• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.219-226
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• 2005

본 연구에서는 휠체어의 경량화를 위해 기존의 강관으로 제작된 휠체어를 피로파괴 및 손상에 강하고 방진 특성이 우수하며 유지 및 보수가 용이한 복합재료 중공빔으로 구성된 복합재료 휠체어로 대체하기 위하여 복합재료 중공빔 이론과 유전자 알고리즘을 적용하여 최적화된 등가 강성을 가지는 복합재료 중공빔의 최적의 단면 치수를 제시하였다. 제시한 최적의 단면치수를 가지는 복합재료 중공빔으로 구성된 휠체어 전체 구조에 Tsai-Wu 파손이론을 이용해 과하중이 가해지는 경우에 대하여 구조해석을 수행한 결과, 휠체어의 파손 유무를 나타내는 Makimum Tsai-Wu Failure Criteria Index가 파손이 발생하는 1.00보다 현저히 낮은 $0.192\times10^{-3}$을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 또한 기존의 강관을 동일한 강성을 가지는 복합재료 증공빔으로 대체하였을 경우 중공빔 중량을 최대 45%감소하는 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.141-151
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• 2007

현재의 도로포장 건설기준 및 시방은 자재 및 시공방법 중심으로 되어 있으며 이러한 시방을 따라 시공된 도로포장은 단기적으로 성능을 판단할 수 있는 근거가 미비하며 또한 장기적인 도로포장의 성능을 고려하지 않기 때문에 고성능 고내구성이 요구되는 도로포장의 건설을 확신해 주지 못하고 있는 실정이다. 따라서 도로포장 건설분야에 성능중심의 건설기술 기준을 개발하여 적용하기 위한 과정으로 공용성을 기반으로 하는 지불규정을 개발하는 연구가 진행중에 있으며 본 논문은 콘크리트 포장의 설계 및 시공에 있어서 가장 중요시되는 인자인 콘크리트 슬래브의 두께에 손실이 생겼을 경우에 적용할 지불규정 개발을 위해 기초적으로 수행한 연구 내용에 대하여 기술하였다. 먼저 외국의 슬래브 두께에 대한 지불규정 적용에 대하여 분석을 하여 문제점을 파악하였으며, 공용성에 기반을 둔 두께 손실에 대한 지불규정 개념을 개발하기 위하여 AASHTO피로파손 공식 및 슬래브 두께와 응력과의 상관관계와 응력레벨과 콘크리트 포장 수명과의 상관관계를 이용하는 방법을 제시하였다. 그리고 기존 콘크리트 포장의 두께를 측정하여 위치에 따른 시공 시 슬래브 두께의 편차를 파악하였으며 코어를 이용하여 두께를 측정할 때 두께 측정방법 및 사람에 따른 측정편차에 대한 분석을 수행하여 지불규정에서 두께손실 범위를 결정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.441-447
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• 2023

최근 경량 소재에 대한 수요 증가로 기존 금속과 복합재간 접합 관심이 지대하다. 리벳팅과 같은 볼트 체결인 기계적 결합의 경우 응력 집중, 균열 및 박리가 발생함에 따라 접착제를 사용한 화학적 결합이 주목받고 있다. 본 논문에서는 접착제의 접합강도 향상을 위해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행하였으며, 이에 대한 접착특성을 평가하고자 한다. 접합강도 실험을 위해 흔히 자동차용 소재로 사용되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP), CR340(Steel)과 Al6061(Aluminum)을 실험 소재로 선정해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행 후 단축전단강도를 측정하였다. 플라즈마 표면처리 후 CFRP-CR340 및 CFRP-Al6061 이종소재 시편에서 각각 접합강도가 7.3% 및 39.2% 향상되었다. CR340-Al6061 시편은 레이저 표면처리에서 기준 시편대비 56.2% 증가하였다. 플라즈마 표면처리 후 표면자유에너지(SFE)가 향상되었는데 이는 화학반응 메커니즘을 통해 손상을 최소화해 접합강도 향상을 나타낸 것으로 사료된다. 레이저 표면처리는 물리적 표면처리로 거친 접합 표면 생성으로 인해 mechanical interlocking 효과로 인해 접착 강도가 향상된 것으로 사료된다. 본 연구를 토대로 실제 구조물 파손의 대표적인 원인인 피로파손을 예방하기 위해 장기 피로시험을 진행 할 예정이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 다양한 아스팔트포장의 공용수명을 예측하기 위한 포장상태 평가의 사례를 제시하였다. ARAN(Automatic Road Analyzer)을 이용하여 균열 및 소성변형 감과 감전 포장의 표면파손 현황에 대한 조사를 실시하고 HPCI(Highway Pavement Condition Index)를 산정하였다. 포장 파손현황을 분석한 결과 가장 빈번한 형태의 파손은 Top-down 균열로 나타났다. FWD(Falling Weight Deflectometer)로부터 측정한 처짐데이터를 사용하여 포장의 탄성계수를 역산정하여 실내에서 구한 동탄성계수와 비교하였다. 그 결과를 역학적-경험적 방법과 AASHTO 93 설계법에 적용하여 포장의 지지력을 평가하였으며, 지지력은 설계수명 동안 충분한 것으로 평가되었다. 현재 포장의 주된 파손은 표층부의 Top-down 균열이므로 포장상태 평가로 계산된 HPCI와 기존 공용성 자료에 근거하여 포장의 잔존수명을 예측하였다. 포장상태 평가와 함께 포장의 조기파손 원인분석을 위해 대상구간의 코어 시편을 채취하여 공극률, 입도, 아스팔트 함량, 피로저항성 등의 물성을 측정하였다. 바인더를 태워 아스팔트 함량을 측정하는 방법은 현장시료의 경우 부정확한 것으로 나타났다. 실내시험결과 조기 균열이 발생한 가장 큰 이유는 다짐부족과 골재의 입도 부정확 등 시공시의 품질관리가 미흡한 것이 주된 원인으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.51-62
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• 2007

최근 국내에서는 교면포장의 파손에 따른 교량 바닥판의 열화 및 운전자 안정성의 문제가 대두되고 있다. 기존 아스팔트 재료는 교량에서 발생하는 열악한 환경에 적용하기에는 한계가 있어 교량 바닥판을 보호하고 상대적으로 큰 처짐에 대하여 장기간 견딜 수 있는, 피로저항성이 우수한 고내구성 교면포장 아스팔트 혼합물의 개발이 필요하게 되었다. 이에 SBS 첨가물과 첨가제를 사용하여 생산성 및 작업성이 우수하고 피로균열저항성이 뛰어난 교면포장용 아스팔트 바인더를 개발하였다. 새로운 아스팔트 바인더는 회전점도시험 (RV test), 인화점시험 (Flash point test), 동적전단시험(DSR test), 저온빔시험(BBR test) 등을 통하여 PG 70-34의 공용등급으로 확인되었다. 본 연구에서 개발된 아스팔트 바인더를 사용한 혼합물의 공용성을 평가하기 위하여, 피로시험, 휠트래킹시험, 수분손상시험 등을 실시하였으며 실물크기의 윤하중시험을 통하여 소성변형 저항성 및 피로균열 저항성에 대하여 평가하였다. 실내공용성 시험을 통하여 교면포장용 아스팔트 혼합물이 SBS 개질 혼합물에 비하여 3배 이상의 피로수명을 가졌다. 또한, 윤하중시험에서도 소성흐름이 발생하지 않았고, 피로균열은 250,000회 이상을 재하하여도 PG 64-22 혼합물의 38% 밖에 나타나지 않았다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.93-101
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• 2015

철도차량에서의 축은 안전한 운행을 하기 위해서는 중요한 역할을 함으로서 그 강도 및 내충격성, 재질, 안전계수, 응력 및 변형이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 Model 1과 Model 2의 시뮬레이션 모델들이 있다. 이 모델들은 CATIA와 ANSYS로 설계, 구조 및 피로 해석을 통한 융합 기술을 수행함으로서 연구된다. Model A의 최대 변형량과 최대 등가응력이 Model B보다 더 작음으로서 Model A가 Model B보다 내구성을 더 가지고 있다. 본 연구 결과를 철도 차량의 부품 설계에 응용함으로서 파손을 방지하기 위한 내구성이 고찰될 수 있다. 그리고 디자인 면에서의 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.281-286
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• 2001

Tilting pad journal bearings have been widely used in a high speed rotating machinery, such as steam turbines and gas turbines, owing to their inherent stability characteristics. However, some peculiar fatigue failure in the babbitt metal due to spragging has been continuously occurred at the leading edge of the upper pads. The spragging is defined as the pad vibration initiated on the upper unloaded pads in a tilting pad journal bearing. This paper describes both several kinds of bearing failure related with spragging and the theoretical investigation on the prevention of the spragging phenomenon using the variation of preload. Results show that positive preload(m>0.5) assures all pads remain statically loaded under all operating conditions. For the change of design parameter to prevent spragging, thermo-hydrodynamic lubrication and rotor dynamic analysis were performed to verify temperature limitation on bearing and vibration problems on rotor bearing system.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.344-351
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• 2004

Tilling pad journal bearings have been widely used to support the rotors of the high rotating machinery such as steam and gas turbines owing to their inherent dynamic stability characteristics. However, serious bearing problems such as fatigue damage in the upper unloaded pad, the break of locking pins and the wear of pinholes etc. by pad fluttering are frequently taken place in the actual steam turbines. The purpose of this paper is to investigate the mechanism of pad fluttering and to suggest the useful design guideline(application of preload, m) for the purpose of preventing bearing problems by pad fluttering in a tilting pad journal bearing. It is estimated that upper pad is easy to flutter because the film shape of the upper pad is diverged by moment acting on pivot point. This paper suggests that effective preload range(m $\geq$ 0.5) in order to be statically loaded pad under all operating conditions. Also, design modified bearing is suggested for the adjustment in actual steam turbines. And bearing and rotor dynamic analysis are performed to identify bearing characteristics and to verify the reliability of rotor-bearing system.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.796-805
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• 2005

The tilting pad journal bearings have been widely used to support high pressure/high rotating turbine rotors owing to their inherent dynamic stability characteristics. However, fatigue damages in the upper unloaded pads and the break of locking pins etc. by pad fluttering are continuously taken place in the actual steam turbines. The purpose of this paper is to develop a new bearing model that can prevent bearing problems effectively by pad fluttering in a tilting pad journal bearing. A new bearing model which has a wedged groove is suggested from the studies of fluttering mechanism performed by previously research works. The fluttering characteristics of the upper unloaded pad are studied experimentally in order to verify the reliability of a new bearing model. It can be known that the phenomenon of pad fluttering nearly does not occurred in the new bearing model under the various experimental conditions. And it is observed that any kinds of bearing failures by pad fluttering does not detect in the application of acture steam turbines.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2003년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.347-352
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• 2003

농산물 포장화물의 경우 농산물의 손상은 겉포장 상자의 파손에 의한 압상이 주요 원인이다. 따라서 농산물 상자의 경우 압축강도를 특히 중요시 여기고 있으며, 한국산업규격을 비롯해 각종 농산물 관련 규정에서는 압축강도에 의한 상자의 품질관리를 규정화 하고 있다. 골판지 상자의 압축강도는 원단인 골판지의 구성 원지들(라이너, 골심지)의 품질과 이들의 구성 형태 및 상자의 외형 치수 비율에 따라 결정되므로, 원지의 링크라쉬(ring crush), 원단의 수직압축강도(edgewise compression strength)를 통해 상자의 압출강도를 관리하는 것이 보통이다. 또한 골판지 상자는 제작 후 유통 과정을 거치면서, 여러 요인에 의해 압축강도가 현격하게 저하되는데, 이중 수분 흡습에 의한 강도저하와 장기 누적하중, 진동 및 충격 등의 피로로 인한 강도 저하가 가장 크다. 여러 산업 분야에서 골판지 상자의 견고성 문제는 물품의 내수 및 수출시 제품에 대한 신뢰성 확보와 기업의 이미지 제고와 직결되는 중요한 사항이다. 특히, 세계 각 국의 농산물 시장이 개방됨에 따라 우리나라 농산물의 수출도 확대될 전망이고 또한 마땅한 대체재가 개발되지 않는 한 골판지 상자의 이용은 날로 증가될 것으로 전망된다. 따라서 골판지 상자의 압축강도와 내구성 향상에 대한 다각적인 연구가 절실하다. (중략)