• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.305-314
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 강판, 콘크리트 및 2가지의 이질 재료를 결합시키는 전단 연결재로 구성되어 있다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 연결재를 감소시키고, 작업성을 향상시키기 위해 SPC(Steel Plate Concrete Composite Beam) 보라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성보를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 또한, 건설 현장에서 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착된다. 변위 제어 모드에서 2점 가력 실험을 수행하였고, 시편의 휨강도를 계산하기 위해 소성 응력 분포법과 변형률 적합법을 사용하였다. 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보 강도의 76 %의 값이 나왔다. Cap은 스터드와 부속 철물의 역할을 수행한다. 또한, Cap의 간격 제어를 통해 합성율의 증가가 가능하고, SPC 합성보의 합성율을 고려할 경우 변형률 적합법을 통해 SPC 합성보의 휨 성능 평가가 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권2호
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• pp.213-213
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• 2000

This study was performed to investigate types and formation mechanism of cracks in two Al alloy welds, A5083 and A7NO1 spot-welded by pulse Nd: YAG laser, using SEM, EPMA and Micro-XRD. In the weld zone, three types of crack were observed: center line crack($C_{C}$), diagonal crack($C_{D}$), and U shape crack($C_{U}$). Also, HAZ crack($C_{H}$), was observed in the HAZ region, furthermore, mixing crack($C_{M}$), consisting of diagonal crack and HAZ crack was observed.White film was formed at the hot crack region in the fractured surface after it was immersed to 10%NaOH water. In the case of A5083 alloy, white films in C crack and $C_D crack region were composed of low melting phases, Fe₂Si$Al_8$ and eutectic phases, Mg₂Al₃ and Mg₂Si. Such films observed near HAZ crack were also consist of eutectic Mg₂Al₃. In the case of A7N01 alloy, eutectic phases of CuAl₂, $Mg_{32}$ (Al,Zn) ₃, MgZn₂, Al₂CuMg and Mg₂Si were observed in the whitely etched films near $C_{C}$ crack and $C_{D}$ crack regions. The formation of liquid films was due to the segregation of Mg, Si, Fe in the case of A5083 alloy and Zn, Mg, Cu, Si in the case of A7N01 aooly, respectively.The $C_{D}$ and $C_{C}$ cracks were regarded as a result of the occurrence of tensile strain during the welding process. The formation of $C_{M}$ crack is likely to be due to the presence of liquid film at the grain boundary near the fusion line in the base metal as well as in the weld fusion zone during solidification. The $C_{U}$ crack is considered a result of the collapsed keyhole through incomplete closure during rapid solidification. (Received October 7, 1999)

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.341-352
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• 2017

강구조물을 접합하는 대표적인 두 가지 방법으로는 용접접합과 볼트접합이 있다. 이중 잘 접합된 볼트접합은 지압메카니즘에 의한 강도상승과 연성거동을 기대할 수 있다. 이러한 볼트접합부의 연성능력을 충분히 활용하기 위해 본 연구에서는 합리적인 단일볼트접합부의 힘-변형관계 및 지압강도 산정식을 제안하고자 하였다. 볼트접합부의 경계조건 및 기하학적인 요소를 고려하여 체계적으로 단일볼트 실험을 수행하였다. 현행 설계기준의 볼트접합부의 지압강도 산정식의 모순점을 해결하기 위해 새로운 지압강도 설계식 및 변형한계 산정식을 제안하였다. 또한 접합부의 강성, 강도, 기하학적 조건 등을 반영할 수 있는 힘-변형관계식을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 지압강도식 및 힘-변형관계식은 현행설계기준보다 합리적으로 실험결과를 예측하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권8호
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• pp.495-505
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• 2008

With the high proportion of zinc coated steels in body-in-white assembly, newly developed surface roughness textured galvannealed steel sheets have been introduced. In this study, zinc coated and surface roughness textured steel sheets were welded by resistance spot welding to investigate its weldability including electrode wear test. Based on the results of tensile-shear test, nugget diameter changes, and electrode tip growth test, it was clear that both surface roughness textured steels (GA-T and GA-E) showed good weldability. Also, there was no large difference in weldability and electrode wear behavior between GA-T and GA-E steels which have different surface roughness morphology. An analysis of electrode degradation showed Fe and Zn penetration through the electrode tip surface at 2400 welds reached $55{\sim}60{\mu}m$ and $75{\sim}80{\mu}m$, respectively. Therefore, there is no significant effect of surface roughness morphology on spot weldability of surface roughness textured galvannealed steel sheets. However, slight difference in thickness of alloying layers existing on electrode tip was found between GA-T and GA-E steels.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.387-393
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• 2021

본 연구에서는 해양플랫폼의 탑사이드 구조에서 주로 채택하고 있는 파이프 연결 구조의 피로 수명 증가를 위한 방안을 찾기 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 상용해석프로그램인 MSC Patran/Nastran을 적용하였으며, 대표적인 중앙부 구조 형상을 해석모델로 선정하였다. 하중에 따른 응력집중 현상을 구현하기 위하여, 8 절점 솔리드 요소를 이용한 모델링을 구현하였다. 주요하중은 횡방향 하중 2가지와 대각선 파이프에 인장 하중을 고려하였다. 주요 위치에서의 Hot spot 응력을 확인하기 위하여, 0.01 mm dummy 쉘 요소를 적용하였으며, 0.5 t와 1.5 t 위치에서의 주응력을 계산한 후 외삽법에 따라 용접부에 발생하는 응력을 추정하였다. 일부 구간에서는 만족해야 하는 피로 수명 이하로 평가되어, 보강이 필요하였다. 보강은 기존 설계된 파이프의 두께나 지름을 변경하지 않고, 피로수명이 부족한 부위에 응력집중계수를 낮출 수 있도록 브래킷을 추가하였다. 인장 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 23 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 8 % 감소하였다. 휨 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 3 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 48 % 감소하였다. 신규 브래킷 보강으로 인하여, bracket toe의 응력증가가 발생하였지만, S-N 커브 자체가 파이프 조인트에 비해 좋으므로 큰 문제가 되지는 않는다. 본 연구에서 적용한 국부 보강을 통한 피로 수명 개선 방법은 기존 설계안의 변경을 최소화하면서 피로 수명 증가를 효율적으로 할 수 있다는 점에서 관련 산업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지
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• 제30권4호
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• pp.237-249
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• 1995

대한 해협 횡단면 상의 수온, 염분 및 해류의 구조를 이해하기 위하여 1994년 5월 2일부터 20일 까지 현장 조사를 수행하였다. 연구선 탐양호를 이용하여 상세한 CTD 수 직 profile과 ADCP 측정 기록을 얻었으며 두 개의 시간차(15일과 25시간)에 대한 평균 장과 변동장을 분석하였다. 대한 해협 중앙부에는 서로 다른 두 개의 수기 즉 동측의 고온 고염수와 서측의 저온저염수가 서로 인접하면서 대단히 뚜렷한 연안 전선을 형성 하고 있다. 이 고운 고염 수괴가 약 보름에 걸쳐서 서진하면서 수온 염분장을 크게 변 화 시키고 있음을 관찰할 수 있었다. 또한 중층에서는 수시간대의 짧은 주기로서도 수 온과 염분이 변화하고 있었으며, 이 현상은 EOF분석에서 제 1고유 모드로 나타나며 그 것은 50%이상의 전체 분산을 점하고 있다. 대한 해협에서의 흐름은 조류에 의하면 심 하게 영향을 받고 있으며 해협 중앙부에서 사리와 조금 때 각각 최대 80-90 및 60-70 cm/s의 크기를 보여 준다. 강한 남향의 조류에 의해 때에 따라서는 북향하는 대마 난 류의 존재가 완전히 가려 보이지 않기도 하였다. 25시간 연속 해류 관측 결과의 조화 분석 결과사리와 조금 때 평균, 단일주조류 및 일일주조류의 크기가 서로 비슷함을 알 수 있었다. 대한 해협 서수도를 통과하는 용접수송량은 조금 때 2.1 사리 때에 3.4 Sv 으로 추정되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권6호
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• pp.56-64
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• 2011

Friction stir spot welding between 5454 aluminum alloy sheets with the different thicknesses of 1.4 and 1.0 mm was performed. In the welding process, the tool for welding was rotated ranging from 500 to 2500, and plunged to the depth of 1.8 mm under a constant tool plunge speed of 100 mm/min. And then, the rotating tool was maintained at the plunge depth during the dwell time ranging from 0 to 7 sec. The pull-out speed of the rotating tool was 100 mm/min. The increase of tool rotation speed resulted in the change of the macrostructure of friction-stir-spot-welded zone, especially the geometry of welding interface. The results of the tensile shear test showed that the total displacement and toughness of the welds were increased with the increase of the tool rotation speed, although the maximum tensile shear load was decreased. However, the change in the dwell time at the plunge depth of the tool did not produce the remarkable variation in the macrostructure and mechanical properties of the welds. In all cases, the average hardness in friction-stir-spot-welded zone was higher than that of the base metal zone. By the friction stir spot welding technique, the welds with the excellent mechanical properties than the mechanically-clinched joints could be obtained.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.67-76
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• 2020

본 논문은 철계-형상기억합금(Fe-SMA) 바를 이용하여 제작된 콘크리트 보의 휨 거동 평가를 위한 실험적 연구이다. 실험을 위해 200mm×300mm × 2,200mm의 콘크리트 보를 제작하였으며 인장재로 4% 사전변형된 Fe-SMA 바를 사용하였다. 실험 변수로 인장재 종류(SD400, Fe-SMA), 철근 비(0.2, 0.39, 0.59, 0.78), Fe-SMA 활성화(활성화, 비활성화) 그리고 Fe-SMA bar 연결방법(미연결, 용접, 커플러)를 고려하였다. Fe-SMA 바를 활성화하기 위해 전기저항 가열 방법을 이용하여 5A/㎟의 전류를 실험체가 160℃에 도달할 때 까지 공급하였다. 캠버효과에 의한 실험체의 상향 변위가 안정되면 2,000kN 용량의 엑츄레이터를 이용하여 3점 휨 재하 실험을 실시하였다. 실험결과 Fe-SMA 바를 활성화 함에 따라 캠버효과에 의해 상향 변위가 발생하는 것으로 나타났다. Fe-SMA 바를 활성화한 실험체는 활성화하지 않은 실험체에 비해 더 높은 하중에서 초기균열이 발생하였다. 그러나 일반적인 프리스트레스 콘크리트와 동일하게 Fe-SMA 활성화에 따른 프리스트레스 도입이 보의 극한 상태에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.