• 대한토목학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.219-225
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• 2019

겨울철 발생하는 아스팔트 혼합물의 저온균열의 정량적 분석 및 평가를 위해서는 해당 아스팔트 혼합물의 저온응력이 반드시 계산되어야 하며, 이는 현재 대한민국, 미국 북부 및 캐나다 지역에서 포장 유지관리, 설계에 있어서 매우 중요한 사항 중 하나이다. 일반적으로 아스팔트 혼합물의 저온응력은 크리프 시험과 시간중첩이론을 바탕으로 계산되며 전통적으로 두 수학적 단계를 통해 계산된다. 우선 수학적, 수치적 변환과정(홉킨스-해밍 알고리즘)을 통해 크리프-강성응력에서 이완응력이 계산된다. 다음으로 이완응력 지배곡선을 구현한 후 회선적분의 수치해석적 접근을 통해 아스팔트 혼합물의 저온응력이 최종적으로 계산된다. 상기의 과정은 복잡하며, 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이번 논문에서는 보다 간편한 라플라스 변환을 통해 해당 아스팔트 혼합물의 저온응력을 계산하였으며, 이의 결과를 전통적 계산 기법과 비교, 분석하였다. 결론적으로 새로이 제안된 라플라스 변환 기법은 보다 아스팔트 혼합물의 저온응력을 효과적, 효율적으로 계산할 수 있음이 발견되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권2호
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• pp.81-88
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• 1997

The residual stresses produced by a circumferential weld between axisymmetric cylinders are one of the most important problems concerning buckling strength, fatigue strength, stress corrosion cracking in shell structures, and arc quite different from those due to a butt weld between flat plates. This paper presents experimental studies on weld cylinder models of various heat inputs and thin cylinder diameters by blind hole drilling method. As a result, it is certified that weld residual stress (axial stress and hoop stress) is larger, as heat input and shell cylinder diameter are larger, and that experimental results show good agreement with the result of preceding researchers.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.125-130
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• 2008

레이저 용접부의 국소 잔류응력을 측정하기 위한 비파괴 기법으로 구형압입시험이 제안되었다. 용접상태 절단휠의 구형압입시험으로 얻어진 겉보기 항복강도와 절단횔 용접부에 대한 응력완화 열처리 이후 동등한 위치에서 구한 고유 항복강도를 정량적으로 비교하였다. 고유항복강도가 탄성한도 내의 잔류응력에 의해서 변화하지 않는다고 고려하면 용융선으로부터 거리에 따른 두 항복강도의 차이가 용접잔류응력의 분포로 나타난다. 레이저 용접된 다이아몬드 절단휠의 구형압입시험으로부터 약 10 mm 폭에 걸친 잔류응력의 분포를 확인하였으며, 잔류응력은 쌩크와 절단팁 내에서 각각 최대 압축 및 인장 잔류응력치를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.77-91
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• 2003

연속체 해석을 위한 암반거동 모델로서 널리 이용되고 있는 Hoek-Brown 파괴기준은 1980년도에 발표된 이후 수차례의 수정 보완을 거쳐 1994년에 발표된 Generalized Hoek-Brown 파괴기준식을 토대로 현재 암반을 대상으로 한 지반구조물 해석에 많이 적용되고 있다. 그러나 지반구조물 수치해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 적용은 일반적으로 등가의 Mohr-Coulomb 전단강도정수를 산정하여 간접적으로 이용하게 되는데, 이때 등가의 암반 전단강도정수를 암반내 주응력 분포와 상관없이 일정 상수로 적용함으로서 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려하지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 암반사면의 안정성 평가를 위한 연속체 해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려할 수 있는 해석기법을 검토하고, 수치해석기법에 의한 사면안정검토에 주로 이용되고 있는 강도감소법을 이용하여 암반사면의 안정성을 정량적으로 평가하고자 하였다. 특히 최근에 발표된 수정 Hoek-Brown 파괴기준을 토대로 수정된 등가 Mohr-Coulomb 강도정수 산정법과 사면굴착시 발파 및 응력이완에 의한 암반 교란/손상을 고려한 암반교란상수(Disturbance Factor) D을 이용하여 안정해석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.653-660
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• 2007

강바닥판 포장에 사용될 수 있는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 $240^{\circ}C$에서 $260^{\circ}C$의 고온 상태에서 시공되기 때문에 강바닥판에 예상하지 못한 열응력 및 열변형을 발생시킬 수 있다. 따라서 구스아스팔트의 타설 중에 강바닥판에 미치는 열영향을 시공조건을 고려하여 사전에 평가하고 그 영향의 최소화를 위해서는 열전달 및 열응력 수치해석을 실시하여야 하지만 구조해석에서 주로 사용되는 평판/보요소의 특성상 3차원 구조해석 모델에서 구현하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 열영향해석을 위하여 일반적인 구조해석모델에 직접 적용할 수 있는 등가열원(EHS) 산정방법을 제안하였다. 강바닥판 교량의 구스아스팔트에 의한 열영향을 정확히 평가하기 위하여 (1) 기존의 실험결과를 이용하여 열전달해석에 필요한 물리량을 검증하고, (2) 정밀해석을 통해 3차원 교량모델에 적합한 등가열원을 산정하였으며, (3) 이를 해석모델에 적용하여 산정한 등가열원에 의한 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 등가열원은 실제 강교량의 3차원 열전달 및 열응력 해석에 즉각 활용될 수 있으며, 등가열원산정기법은 용접잔류응력해석, 교량의 화재 해석 등 열영향을 받는 다른 공학적 해석에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.206-219
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• 2011

포장 설계기준에서 중요한 요인은 응력과 변형률 분포도이다. 합리적인 응력과 변형률 분포도를 달성하기 위한 차량타이어의 접촉면적과 공기압은 매우중요하다. 본 연구에서는 이동하중 하에서 연성포장의 점탄성 특성에 관한 내용을 다루고 있으며 현장 측정시험을 통하여 실제 도로의 종횡변형률을 수치해석 결과와 비교분석 하였다. 포장거동에 대한 차량이동하중의 영향을 적절히 모사하기 위하여 단계하중을 이용한 3차원 유한요소 해석이 수행되었다. 점탄성 해석을 위하여 아스팔트 혼합물의 이완계수, E(t), 가 실험실에서 제작된 시료의 실험으로부터 측정되었다. 현장조사 결과에 의하면, 종횡변형률은 서로 상이한 값을 보였으며 전반적으로 변형률의 크기는 차량의 속도가 증가함에 따라 감소함을 보였다. 전반적으로 횡방향 변형률은 종방향 변형률에 비하여 작은값을 보였으며 그 차이는 횡방향에서 더욱 두드러진 경향을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.799-807
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• 2010

폴리머 첨가제에 의한 항력감소 난류 채널 유동에 대한 직접수치모사를 스펙트럴 기법을 통해 수치적으로 해석하였다. 마찰속도 및 채널 높이의 절반으로 무차원화한 레이놀즈수는 395 이며, 폴리머 첨가제에 의해 발생하는 폴리머 응력은 FENE-P 모델을 통해 고려하였다. 폴리머 분자의 이완 시간 및 최대 연신 한계와 같은 FENE-P 모델 인자는 항력감소율에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 항력감소율이 낮은 유동과 높은 유동에 대해 항력감소에 따른 난류 통계량의 변화를 조사하였다. 또한, 동일한 항력감소율을 갖는 유동에 대해, 서로 다른 FENE-P 모델 인자가 난류 통계량의 변화에 미치는 영향도 조사하였다. 최종적으로, Li 등(2006) 이 제시한 유변학 인자들과 항력감소율과의 상관관계식을 본 수치해석 결과를 통해 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.391-399
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• 2008

강바닥판 포장에 사용되는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 $240^{\circ}C$이상의 고온 상태에서 포설되기 때문에 시공중인 교량에 예상하지 못한 높은 온도와 이에 따른 열변형 및 열응력을 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 고온의 아스팔트 시공이 강바닥판에 미치는 열영향을 평가하고 이를 최소화하는 최적 포장공정을 찾기 위한 수치해석기법으로 등가열원을 이용한 열응력해석 기법을 제시하였다. 등가열원은 포장체 포설시의 열영향을 강상판 내부에서 발생하는 등가의 가상열원이다. 이를 이용하여 일반적인 구조해석 프로그램에서 구현하기 어려운 포장체의 포설에 의한 열전도, 열대류 등을 쉽게 모사할 수 있다. 포장 시공중 지점의 들림을 고려한 강상판 해석 및 다양한 포설 공정을 적용한 곡선교량해석을 통하여 등가열원방법의 적용성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.21-34
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• 2014

본 연구는 터널 열화 특성과 이와 관련된 각종 문헌 및 사례조사를 통하여 비교 분석하고 정량적인 해석을 위한 영향인자를 도출하여 입력변수를 결정하고 국내 고속철도 터널의 대표단면(풍화암)에 대하여 수치해석을 실시하였다. 해석 결과는 공용 후 30년 경과 시 열화로 인하여 천단침하량은 7.0%, 지표침하량은 30.2%이 증가하고 내공변위는 9.0mm가 수축 한 이후 점차 수렴되는 경향을 보였다. 또한 이완하중고는 공사 완료 후 50년 경과 시 터널고의 2.55배까지 증가하여 극한상태에서의 Terzaghi의 제안값 보다 상당히 큰 값을 나타내었으며, 이러한 소성영역의 확장으로 인하여 터널 라이닝에 3.20~3.66MPa의 축응력이 추가로 작용하게 되는 경향을 확인하였다. 따라서 이로부터 설계에 반영할 수 있는 정량적인 예측기법을 제안하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권1호
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• pp.123-136
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• 2018

본 연구의 목적은 고준위폐기물 처분기술 개발과 관련하여 현장실증 연구를 위해 사용될 공학규모 이상의 균질 완충재 블록을 제작하기 위한 새로운 방법론을 제시하는 것이다. 이와 관련하여 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 재하 및 냉간등방압프레스(CIP; Cold Isostatic Press) 기법을 국내 최초로 완충재 제작에 적용하였다. 또한 소요 밀도기준을 충족하는 완충재 블록을 생산하기 위한 최적의 제작조건(프레스 및 CIP의 소요 압력)과 현장 적용성을 분석하였다. 상기 기법의 적용을 통해 완충재 블록 내 밀도분포 편차가 현저히 감소하였으며, 이와 동시에 평균 건조밀도가 소폭 상승하고 약 5%의 크기가 감소하였다. 또한 CIP 적용을 통해 응력이완(stress release) 현상이 감소하고, 이로 인해 시간 경과에 따른 표면균열 발생이 현저히 저감됨을 시험제작을 통해 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론은 공학규모 이상의 균질한 완충재 블럭을 성형할 수 있으며, 또한 이는 선진핵주기 고준위폐기물처분시스템(AKRS; Advanced Korea Reference Disposal System of HLW)의 완충재 소요 밀도기준을 충족하는 것으로 분석되었다.