신뢰도 기반 평가법은 천연가스배관의 기하학적 형상 변화, 기계적 특성, 하중변화 및 운영조건을 평가 인자로 사용하여 천연가스배관의 건전성 평가 관리의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구조신뢰성 평가 시 배관의 파손확률은 외부하중에 대한 배관재료의 저항성과의 관계에 의해 평가된다. COMREL 프로그램을 사용하여 내압, 열응력 및 굽힘응력과 같은 복합응력에 의한 천연가스배관의 파손확률을 평가했다. 천연가스배관의 파손확률 평가 시 매설깊이는 1.5~30m, 차량바퀴하중은 2.5~20톤, 온도차는 45℃, 운전압력은 6.86MPa 그리고 토양밀도는 1.8kN/㎥를 사용하였다. 천연가스배관의 파손확률은 Von-Mises 응력 기준에 의해 복합응력 하의 최대허용응력 기준으로 평가하였다.
RIn this study, a test tractor that could measure various types of agricultural operational loads was developed, and its performance was verified. This tractor could be used to measure the load generated during agricultural work and convert the related data into a database. A test tractor was developed using an 80-kW-rated load tractor, and it could measure various types of field test data, such as engine torque and rpm, wheel torque, PTO(power take-off) torque, hexometer, IMU/INS sensor, steering angle sensor, hydraulic pressure, and flow sensor data. To verify the developed test tractor, a verification test using an agriculture rotavator was performed. The test conditions were L1, L2, and L3 based on the tractor's main and sub-transmission stages, and stages 1 and 2 were selected as the PTO. In a comparison of the analyzed test data, similar tendencies in the test results of this research and other research (Kim's research) were seen. Through this, the developed test tractor was verified. In the future, we plan to conduct research on the tractor developed in this study using various attached working machines.
한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.III
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pp.819-826
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2000
This study was performed to develop a measurement system of tractor field performance for plow and rotary operations. Measurement system for tractor consisted of torque sensors to measure torque of drive axles and PTO axle, speed sensors to measure rotational speed of drive axles and engine, microcomputer to control data logger, and data logger as I/O interface system. The measurement system was installed on four-wheel-drive tractor. Four-element full-bridge type strain gages were used for torque measurement of drive axles and optical encoders were used to measure speeds of drive axles and engine. Slip rings were mounted on the rotational axles. Signals from sensors were inputted to data logger that was controlled by microcomputer with parallel communication. Sensors were calibrated before the field tests. Regression equations were found on completion of the calibrations. The field experiment was performed at paddy fields and uplands. Rotary and plow were used when the tractor was operated in the field. Travelling speeds of the tractor were 1.9 km/h, 2.7 km/h, 3.7 km/h, 5.5 km/h, 8.2 km/h, and 11.8 km/h. Operating depths of implements were maintained approximately 20cm during the tests. Torque data of drive axles were different at each location during plow and rotary operations. Results showed that torque of rear axles were greater than those of front axles. Total torque were 6860 - 11064 Nm at the upland and 7360 - 14190 Nm at the paddy field for plow operations. It was found that torque at the paddy field were about 20% greater than those at the upland for plow operations. Torque data showed that rotary operations required less power than plow operation at the paddy field and the upland. Torque measurements at each axle for rotary operations were only 8 - 16% of plow operations in the upland and 15 - 20% in the paddy field.
차량의 접근 가능한 구역에 대한 판단과 경로 계획은 무인 차량의 자율 주행에 있어서 필수적이다 차량의 접근 가능한 구역과 경로계획을 위한 정보는 3차원 지형형상을 분석하여 얻을 수 있다. 이 논문에서는 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서(2D LRF)를 융합하여 모바일 로봇의 휠 인코더를 통해 복원한 3차원 지형형상과, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리 센서로 복원한 3차원 지형형상을 적은 데이터로 표현하는 방법을 제시하였다. 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 위해 카메라의 좌표계와 LRF의 좌표계 사이의 기하학적인 관계를 격자무의 평면을 이용하여 구하였다. 카메라와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 통한 3차원 지형형상 복원은 모바일 로봇을 이용하여 실내에서 실험하였고, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리센서를 통한 3차원 지형형상 복원은 차량을 이용하여 실외에서 실험하였다. 이런 시스템에서 복원한 3차원 지형형상은 점군 기반으로 되어있고, 이는 매우 많은 양의 정보를 필요로 한다. 정보의 양을 줄이기 위해 점군 기반을 대신하여 입방형 격자 기반의 지형형상으로 복원하였다.
In order to obtain the basic data concerning the optimal lasing conditions in using Nd:YAG laser as an adjunctive modality of periodontal therapy of root planing without irreversible structural deterioration of cervical cementum, the author selected 36 human teeth having no cervical abrasion and caries (; 12 anteriors, 12 premolars. 12 molars) extracted due to periodontal diseases, and divided them into 4 groups as Group I, II, III and IV (; each group of 3 anteriors, 3 premolars, 3 molars), and prepared a cementum specimen with thickness of $1.0mm{\pm}0.2mm$ sectioned longitudinally at the middle of mesio-distal thickness (; Group I) or horizontally at 1mm-2mm below the cemento-enamel junction (; Group II, III, IV) from each tooth of each group by low speed diamond wheel saw, and treated them with 0.5 M ethylene diamine tetraacetic acid (; EDTA, pH=7.4) for 2 minutes for elimination of remnants during tooth-sectioning. And the author applied the laser energy from a fiberoptic delivered, free running, pulsed Nd:YAG laser (; wavelength 1064nm. pulse duration $120{\mu}sec$, fiber diameter $320{{\mu}m}$) to cementum surfaces in triplicates of one experiment under the following lasing conditions: 1. stationary mode of fiber in contact to cementum surfaces without air-spray (; Group I )/with air-spray (; Group II), 2. unidirectional moving mode of fiber in contact to cementum surfaces under speed of 3mm-4mm/sec without air-spray (; Group III)/with air-spray (; Group IV), 3. energy per pulse (mJ/pulse) [; energy density ($J/cm^{2}$)] in order of 1.0W/10Hz (100J/pulse); $124J/cm^{2}$, 0.5W/10Hz (50mJ/pulse); $62J/cm^{2}$, 0.4W/10Hz (40mJ/pulse); $50J/cm^{2}$, 0.3W/10Hz (30mJ/pulse); $37J/cm^{2}$, 4. exposure time of 1 second. And the author applied the platinum coating on surfaces of cementum specimens, and evaluated the characteristics of ultrastructural change on surfaces of cementum using the scanning electron microscopy. In general the ultrastructural loss of cervical cementum irradiated under the same lasing condition of laser energy density occurred least in specimens of Group IV. And especially, the ultrastructural loss of cervical cementum irradiated under the laser energy density of $37J/cm^{2}$ almost did not occur in specimens of Group IV. Therefore, it is considered that the pulsed Nd:YAG laser should be applied with the lasing conditions of unidirectional moving mode of fiber in contact to cementum surfaces under speed of 3mm-4mm/sec with air-spray and of laser energy density within $37J/cm^{2}$ as an adjunctive modality of periodontal therapy of root planing without irreversible structural deterioration of cervical cementum.
급속응고법으로 Fe-Nd-C 합금을 제조하여 합금의 조성 및 제조 조건의 변화에 따른 상변화와 자기특성의 변화를 조사하였다. 강자성 $Fe_{14}Nd_2C_x$가 초정으로 정출할 수 있는지를 알아보기 위하여 냉각속도의 변화에 따른 as-spun 합금에서의 상변화를 조사해 본 결과,10m/s로 제조한 Fe-Nd-C 리본합금은 ${\alphs}-Fe$가 일차상, $Fe_{17}Nd_2C_x$가 이차상으로 존재하는 결정질이었으며. 20m/s에서는 ${\alpha}-Fe$의 정출이 억제되거나 비정질화하여, $Fe_{14}Nd_2C_x$가 일차상, ${\alpha}-Fe$가 이차상으로서 비정질상과 함께 존재하였다. 냉각속도의 증가에 따라 비정질화가 증가하여 30m/s에서는 대부분 비정질화되었으며,40m/s에서 비정질화가 완료되었다. 따라서 $Fe_{14}Nd_2C$는 as-spun 상태에서는 얻어지지 않고 주조합금의 경우와 마찬가지로 열처리를 통한 고상변태에 의해서만 얻을 수 있었다. $Fe_{14}Nd_2C$를 얻을 수 있는 유효온도구역은 주조합금의 경우보다 넓은 $700{\sim}900^{\circ}C$였고,비정질화가 완벽한 합금보다 다소 덜 완벽하거나 $Fe_{17}Nd_2C_x$와 비정질상이 혼합된 합금에서 열처리에 의한 보자력의 향상이 더욱 현저하였다. Fe를 다량 함유한 Fe-Nd-C 조성 중에서 높은 보자력이 기대되는 조성 범위는 극히 제한되어, $750{\sim}800^{\circ}C$에서 몇 분간의 열처리로 10kOe 이상의 높은 보자력을 얻을 수 있는 조성은 77~78 Fe, 7~8 C (at.%) 정도였다.
급속응고(melt spinning)법이 Fe-Nd-C의 경우와 마찬가지로 보자력이 높은 Fe-Pr-C 합금을 얻는데에 효과적인지 알아보기 위하여, 급속응고된 Fe-Pr-C 리본에 대하여 냉각속도 및 열처리의 변화에 따른 상, 미세조직 및 자기특성의 변화를 조사하였다. 냉각속도(wheel speed)가 증가할수록 as-spun 리본의 비정질화가 증가하여 40m/s에서 제조된 리본합금은 거의 비정질화하였다. 10m/s에서 제조된 결정질 리본의 상분포는 주소상태의 상분포와 유사하여 .alpha. -Fe가 일차상, Fe$_{17}$Pr$_{2}$C$_{x}$가 이차상으로 존재하였다. 20m/s에서도 결정질이 우세하게 나타나나, 이때에는 .alpha. -Fe의 정출이 약간 억제되는 반면 Fe$_{17}$Pr$_{2}$C$_{x}$의 정출이 현저하였으며, 30m/s에서는 비정질이 우세하여 소량의 결정질만이 존재하였다. 따라서 강자성 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C 상은 as-spun 상태에서는 존재하지 않거나 미량이었으며, 주조합금의 경우와 마찬가지로 고상변태를 통해서 얻을 수 있었다. 일반적으로 as-spun리본이 비정질화할수록 비교적 낮은 온도에서 수분의 열처리만으로 완전한 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C 상을 얻을 수 있었으며, 결정화가 완벽할수록 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C를 얻기 위한 열처리 시간은 증가하였다. 이와 같이 얻은 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C는 대부분 1 .mu. m 이하의 미세한 결정립을 가지고 있었으며, as-spun 리본의 비정질화가 완벽한 경우보다 덜 완벽한 경우(30m/s) 또는 결정질과 약간의 비정질이 혼합된 경우 (20m/s)에 열처리에 의한 보자력의 향상이 뚜렷하였다. 일반적으로 변태온도 구역안에서 열처리 온도가 높을수록 10분 이하의 짧은 열처리가 보자력의 향상에 효과적이었다.이었다.
본 연구에서는 궤도 하부 노반상에서 다짐도 확인 및 강화노반 두께 결정을 위하여 사용되는 변형계수 $E_{v2}$ 측정방법의 적절성과 측정값의 유효성을 검토하였다. 이를 위하여 반복평판재하시험(RPBT)을 실시하고 평판직하부에서 발생하는 압축변형률을 파악하였다. 동일 흙노반재료에 대한 공진주시험으로부터 획득된 전단탄성계수감소곡선과 $E_{v2}$를 비교하였다. 실 현장 RPBT의 발생변형률 수준과 변형계수의 크기가 합리적인지를 분석하기 위하여 응력조건과 대표 평균변형률계수($I_z$) 보정에 의해 반복평판재하시험 변형계수($E_{v2}$)를 재평가하였다. PLAXIS 프로그램을 이용하여 깊이에 따른 변형률 영향계수($I_z$)를 재산정하여 반복평판재하시험 결과($E_{v2}$) 해석에 미치는 변형률 영향계수의 영향을 분석하였으며 ABAQUS를 이용하여 3D궤도구조에서 노반이 받는 변형률수준을 확인하였다. 궤도하부구조가 경험하는 변형률수준에서의 변형계수 $E_{v2}$를 획득하기 위해서는 노반의 비선형성을 구현할 수 있도록 현 반복평판재하시험의 하중단계를 세분화할 필요성을 확인하였다.
본 논문은 아스팔트 포장의 소성변형 저항성 추정을 보다 쉽게 하기 위하여 새로운 시험법 및 장비를 개발하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 다양한 종류의 아스팔트 혼합물을 사용하여 소성변형 저항성과의 상관성이 높게 나타나는 변형강도를 개발하기 위하여 하중봉의 직경(D) 3, 4cm, 각 봉의 하단을 다양하게 원형절삭(r)한 김 테스터를 개발하였다. 이를 이용하여 마샬시험과 같이 공시체를 $60^{\circ}C$에 수침처리하고 같은 속도의 정하중을 공시체에 다짐방향으로 가하여 최대하중 ($P_{max}$)과 이때의 수직 변위 (y)를 구하였다. 변형강도는 개발된 식 $K_D = 4P_{max}/{\pi}(D-2(r-\sqrt{2ry-y^2}))^2$으로 구하였으며 소성변형 특성치와 평균 $R^2$이 0.77이상의 높은 상관성을 보였다. 따라서 이 시험방법은 마샬안정도보다 훨씬 소성변형과의 상관관계가 큰 측정치를 얻을 수 있는 방법임을 알 수 있었으며, 특히 기존의 마샬시험기를 그대로 사용하고 공시체도 기존의 방법대로 제조 및 처리하도록 하여 적용이 빠를 것으로 판단된다. 향후 다양한 골재입도, 최대치수, r 등에서도 타당성과 상관성 검증을 통해 시험법을 표준화한다면 실용화 가능성이 매우 클 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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