• Tribology and Lubricants
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• 제18권3호
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• pp.194-203
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• 2002

This paper is the first step fur thermo-mechanical stress analyses of part with coated layer under contact load. A lot of coated material is applied in many structures to endure severe situation, like thermal stresses, high temperature gradients, irradiation, impacts by microscopic meteorites, and so on. In this part we are going to apply the FEM to analyze space parts with a coated layer subjected to a contact load thermo-mechanically. Coating layer is very thin in comparision with the structure, therefore it should take more times and behaviors to analyze whole model. In these reason we develop the FEM method of analyzing part with coated layer under contact load using partial model. Steady state temperature distribution of the part is obtained first, and then we apply quasi-static external load on the part. To obtain the final stage of solution, we compute the total solution, and by subtracting the thermal strain from the total ones we get the mechanical strains to compute stresses of the parts. In using the FEM, one has to discretize the model into many sub-domain, finite elements. The method is consisited of two steps. First step is to analyze the whole model with rather coarse meshes. Second step we cut a small region near the loading point, and analyze with very fine meshes. This method is allowable by the Saint-Venant's principle. And then, we finally shall check the therma1 load on the stresses of the space part with coating layer with or without substrate cracks. Then, we predict the actual behaviors of the part used in space.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.267-273
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• 2020

석션 앵커는 비교적 간편한 설치 방식과 높은 안정성으로 인해 부유식 구조물을 고정하기 위한 기초로 사용된다. 최근, 허용 변위가 작은 부유식 구조물이 증가함에 따라, 석션 앵커의 유발 변위 평가에 대한 수요가 높아졌다. 하지만, 기존 석션 앵커의 연구는 앵커 지지력 평가에 초점을 두었으며, 앵커의 변위에 관한 연구는 중점적으로 수행되지 않았다. 특히, 경사진 하중을 받는 석션 앵커의 주된 변위인, 회전 거동을 평가한 연구는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 경사 인발 하중이 작용하는 석션 앵커의 회전 거동을 모형실험을 통해 비교 및 분석 하였다. 모형실험은 센트리퓨지 실험 장비를 사용하였으며, 실험 변수로는 하중의 경사도, 앵커의 크기 및 종횡비가 고려되었다. 하중-회전 변위 곡선을 산정하여, 실험 변수에 따른 석션 앵커의 회전량을 비교하였다. 실험 결과, 석션 앵커의 회전 거동은 하중의 경사도에 큰 영향을 받았으며, 앵커의 크기 및 종횡비에 따른 회전량의 차이는 크지 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.137-148
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• 2010

본 연구에서는 기존 엑스트라도즈드교와 PSC 사장교 사이의 영역인 주탑고비 1/6~1/7의 고주탑을 적용하여 엑스트라도즈드교의 구조적, 경제적 특성을 평가하였다. 주탑고가 증가함에 따라 사재의 연직하중 분담율의 증가와 함께 변동응력도 증가하여 사재의 피로안정성이 주요 설계변수임을 알 수 있었다. 국내에서는 엑스트라도즈드교의 설계기준 부재로 인하여 일본 설계기준을 준용하고 있다. 또한, 피로 검토하중도 정립되지 않고 있어 본 연구에서는 일본 피로 검토하중에 대응하는 국내 활하중을 적용 검토하여 DL24 하중이 피로 검토하중으로 적정함을 알 수 있었다. 제시된 피로 검토하중을 적용하여 주탑고, 주거더의 강성, 케이블 면수 등을 매개변수로 엑스트라도즈드교의 구조적, 경제적 특성을 검토하였다. 본 연구의 결과로써 일면 케이블 배치가 이면 케이블 배치보다 경제적임을 알 수 있었다. 또한, 주탑고비가 1/6의 변단면 고주탑 엑스트라도즈교에서 연직 하중분담율이 30~50% 이내로 모든 사재가 허용변동응력 이내로 들어와 사재를 효율적으로 사용할 수 있어 가장 경제적임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 기존의 엑스트라도즈드교보다 높은 주탑고를 적용함에 따라 구조적, 경제적으로 효율성을 높일 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.98-105
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• 2021

본 연구에서는 우주발사체용 복합재 산화제탱크의 구조 강건성을 검증하기 위해 수행된 정하중시험 결과를 제시하였다. 먼저, 복합재 산화제탱크 정하중시험에 사용된 시험장비를 소개하고, 복합재 산화제탱크가 만족해야 하는 시험 요구도를 설명하였다. 그리고, 정하중 시험치구, 유압, 제어장비, 데이터획득장비로 구성되는 시험셋업 구성도를 제시하였고, 전단, 등가압축, 굽힘, 조합시험으로 구성된 복합재 산화제탱크 정하중 시험의 하중 프로파일을 제시하였다. 하중 제어의 결과로 시험하중 증가에 따른 각 하중부과기에서 입력하중과 출력하중 사이의 오차와 각 로드셀 A와 b 채널사이의 오차를 제시하여 본 시험의 신뢰성을 확인하였다. 정하중 시험 결과로, 각 시험에서 하중부과기의 하중은 허용 오차 범위 내에서 적절히 잘 제어되었으며, 시험시편도 요구 하중 내에서 파손이나 심각한 구조적 결함을 유발하는 좌굴은 발생하지 않는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권8호
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• pp.31-42
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• 2019

최근에 시공된 건축현장의 73개 설계 자료를 분석하여 매입 PHC말뚝에 대한 설계 현황을 고찰하였다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 사용하고 있는 극한지지력 산정공식에 따라 산정한 전체지지력에 대한 주면마찰력의 분담율(SRF)는 20~53%로 나타났다. 극한주면마찰력이 과소평가되는 지지력 산정공식에 대한 개선이 필요한 것으로 판단되었다. PHC말뚝의 재료 성능에 대한 평균 설계 효율은 약 70%이었으며 지반 지지력에 대한 평균 설계 효율은 약 80%이었다. 즉, 지반의 설계 효율은 PHC말뚝의 설계 효율보다 약간 높은 수준으로 나타나고 있었다. 이는 지반 지지력을 설계하중보다 동등한 수준 또는 그것보다 약간 높은 수준으로 계산하고 있는 설계 현황에 기인한 것으로 판단되었다. 지반의 허용지지력을 PHC말뚝의 허용연직압축하중보다 높은 수준으로 산정하여야 할 것으로 판단되었다. 매입 PHC말뚝의 지지력 산정공식에서는 극한주면마찰력이 극한선단지지력보다 상대적으로 2.2배 정도 낮은 수준으로 계산되었다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 적용하고 있는 극한지지력 산정공식들은 모두 국외 지반을 대상으로 개발되었으며 국내 지반에 대한 적용성 검증 없이 도입되어 사용되어 오고 있었다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 적용할 지지력 산정공식의 개선이 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.27-37
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• 2010

해상 매립 간척지와 같은 지반에서는 말뚝기초에서 주변 지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하함에 따라 하향력이 발생하게 되며, 이 하항력은 말뚝의 침하량과 말뚝재료의 응력을 증가시켜서 기초의 안전 및 상부구조물의 사용성에 영향을 미치게 된다. 현재 국내에서는 부주면마찰력을 고려한 말뚝의 허용압축지지력 공식이 존재하나 그 적용성에 있어서 정확한 기준이 없는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 수치해석을 실시하여 부주면마찰력이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 분석하고 지지력 산정식의 적용성 검토를 수행하였다. 국내 대표적 해양 매립 간척지라고 할 수 있는 연세대 송도국제화복합단지의 지반과 말뚝 조건을 모델링하여 선단지지 여부에 따른 수치해석을 수행하여, 그에 따른 부주면마찰력의 발생 특성에 대한 경향을 파악하였다. 또한 수치해석을 통하여 얻어진 하중-침하 곡선을 통하여 극한하중을 산정하고 그에 따른 두부하중 작용 시 발생하는 부주면마찰력을 고려하여 허용지지력 공식의 적용성을 검토하였다. 그 결과 부주면마찰력 발생이 지반의 지지력에 미치는 영향은 미미하나, 침하량 및 말뚝 재료의 허용응력에는 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한지지력에 안전율 3을 적용해 산정된 허용지지력과 비교시 부마찰력을 고려한 허용지지력산정법에 안전율 3을 사용한 경우 과소평가하는 경향을 보였으나 2를 적용한 경우 말뚝종류에 따라 유사하게 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.379-385
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• 2013

본 연구에서는 IGM 구간에서 주면마찰력을 활용하여 지지력을 확보하기 위해 선단부에만 부분적으로 현장타설말뚝을 시험시공하고 IGM 이론의 적용성을 분석하였다. 시험시공 현장의 지반조사와, 교란여부, 거칠기 상태를 측정하여 IGM 이론 적용을 위한 지반특성을 점성, 비교란, 매끄러운 상태로 분석하였다. 또한, 정재하시험 및 하중전이시험을 통해 허용지지력과 심도별 주면마찰력을 산정한 결과, 주면마찰력은 심도가 깊어질수록, 기준침하량이 클수록 증가하는 것으로 평가되었으며, 심도와 매우 높은 상관성을 보였다. 일축압축강도($q_u$)는 점성 IGM에서 가장 중요한 변수이나, 화강풍화암 구간에서 직접 측정이 불가능하므로 정재하시험 및 하중전이시험 결과와 N값을 이용하여 $q_u$값을 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.185-196
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• 1996

이 연구의 목적은 원자력발전소 페라이트 배관에 존재하는 원주방향 표면균열을 평가하는데 사용되는 ASME Code Z-Factor를 수정하는데 있다. ASME Code Z-Factor는 소성하중을 탄소성하중으로 보정하는 하중 보정 계수로서, 현재 사용되는 ASME Code Z-Factor는 최대하중을 과소평가하는 문제점이 있다. 이 연구에서는 먼저 기존의 SC. TNP방법이 수정되었으며, 그 이유는 기존의 SC. TNP 방법으로 예측된 최대허용하중이 실험에서 측정된 방법보다 약간 큰 결과를 주는 문제가 있기 때문이다. 이 수정된 SC. TNP 방법을 사용하여 페라이트 배관에 대한 새로운 Z-Factor를 개발하였다. 수정된 SC. TNP 방법의 타당성 과 새로 개발된 Z-Factor의 타당성을 원주방향 표면균열을 갖는 배관에 대한 실험 결과를 통해 조사하였다. 평 가결과는 수정된 SC. TNP 방법은 페라이트 및 오스테나이트 배관의 원주 방향 표면균열의 거동을 잘 예측할 수 있음을 보여 주며, 또한 수정된 SC. TNP 방법으로 구한 새로운 Z-Factor는 페라이트 배관에 존재하는 원주방향 표면균열의 거동을 잘 예측할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.97-106
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• 2011

본 연구에서는 강관합성 현장타설말뚝의 수평재하시험을 수행하고, 공내재하시험과 표준관입시험 결과에 의한 지반반력계수를 평가하여, 말뚝 머리의 수평거동에 대한 다양한 해석법과 비교 분석하였다. 분석 결과, 표준관입시험의 N값에 의한 지반반력계수를 이용하는 방법은 말뚝의 허용 변위량 내에서 수평거동을 평가하기에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 반면 공내재하시험에 의한 지반반력계수를 이용하는 방법은 말뚝의 초기 수평거동을 비교적 잘 모사할 수 있었으며, 프레셔미터 곡선을 직접 말뚝머리의 p-y 곡선으로 이용하는 방법에서, 말뚝 재료에 대한 보정계수를 도입하여 말뚝머리의 수평거동을 타당하게 평가할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.51-60
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• 2008

쏘일네일링 공법은 국내에서 지하굴착시 가시설 벽체뿐만 아니라 사면보강에도 많이 사용하고 있는 공법으로 실물크기의 쏘일네일링 벽체에 관한 연구는 주로 현장계측결과 및 현장인발시험결과에 국한된 연구가 대부분이다. 특히 쏘일네일링 보강벽체에 대한 대형파괴재하시험과 관련된 학술적 연구 성과는 거의 없는 상태이다. 이 연구에서 쏘일네일링 보강벽체에 대한 대형파괴재하시험 사례를 소개하고 이를 통해 규명된 쏘일네일링 보강벽체의 거동특성과 유지관리차원에서 활용 가능한 벽체의 사용한계에 해당하는 허용변위 및 벽체의 파괴상태에 해당하는 극한변위를 제시하였다. 또한 하중비와 발생 변위비의 관계로 부터 쏘일네일링 보강벽체의 사용성에 이상이 없는 최소한의 소요안전율에 대한 제시가 이루어졌다.