• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.71-78
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• 2008

철도교량의 경우, 열차하중에 의한 영향으로 교량 단부에서 상향력이 발생하였으며, 이 상향력은 체결장치에 압축력과 인장력을 유발시켰다. 현재까지 이에 대한 안전성을 검토하기 위해 체결장치를 1방향의 스프링 요소로 모사하여 구조해석을 수행해 왔다. 이러한 경우에 스프링 요소의 강성은 압축력을 재하한 실험적 연구에 의하여 산정되었다. 따라서, 상향력은 체결장치에 압축력뿐만 아니라 인장력도 유발시키기 때문에 합리적이고 정확한 구조해석을 수행하기 위해서는 인장력을 재하한 실험적 연구로부터 산정된 병진방향 강성 그리고 회전방향 강성을 함께 고려해야 한다. 본 연구에서는 6가지 실험체에 대하여 탄성과 비탄성 실험을 수행하여 레일 연직방향 병진강성과 레일 강축에 대한 회전강성을 검토하였고, 체결장치의 구조적인 거동을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.179-194
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• 2017

쉴드터널의 세그먼트 라이닝 단면 설계는 일반적으로 빔-스프링 모델을 사용하여 이루어지며, 산정되는 단면력은 모델구성요소인 작용하중, 지반반력계수, 세그먼트 조인트 위치 및 강성 등의 영향을 받는다. 국내 쉴드터널 세그먼트라이닝의 설계는 해외에서 사용되고 있는 구조해석 모델과 이음부 강성을 주로 이용하고 있으며, 기존 설계에서 사용하고 있는 구조해석 모델이나 조인트 강성을 적합여부 검토 없이 관행적으로 사용해오고 있다. 본 연구에서는 쉴드터널 세그먼트 라이닝의 부재력을 산정하기 위해 필요한 지반반력계수, 모델링 방법 등 빔-스프링 모델의 기본 구성요소들에 대한 비교 검토를 통하여 세그먼트 라이닝 설계법을 구성하는 기본 요소들의 적용방법을 제안하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.1-11
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• 2003

최근 국내에서는 국내 여건을 고려한 설계법을 개발함과 동시에 이미 공용중에 있는 도로 포장의 성능향상을 위한 $\ulcorner$한국형 포장 설계법 개발과 성능개선 연구$\lrcorner$가 진행되고 있다. 본 연구에서 개발된 $\ulcorner$하중변환 알고리듬을 적용한 줄눈콘크리트 포장 해석 프로그램$\lrcorner$은 이러한 연구의 세부분야인 콘크리트 포장 설계법 개발분야의 연구 결과로서 기본 프로그램 부분과 하중변환 부분으로 구분되어 구성되며, 기본 프로그램 부분에서는 판/쉘 요소, 스프링 요소 보 요소를 이용하여 줄눈 콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브, 하부층, 다웰바를 모사한다. 하중변환 부분에서는 기존의 연속체 요소에 대한 하중변환 알고리듬을 수정/적용하여 요소망에 제약을 받지 않고 다양한 하중 조건을 해석한다. 또한 프로그램은 하중변환 알고리듬을 적용하여 해석을 수행하는 등분포 하중 이외에, 집중하중. 온도하중, 자중 등을 고려할 수 있는 특징이 있다. 개발된 프로그램의 특성을 분석하기 위한 민감도 분석 결과 하중크기 및 위치와 콘크리트 슬래브의 두께가 포장의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 분석되었으며 이는 Westergaard 계산식, ILLISLAB과 유사한 결과이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.466-472
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• 2013

국내외적으로 도시철도 및 고속철도에서 콘크리트궤도 부설이 증가하고 있는 추세에 있다. 콘크리트궤도에서 필수적으로 사용되고 있는 레일체결장치의 탄성패드는 열차하중에 대한 충격을 완화시켜주는 중요한 역할을 담당하고 있다. 일반적으로 탄성패드의 강성변화를 평가하기 위해서는 단순피로시험[1]이 시행되고 있으나 이는 실제 철도환경조건과는 상이할 수 있다. 본 연구에서는 실제 철도현장에서 통과톤수를 받은 탄성패드에 대한 정적스프링계수를 측정하였다. 또한, 신품 탄성패드에 대해서 단순피로시험과 복합가속열화시험을 수행하였다. 사용한 탄성패드의 강성값은 사용시간과 반복횟수에 따른 시험결과값과 비교되었다. 시험결과의 비교를 통해 사용한 탄성패드의 정적스프링계수 변화경향이 반복하중과 열이 함께 고려된 복합가속열화시험결과와 동일한 경향을 보이는 것을 확인하였다. 또한, 복합가속열화와 관련된 T-NT식을 이용하여 탄성패드의 복합가속열화 모델을 도출하였으며, 약 2.62의 가속계수를 가지는 것을 확인하였다. 최종적으로 본 연구를 통해 폴리우레탄 탄성패드에 대한 복합가속열화 모델식을 제안하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권2호
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• pp.405-410
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• 2021

본 연구에서는 레일체결장치용 방진패드의 사용수명 및 스프링강성을 평가하고자 비선형 재료모델 및 피로하중조건을 적용한 유한요소해석을 수행하였다. 피로해석 결과, 초기조건 대비 스프링강성의 변화율은 약 16%로 나타나 피로경화가 발생된 것으로 분석되었다. 방진패드의 길이방향으로 발생되는 응력은 중앙부와 외곽부(Edge)의 발생응력의 차이가 약 10배 이상 발생되었다. 또한 중앙부 보다 외곽 경계부의 등가응력이 2배 이상 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 따라서 실제 사용조건에서 방진패드의 손상 및 변형 취약부는 방진패드의 모서리부분인 것으로 분석되었다. 피로해석을 통해 산출된 반복횟수에 따른 방진패드의 등가응력을 이용하여 방진패드의 피로수명선도를 도출하였다. 본 연구에서 도출한 방진패드의 피로수명선도를 이용하여 향후 다양한 하중조건에서 방진패드의 등가응력을 산출하여 해당조건에서의 피로수명을 예측하는 데에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권5호
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• pp.75-81
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• 2022

농업의 탄소 중립 및 기후변화 대응을 위해 그동안 내연기관 중심으로 발전해 왔던 농업기계도 온실가스의 배출이 없는 전동 기반의 기술로 전환이 필요하다. 이 연구에서는 농업용 전동 UTV의 진동과 충격을 저감시키고, 차량의 주행안정성과 조종성능을 향상하기 위하여 전동 UTV 서스펜션 설계를 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 차체의 공차 하중과 화물을 적재한 하중 상태로 나누어 수행되었다. UTV의 서스펜션 스프링의 가동 범위는 조건 B가 공차상태에서 가동범위 30% 이내의 수준을 나타내고, 적재 중량을 만재한 상태의 UTV 서스펜션 변위는 264mm→121mm로 작아지고, 댐핑속도는 260mm/s→300mm/s로 가동범위 60% 이내의 수준에 있음을 알 수 있었다. 다목적 농작업용을 위한 전동 UTV의 서스펜션은 주행과 지형 적응뿐 아니라 경운과 같은 견인작업에서 농작업 능력을 유지하기 위해 매우 중요한 요인이다. 이 연구의 결과는 전동 UTV를 다양한 농작업에 이용할 수 있도록 적절한 댐핑 범위를 갖는 스프링 파라메터를 결정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.45-54
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• 2010

말뚝 구조물의 동적 거동을 분석하고 지진파에 대한 공진 안정성을 확보하기 위해서는 고유 진동수를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 간단한 질량 - 스프링 모델을 이용하여 지진 하중을 받는 말뚝 구조물의 고유 진동수를 간편하면서도 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 모색하였다. 고유진동수 산정 결과에 큰 영향을 미치는 지반-말뚝 간 스프링 강성을 지반반력상수와 p-y 곡선 그리고 지반 탄성계수 등을 이용하여 결정하고, 이들을 이용하여 계산한 고유진동수를 1g 진동대 실험에서 계측한 고유진동수와 비교한 결과, 지반반력상수를 이용한 Reese(1974) 방법과 동적 p-y 중추 곡선을 이용한 Yang(2009)의 방법을 이용하여 스프링 강성을 산정하는 것이 가장 우수한 결과를 나타내었는데, 건조토에 위치한 말뚝구조물에서는 5% 이내의 오차를 보였으며, 포화토에 위치한 말뚝 구조물의 경우에는 진동 중에 과잉간극수압의 발생여부에 따라 5%에서 40% 사이의 오차를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3052-3060
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• 2013

기존 구조물에 근접하여 터널을 계획 할 때 상부 토괴하중 및 근접 구조물의 작용하중에 따른 이완영역의 범위를 고려하여 구조물 설치 가능범위 및 터널의 보강패턴을 제시하는 안전영역이 제시되고 있다. 그러나 이 안전영역에 대해서는 기존 구조물과의 이격 거리와 하중 조건 등에 대한 규정이 명확하지 않고 지층조건, 근접 구조물의 위치 및 작용하중 조건 등에 따라 안전영역이 달라질 것이지만 이에 대한 이론적 검증이 없는 실정이다. 본 연구에서는 터널굴착을 파악하기 위해 인한 지반 및 구조물의 거동을 2차원 및 3차원 수치해석을 수행하였으며 근접 구조물의 위치, 지반변형계수의 변화에 따른 터널의 안전영역과의 상관관계 및 적정성을 평가하였다. 안전영역의 범위는 지반변형계수가 높을수록 크게 나타나고 있으며 재평가된 안전영역 다이아그램에서 제약조건 아래 시공 가능영역은 전단파괴선이 스프링라인 하부의 인버트 연장선에서 나타나 안전영역이 상당히 확대되는 것으로 나타나고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.339-346
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• 2012

본 논문에서는 구조물과 능동형 제진장치를 상용 구조해석 프로그램상에서 해석하는데 필요한 등가모델을 제시하였으며, 이를 통해 부재수준의 구조검토가 가능하도록 하기 위한 연구를 진행하였다. 능동형 제진장치를 일반적인 구조해석모델에 반영하기 위하여 가상의 스프링과 대쉬폿을 이용한 등가링크 모델과, 별도의 축소모델 해석결과를 바탕으로 산정된 제어력을 제진장치 설치위치에 하중으로 작용시키는 등가하중 모델을 제시하였다. 수직캔틸레버 모델과 주상복합 건물 모델을 대상으로 능동형 제어기 설계를 위해 모드에 기초한 축소모델을 구축하고, 이를 토대로 산정된 제어이득으로부터 등가모델을 도출하였다. 이들 모델에 대해 얻어진 가속도 및 변위의 RMS 응답과 최대 부재력을 토대로 등가해석모델의 유효성을 검증하였다. 결과적으로 능동형 제진장치의 상용 구조해석 프로그램을 통해 제어대상 구조물의 부재력 수준까지 상세한 구조검토가 가능함을 확인하였으며, 상대적으로 등가링크 모델이 더 우수한 정확도를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.44-50
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• 2017

지상고정장치는 발사체 엔진의 추력이 정상상태에 도달할 때까지 발사체를 발사대에 고정시켜주는 역할을 한다. 본 연구에서는 지상고정장치에 적용되는 구동 유압실린더의 형상 및 운동 특성에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 유압 실린더의 수축 운동은 분리 동작에 가장 중요한 요소로서, 해석 결과 실린더의 slit 면적이 축소되고 초기 충전 압력이 증가될수록 수축 하중이 증가함을 확인하였다. 이를 통해 최적화된 slit 면적과 초기 충전압력을 결정하였다. Transient 해석을 통해 실린더가 수축 시 발생하는 하중, 변위, 내부 압력분포를 확인하였다. 해석 결과 실린더가 발생시키는 하중은 실린더에 작용하는 외력과 동일한 값을 발생시키는 것을 확인하였다. 또한 실린더가 운동하는 중에 실린더 내부의 압력분포는 일정한 것을 확인할 수 있었다.