해 진공흡인을 이용한 이식 메커니즘에 대해 검토하였다. 플러그묘 이식시스템은 육묘트레이 셀을 X-Y로 옮기는 묘 이송부, 육묘트레이의 셀 하단으로부터 진공을 발생시켜 묘를 떨어뜨리는 진공 흡인부, 낙하되는 묘를 감지하는 센서와 블로워 및 공압 실린더로 구성된 진공 발생부, 혈공된 포트를 진공 발생부의 유도관으로 옮기는 포트 이송부 등으로 설계 제작하였다. 이식 메커니즘은 육묘트레이 하단부로부터 플러그묘를 1개씩 진공흡인하는 방식을 채택하였고, 이를 위해 상하 모두 개방된 72공 육묘트레이($L538{\times}W280{\times}H45mm$)를 윗부분(Ø35mm) 보다 아랫부분(Ø37mm)의 셀이 넓은 형상으로 PP재질의 육묘트레이를 사출금형 제작하였다. 묘 이송부에 장착된 플러그묘는 X축 방향(12개 셀)으로 이식작업이 이루어지고, Y축(6개 셀)으로 이동된 후 다시 동일한 방향으로 연속 작업이 가능하도록 제어프로그램을 구성하였다. 이식 원리는 진공 흡인부에 플러그묘가 이송되면 진공 발생부의 흡착패드가 위로 전진하여 진공을 발생시켜 묘를 흡인하고, 유도관 내에 부착된 광화이버센서에 의해 묘를 감지하여 블로워와 공압실린더를 제어함으로써 이식 공정이 끝나게 된다. 로메인상추의 플러그묘를 대상으로 진공흡인 시험을 실시한 결과 묘 손상없이 이식작업이 가능한 것으로 확인되었다.