• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.10
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• pp.983-989
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• 2017

This paper presents the bearing strength for laminates in advanced composite materials in bolted joints. Bolted single lap joint tests were experimentally investigated with respect to stabilized and unstabilized lap joints. Stabilized bolted single lap joints refer to joints with out-of-plane rotational constraints. Unstabilized bolted single lap joints refer to joints with absence of out-of-plane deflection constraints. The bearing strength values of laminates in the bolted joint showed that the percentages of ply angle for 0, 45, -45, and 90 degrees were not affected. The bearing strength value in the unstabilized bolted joint was smaller than the bearing strength value in the stabilized bolted joint because of the influence of the out-of-plane behavior. The composite material studied in this paper is a carbon/epoxy unidirectional (UD) tape prepreg cured at $177^{\circ}C(350^{\circ}F)$. In the laminate reference system, the standard angles of 0, 45, -45, and 90 degrees were used for ply orientation within the laminate. A total of 112 bolted single lap joint tests were conducted on specimens from eight distinct laminates. The ASTM-D-5961M standards were adhered to for the stabilized and unstabilized bolted single lap joint tests.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.12-12
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• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.33 no.2
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• pp.95-101
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• 2020

The wind turbine blades should be designed to possess a high stiffness and should be fabricated with a light and high strength material because they serve under extreme combination of lift and drag forces, converting kinetic energy of wind into shaft work. The goal of this study is to understand the basic knowledge required to curtail the process time consumed during the construction of small wind turbine blades using carbon fiber reinforced polymer (CFRP) prepeg composites. The configuration of turbine rotor was determined using the QBlade freeware program. The fluid dynamics module simulated the loads exerted by the wind of a specific speed, and the stress analysis module predicted the distributions of equivalent von Mises stress for representing the blade structures. It was suggested to modify the shape of test specimen from ASTM D638 to decrease the variance in measured tensile strengths. Then, a series of experiments were performed to confirm that the bladder compression molded CFRP prepreg can provide sufficient strength to small wind turbine blades and decrease the cure time simultaneously.

• Journal of radiological science and technology
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• v.34 no.1
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• pp.51-58
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• 2011

The aim of the study is to analyze the dose delivery error depending on the depth variation according to target positions and arc trajectories by comparing the simulated treatment planning with the actual dose delivery in conformal arc therapy. We simulated the conformal arc treatment planning with the three target positions (center, 2.5 cm, and 5 cm in the phantom). For the experiments, IMRT body phantom (I’mRT Phantom, Wellhofer Dosimetry, Germany) was used for treatment planning with CT (Computed Tomography, Light speed 16, GE, USA). The simulated treatment plans were established by three different target positions using treatment planning system (Eclipse, ver. 6.5, VMS, Palo Alto, USA). The radiochromic film (Gafchromic EBT2, ISP, Wayne, USA) and dose analysis software (OmniPro-IMRT, ver. 1.4, Wellhofer Dosimetry, Germany) were used for the measurement of the planned arc delivery using 6 MV photon beam from linear accelerator (CL21EX, VMS, Palo Alto, USA). Gamma index (DD: 3%, DTA: 2 mm) histogram and dose profile were evaluated for a quantitative analysis. The dose distributions surrounded by targets were also compared with each plans and measurements by conformity index (CI), and homogeneity index (HI). The area covered by 100% isodose line was compared to the whole target area. The results for the 5 cm-shifted target plan show that 23.8%, 35.6%, and 37% for multiple conformal arc therapy (MCAT), single conformal arc therapy (SCAT), and multiple static beam therapy, respectively. In the 2.5 cm-shifted target plan, it was shown that 61%, 21.5%, and 14.2%, while in case of center-located target, 70.5%, 14.1%, and 36.3% for MCAT, SCAT, and multiple static beam therapy, respectively. The values were resulted by most superior in the MCAT, except the case of the 5 cm-shifted target. In the analysis of gamma index histogram, it was resulted of 37.1, 27.3, 29.2 in the SCAT, while 9.2, 8.4, 10.3 in the MCAT, for the target positions of center, shifted 2.5 cm and 5 cm, respectively. The fail proportions of the SCAT were 2.8 to 4 times as compared to those of the MCAT. In conclusion, dose delivery error could be occurred depending on the target positions and arc trajectories. Hence, if the target were located in the biased position, the accurate dose delivery could be performed through the optimization of depth according to arc trajectory.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.25 no.2
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• pp.115-130
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• 2013

In this study, lateral-torsional buckling (LTB) strength of high-strength H-beams built up from 800MPa tensile-strength steel was experimentally and analytically evaluated according to current lateral stability provisions (KBC 2009, AISC-LRFD 2010). The motivation was to evaluate whether or not current LTB provisions, which were originally developed for ordinary steel with different stress-strain characteristics, are still applicable to high-strength steel. Two sets of compact-section specimens with relatively low (Set A) or high (Set B) warping stiffness were prepared and tested under uniform moment loading. Laterally unbraced lengths of the test specimens were controlled such that inelastic LTB could be induced. All specimens exhibited LTB strength exceeding the minimum limit required by current provisions by a sufficient margin. Moreover, some specimen in Set A reached a rotation capacity required for plastic design, although its laterally unbraced length belonged to the inelastic LTB range. All the test results indicated that extrapolation of current provisions to high-strength steel is conservative. In order to further analyze the test results, the relationship between inelastic moment and laterally unbraced length was also derived in explicit form for both ordinary- and high-strength steel based on the effective tangent modulus of inelastic section. The analytical relationship derived again showed that extrapolation of current laterally unbraced length limit leads to a conservative design in the case of high-strength steel and that the laterally unbraced length to control the inelastic LTB behavior of high-strength steel beam should be specified by including its unique post-yield strain-hardening characteristics.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.65-65
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• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.5
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• pp.356-362
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• 2013

An attempt has been made to optimize elongated rotating arc plasma $NH_3$ scrubber. Among diverse semiconductor processes, diffusion and implantation process inevitably produce $NH_3$ as byproduct and efficient dry process for the decomposition of $NH_3$ is required. Plasma process does not produce NOx that is commonly produced in combustion process and there is no problem of deactivation, usually experienced in catalyst process. However, plasma process uses electrical energy and needs to be optimized to achieve feasibility of application. In this work, mode control of rotating arc is presented as tentative solution for the possible optimization of the process. Based on existing rotating arc, scale-up and following mode mapping was tried. Proposed reactor design was evaluated in the $NH_3$ decomposition process and revealed that optimization scheme is at hand. In the experiment of full scale scrubber including heat exchanger, the process gave more stable and efficient process of $NH_3$ decomposition.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.38 no.1
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• pp.63-71
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• 2018

In this study, the torque and horizontal stress acting on vane were measured and then used to determine a friction angle of sand. A dry Nakdong River sand was prepared for loose and dense conditions in a cell and then pressurized with 25, 50, 75 or 100 kPa from the surface of sand. A vane (5cm in diameter and 10cm in height) was rotated and the torque and horizontal stress were measured at real time. A maximum torque was 3.5-9.5Nm for loose sand and 7.4-17.6Nm for dense sand, respectively. The maximum torque increased as an overburden pressure increased. The maximum torque obtained at 14-20 degrees of vane rotation, which was not influenced by the initial alignment of earth pressure and vane blade. An initial horizontal stress ratio was 0.33-0.35 on the average. The horizontal stress increased initially and then decreased due to particle disturbance. A friction angle was calculated from real time varying horizontal stress and torque, which decreased with increasing overburden pressure. The friction angle of loose sand from vane shear test was similar to that of direct shear test but that of dense sand was overestimated.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.02a
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• pp.35-41
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• 2002

본 연구는 기존 벼 펠렛종자 제조장치의 제조성능 및 제조 벼 펠렛종자 품질향상을 위하여 펠렛재료 공급부, 성형부, 펠렛종자 배출부를 개선 설계 제작하여 그 성능과 제조 벼 펠렛종자 특성을 구명함으로써 직파용 벼 펠렛종자 대량생산을 위한 제조장치 개발의 기초 자료를 얻고자 수행하였으며 그 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 펠렛재료의 일정한 공급과 펠렛재료가 성형 홈으로부터의 이탈하는 것을 줄이고, 펠렛종자의 완전한 배출이 가능하도록 한 벼 펠렛종자 제조장치를 설계·제작하였으며, 벼 펠렛종자 제조장치를 상토 종자혼합비, 성형롤의 회전속도에 따라 실험한 결과 벼 펠렛종자 제조 능력은 성능 개선 전의 펠렛종자 제조장치에 비하언 약 1.7배 향상된 제조능력을 보였으며, 성형률은 최대 약 89 %로 나타나 개선 전의 71%에 비해 18 %정도 성형률이 향상되었다. 그러나, 벼 종자손실률은 약 24% ∼ 49%로 거의 비슷한 수준인 것으로 나타났다. 제조된 벼 펠렛종자의 특성을 분석한 결과 펠렛종자의 구형률은 99.1%로 거의 구형으로 제조됨을 알 수 있었으며, 무게는 제조 직후에는 약 1.70 g, 완전 건조 후에는 1.31 g으로 나타났고, 직경은 약 12.03 mm에서 건조 후 11.53 mm로 축소되었다. 개선 전에 비해 직경과 무게가 약간씩 증가한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 재선된 제조장치에서 펠렛재료가 성형롤의 성형 홈에 압축 공급되고, 펠렛재료의 손실도 적었기 때문으로 판단된다. 제조된 한 개의 벼 펠렛종자 내에 포함된 완전 벼 종자의 개수는 상토 종자혼합비가 커질수록 성형롤의 회전속도가 낮을수록 많아지는 것으로 분석되었으며, 모두 펠렛종자 당 평균 약 3 개 이상의 완전 벼 종자를 포함하고 있는 것으로 나타났다. 개선 전에 비하여 펠렛종자 내에 포함된 평균 완전 종자수도 증가하였으며, 3개 이상 완전 종자를 포함한 펠렛종자의 비율도 증가하여 유압에 의한 펠렛재료 공급과 성형롤의 개선효과가 있었던 것으로 보인다. 음지 건조 후 벼 펠렛종자의 압축강도는 약 132 N ∼ 152 N으로 조사되었으며, 개선전에 비하면, 약 30 %가 증가한 것으로 나타났다. 출아율 실험 결과 상토 종자혼합비 6 : 1, 성형롤 회전속도 7 rpm에서 건답직파는 100%, 답수직파는 97 %의 출아율을 보여 만족할 만한 결과를 얻었으나, 그 외의 경우는 거의 90 % 이하의 출아율을 보여 출아율을 높이기 위한 방안이 필요한 것으로 보인다. 본 연구의 벼 펠렛종자 제조장치의 적정운전 조건은 제조된 벼 펠렛종자의 특성과 출아율을 고려해 볼 때 상토 종자혼합비 6 : 1, 성형롤 회전속도 약 7 rpm으로 판단되며, 이 때 제조능력은 시간당 약 65 Kg(펠렛종자 약 39,000 개), 성형률 약 87 %, 종자손실률은 약 30 %, 펠렛종자 내 평균 종자수는 약 5.5 개, 완전 벼 종자 3개 이상 포함 펠렛종자 비율은 약 100 %가 될 것으로 보인다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.29 no.4
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• pp.323-330
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• 2017

The pre-engineered building(PEB) construction has been gradually applied to single story buildings as a practical and efficient alternative to conventional buildings. However, there has been a few structure collapse due to suddenly excessive load. Although a structure design requires accurate and professional skills, the PEB system tends to be designed simply because of complexation of structural analysis for connections. This paper shows the finite element analysis(FEA) using ABAQUS software on bolted connection which was previously tested. The FEA condignly simulated the behavior of bolted connection in PEB system and was in close agreement with experimental results. Then the stiffness reduction factor of the bolted joints that can be used in the actual design is presented through the analysis of the joint parameters.