• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.21-29
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• 2023

본 연구에서는 FCM 공법에서 교각과 캔틸레버 세그먼트의 임시고정을 위하여 주로 적용하고 있는 "내부 프리스트레싱 긴장재에 의한 임시 고정시스템(Stiching System)"에서 강봉의 응력특성을 분석하였다. 본 시스템에서 강봉은 교각과 PSC BOX를 내부에서 연결하여 인장 및 장착하므로 초기 긴장력의 변화 추이를 확인하기 어려웠다. 따라서, 강봉에 부착하여 강봉의 미세 길이변화를 측정할 수 있는 FBG센서를 활용하여 각 세그먼트 완료 전후에 계측 및 분석을 수행하였다. 분석 결과 캔틸레버 세그먼트 완료까지 발생한 강봉의 최대 연직 수축량의 75% ~ 90%가 강봉의 정착 ~ 1세그먼트에서 발생되었고, 이때 도입 긴장력의 최대 손실은 39%로 나타났다. 이와 같은 강봉의 정착 ~ 1세그먼트 완료까지의 긴장력의 과대 손실은 강봉 정착 중 시공의 정밀도 향상과 1세그먼트의 완료 이후 캔틸레버 세그먼트의 전도에 대한 안정성 확보를 위하여 재 긴장이 필요함을 의미한다. 2 ~ 마지막 세그먼트에서는 강봉의 응력이 완만하게 감소하였고 하절기에는 주두부 콘크리트의 연직방향 체적 증가에 상응한 강봉의 길이 증가로 인하여 응력의 감소가 일부 회복되는 경향을 보여 2~마지막 세그먼트에서는 대기 온도에 따른 강봉의 길이변화가 응력변화의 지배적인 요인인 것으로 판단된다. 강봉의 길이변화와 달리 강봉의 릴랙세이션에 의한 응력이완은 1.2 ~ 2.7%로서 매우 작은 비율로 나타났고, 강봉의 온도응력에 상응하는 반대방향 응력(강봉의 상하부 고정, 강봉과 콘크리트의 열팽창계수가 상이한 영향으로 발생)으로 대부분 상쇄되었다. 따라서, 강봉 정착 시기 조절 등 강봉의 내부응력 향상을 위한 방안을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.53-63
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• 2013

PHC파일을 사용한 매입말뚝은 시공 중에 발생하는 소음과 진동을 최소화할 수 있다는 장점 때문에 많은 경우 도심지에 건설되는 건축구조물의 기초로 사용된다. 그러나 매입말뚝의 시공을 위해 굴착공을 천공하는 과정에서 굴착공 저면에 슬라임이 형성되고 그 하부의 지반은 응력이완으로 인해 조밀도가 느슨해져서 매입말뚝은 원지반의 강도에 비해 선단지지력이 작게 발휘된다는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 선단지지력을 증대시키기 위해 PHC파일의 선단에 길이가 짧고 PHC파일과 직경이 동일한 강관을 부착한 새로운 형태의 PHC파일을 개발하였다. 새로운 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 선단지지력 증대 효과를 검증하기 위해 현장 말뚝재하시험을 수행한 결과 새로운 PHC파일은 경타에 의해 파일 선단이 굴착공 저면의 슬라임과 그 하부의 이완된 지지층 영역을 관통해서 강도가 큰 원지반에 관입됨으로써 기존 PHC파일보다 매입말뚝의 선단지지력을 상당히 증대시키는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4C호
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• pp.147-154
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• 2011

현재 NATM 터널의 설계 시 지반하중을 시공중에는 숏크리트, 강지보재 및 록볼트로 구성된 1차지보재가 부담하고, 장기적으로 1차지보재는 기능을 상실하고 2차지보재인 콘크리트라이닝이 부담하는 것으로 간주하는 것이 일반적이다. 그러나, 지반조건이 불량한 경우에 적용되는 강지보재는 숏크리트로 피복되어 있어 부식가능성이 작으므로 장기적으로 기능이 완전히 손실된다는 것은 지나치게 보수적인 개념이다. 숏크리트의 경우에도 장기적으로 열화가 진행되는 것은 사실이지만 하중지지 능력이 완전히 손실된다고 간주하는 것 역시 매우 보수적인 개념이다. 본 연구에서는 이론식 및 수치해석을 통하여 1차지보재가 장기적으로 지지할 수 있다고 판단되는 합리적인 지보압과 허용 이완하중고를 산정하였으며, 산정된 1차지보재의 지보압을 고려하였을 경우 콘크리트라이닝의 단면력 변화에 대하여 분석하였다. 검토 지반조건은 지하철 저토피터널을 대상으로 하였으며 주변 지반조건은 풍화암과 연암인 경우에 대하여 분석하였다. 검토결과 강지보재의 지보압을 고려할 경우 콘크리트라이닝의 경제적인 설계가 가능한 것으로 분석되었다.

• 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.

• 폴리머
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• 제38권4호
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• pp.510-517
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• 2014

이무수물인 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)-diphthalic anhydride(6FDA)에 bis(3-aminophenyl) sulfone(APS), bis[4-(3-aminophenoxy)-phenyl] sulfone(BAPS), 2,2-bis(4-aminophenyl)-hexafluoropropane(6FPD), 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]hexafluoropropane(6FBAPP), 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine(TFDB) 및 1,4-phenylenediamine(PDA) 등 6종류의 디아민 단량체를 이용하여 폴리이미드(PI) 박막을 제조하였다. 이들 박막의 잔류응력 거동은 thin film stress analyzer(TFSA)를 이용하여 전구체의 열적 이미드화에 따라 in-situ로 측정하였으며, 모폴로지 변화를 통해 해석하였다. 박막의 분자 배향성 및 질서도에 따라 잔류응력은 23.1에서 12.5MPa의 값을 보였으며, 사슬이 강직할수록 감소하였다. 열 특성은 시차 주사 열량계(DSC), 열 중량 분석기(TGA) 및 열 기계 분석기(TMA)를 이용하여 측정하였고, 광학 특성은 자외선/가시광선 분광광도계(UV-vis)와 색차계를 이용하였다. 제조된 박막의 특성변화는 그 화학구조와 밀접한 관련이 있으며, 잔류응력과 광학 특성은 트레이드-오프(trade-off)됨을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권1호
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• pp.238-246
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• 1998

Surface residual stresses as well as wall thickness and ovality changes after U-bending process on UNS N06690 row-1 heat exchanger tubes, were estimated. Surface residual stresses were measured by Hole Drilling Method(HDM), calculating the stresses from relieved strains of 3 rosette strain gages. After bending of the tubes, dimensional tolerances for wall thickness and ovality were satisfied with ASTM requirements. Residual stresses at the extrados were introduced with compressive stress(-) by bending operations, and its maximum value reached-319 MPa in axial direction at ${\phi}=0^{\circ}$ in position. Tensile residual stresses(+) of ${\sigma}_zz=45$ MPa,${\sigma}_zz=25$ MPa were introduced in the intrados surface at position of ${\phi}=0^{\circ}$ Maximum tensile residual stress of 170 MPa was detected on the flank side at position of ,${\phi}=95^{\circ}$i.e., at apex region. It appeared that higher stress gradients were generated at the irregular transition regions. In the trend of residual stress changes with U-bend position, the extrados is related with the changes of ovality and the intrados is related with the changes of wall thickness.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.279-289
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• 2000

Residual stress induced in U-bending and tube-to-tubesheet joint processes of PWR's row-1 heat exchanger tube was measured by X-ray method and Hole-Drilling Method(HDM). Compressive residual stresses(-) at the extrados surface were induced in U-bending, and its maximum value reached -319 MPa in axial direction at the position of $\psi$ = $0^{\circ}$. Tensile residual stresses(+) of $\sigma_{zz}$ = 45 MPa and $\sigma_{\theta\theta}$ = 25 MPa were introduced in the intrados surface at the position of $\psi$ = $0^{\circ}$. Maximum tensile residual stress of 170 MPa was measured at the flank side at the position of $\psi$ = $90^{\circ}$, i.e., at apex region. It was observed that higher stress gradient was generated at the irregular transition regions (ITR). The trend of residual stress induced by U bending process of the tubes was found to be related with the change of ovality. The residual stress induced by the explosive joint method was found to be lower than that by the mechanical roll method. The gradient of residual stress along the expanded tube was highest at the transition region (TR), and the residual stress in circumferential direction was found to be higher than the residual stress in axial direction.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1025-1032
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• 2012

플래시 램프 열처리(Flash lamp annealing, FLA) 공정은 저온폴리실리콘의 생산을 위한 기술로써 대면적 기판용 실리콘 결정화 기술로 기대 받고 있는 기술이다. 본 연구에서는 FLA 공정 중 기판에 발생하는 변형의 원인에 대하여 이론적인 해석과 이를 토대로 시뮬레이션을 수행하였다. 상용 FEM 해석프로그램에 고온에서의 유리의 점성에 대한 모델을 적용하여, 고온에서 유리의 구조적인 수축과 응력이완으로 인한 영구변형을 수치적으로 재현하였다. 0 세대 실험시편($2cm{\times}2cm$)의 경우 중력의 영향이 미미하여서, 실험 결과와 일치하는 'U'모양의 변형이 남는 것을 확인하였고, 4 세대 기판($74cm{\times}94cm$)의 경우 중력으로 인하여 'M'모양의 변형이 발생하는 것을 시뮬레이션하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제15권3호
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• pp.207-218
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• 1990

Grains display characteristics of both elastic bodies and viscous fluids when they are subjected to mechanical treatments in harvesting, handling, and processing. This viscoelastic behavior of grains when mechanically stressed must be fully understood to establish maximum machine efficiency and have a minimum degree of grain damage and the highest quality of the final product. The studies were conducted to examine the effect of the moisture content, the loading rate and the initial deformation on the stress relaxation behavior of whole kernel of rough rice, and develop the rheological model to represent its stress relaxation behavior. The following results were obtained from the study. 1. Moisture content had the greatest influence on the initial portion of the relaxation curve. With elapsing time the lower moisture content resulted in the lower residual stress for the Japonica-type rough rice and vice versa for the Indica-type rough rice. But within the ranges of moisture content tested, the degree of stress relaxation per unit strain on the Indica-type rough rice was a little higher than those on the Japonica-type rough rice. 2. The slower loading rate resulted in less initial stress. The decreasing trend of residual stress for all the samples tested with increasing loading rate was shown. 3. The higher initial deformation for all the samples resulted in less initial stress. The increasing of amount of stress relaxation per unit strain with increase of initial stress indicated that viscoelastic properties of rough rice depended not only upon duration of load applied but also initial stress applied. This means that rough rice is nonlinear viscoelastic material. 4. The compression stress relaxation properties of rough rice kernel can be described by a generalized Maxwell model representing by the Maxwell elements.