• Smart Structures and Systems
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• 제21권4호
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• pp.421-433
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• 2018

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) cable has good mechanical properties and corrosion resistance. However, the anchorage of CFRP cable is a big issue due to the anisotropic property of CFRP material. In this article, a high-efficient bonding anchorage with novel configuration is developed for CFRP cables. The acoustic emission (AE) technique is employed to evaluate the performance of anchorage in the fatigue test and post-fatigue ultimate bearing capacity test. The obtained AE signals are analyzed by using a combination of unsupervised K-means clustering and supervised K-nearest neighbor classification (K-NN) for quantifying the performance of the anchorage and damage evolutions. An AE feature vector (including both frequency and energy characteristics of AE signal) for clustering analysis is proposed and the under-sampling approaches are employed to regress the influence of the imbalanced classes distribution in AE dataset for improving clustering quality. The results indicate that four classes exist in AE dataset, which correspond to the shear deformation of potting compound, matrix cracking, fiber-matrix debonding and fiber fracture in CFRP bars. The AE intensity released by the deformation of potting compound is very slight during the whole loading process and no obvious premature damage observed in CFRP bars aroused by anchorage effect at relative low stress level, indicating the anchorage configuration in this study is reliable.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.66-76
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• 2002

본 연구는 지하구 미분무수 소화설비 적용에 관한 것으로, 화재 초기에 신속한 소화를 통한 케이블 열적손상의 최소화와 신속한 본래 기능의 회복을 위한 소화 시스템의 최적화에 그 목적이 있으며, 이를 위해 미분무수 노즐개발을 위한 화재실험을 수행하였다. 실험은 2.5m(H)$\times$2.5m(W)$\times$25m(D)의 콘크리트 지하구에서 소화설비가 작동되지 않는 경우와 2가지 종류의 미분무수노즐이 적용되는 경우를 수행하였다. 실험 결과 소화설비의 개입이 없는 경우, 2분 이내에 열적 변형에 의한 치명적인 손상을 입었으며, 2～3분 경과 후 케이블의 내부까지 손상되었다. 노즐적용실험의 결과, 타입 1(입자분포 약 470$\mu{m}$)노즐과 타입 2(입자분포 약 650$\mu{m}$) 노즐은 모두 케이블의 피해 온도제어($4000^{\circ}c$ 이하)를 만족하였다. 실험을 통하여 지하구 공간특성에 적합한 미분무수 헤드의 특성을 설정할 수 있었으며, 그 성능을 입증할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권4호
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• pp.583-607
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• 2016

One of the main applications of seismic risk assessment is that an specific design could be selected for a bridge from different alternatives by considering damage losses alongside primary construction costs. Therefore, in this paper, the focus is on selecting the shape of pylon, which is a changeable component in the design of a cable-stayed bridge, as a double criterion decision-making problem. Different shapes of pylons include H, A, Y, and diamond shape, and the two criterion are construction costs and probable earthquake losses. In this research, decision-making is performed by using developed seismic risk assessment process as a powerful method. Considering the existing uncertainties in seismic risk assessment process, the combined incremental dynamic analysis (IDA) and uniform design (UD) based fragility assessment method is proposed, in which the UD method is utilized to provide the logical capacity models of the structure, and the IDA method is employed to give the probabilistic seismic demand model of structure. Using the aforementioned models and by defining damage states, the fragility curves of the bridge system are obtained for the different pylon shapes usage. Finally, by combining the fragility curves with damage losses and implementing the proposed cost-loss-benefit (CLB) method, the seismic risk assessment process is developed with financial-comparative approach. Thus, the optimal shape of the pylon can be determined using double criterion decision-making. The final results of decision-making study indicate that the optimal pylon shapes for the studied span of cable-stayed bridge are, respectively, H shape, diamond shape, Y shape, and A shape.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.287-292
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• 2012

본 연구에서는 다채널 자속누설 센서를 이용하여 강케이블의 국부손상을 검색하였다. 먼저 자속누설 기법을 고정된 케이블 구조물에 적용하기 위해 프로토타입의 8채널 자속누설 센서헤드를 제작하였고, 국부손상이 발생한 케이블을 구현하기 위하여 PVC 파이프에 강케이블을 채워 강케이블 다발 시편을 제작하였고, 케이블 시편 외부 및 내부에 다양한 크기 및 방향을 가지는 국부손상을 단계적으로 발생시켰다. 이와 같이 제작된 강케이블 시편을 대상으로 각 손상단계에서 자속누설 센서헤드를 이용하여 자속신호를 스캔하고 출력전압으로 표현하였다. 이어서 일반극치분포를 이용해 손상유무를 판단할 수 있는 기준이 되어줄 임계값을 설정하였고, 이를 각 채널에서 계측된 자속신호와 비교하여 객관적인 손상판단을 수행하였다. 또한 케이블 모니터링에 있어 가장 중요한 정보인 손상의 길이방향 위치를 효과적으로 검색하기 위해 모든 채널의 자속값을 합하여 총합값의 형태로 임계값과 함께 나타내었다. 최종적으로 임계값을 초과한 부분의 길이방향 및 원주방향 위치를 실제 손상과 비교함으로써 본 기법의 국부손상 검색 가능성을 살펴보았다.

• Wind and Structures
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• 제28권4호
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• pp.225-238
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• 2019

In this paper a novel and efficient computational framework to estimate the stress range versus number of cycles curves experienced by a cable due to external excitations (e.g., seismic excitations, traffic and wind-induced vibrations, among others) is proposed. This study is limited to the wind-cable interaction governed by the Vortex Shedding mechanism which mainly rules cables vibrations at low amplitudes that may lead to their failure due to bending fatigue damage. The algorithm relies on a stochastic approach to account for the uncertainties in the cable properties, initial conditions, damping, and wind excitation which are the variables that govern the wind-induced vibration phenomena in cables. These uncertainties are propagated adopting Monte Carlo simulations and the concept of importance sampling, which is used to reduce significantly the computational costs when new scenarios with different probabilistic models for the uncertainties are evaluated. A high fidelity cable model is also proposed, capturing the effect of its internal wires distribution and helix angles on the cables stress. Simulation results on a 15 mm diameter high-strength steel strand reveal that not accounting for the initial conditions uncertainties or using a coarse wind speed discretization lead to an underestimation of the stress range experienced by the cable. In addition, parametric studies illustrate the computational efficiency of the algorithm at estimating new scenarios with new probabilistic models, running 3000 times faster than the base case.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.121-125
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• 2018

본 연구에서는 음향 방출 기법을 사용하여 강연선(7-wire strand)의 손상을 감지하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 강연선은 주로 교량에 추가적인 인장력을 제공하기 위해 널리 사용되는 건설 자재이다. 프리스트레스 교량 또는 사장교가 대표적인 경우이다. 그러나 교량 노화가 급격히 진행되면서 강연선 부식 문제가 대두되고 있다. 이러한 이유로 케이블 점검을 위한 다양한 비파괴 방법이 연구되고 있고 현장 적용이 시도되고 있다. 비파괴 방법 ??중 하나인 음향 방출 기법은 케이블 손상 및 파단을 감지하는 효과적인 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 음향 방출 기법의 교량에 대한 적용 가능성을 평가하기 위해 강연선의 손상에 따른 음향 방출 신호 특성을 인장 실험을 분석 하고, 현장 적용을 위한 최적 센서 주파수 타입을 선정하였다. 결과적으로, 음향 방출 기법을 활용하여 향후 교량 케이블의 부식 파단 및 파단 징후를 감지 할 수 있다고 여겨진다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.77-85
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• 2020

본 연구에서는 2주탑 콘크리트 사장교를 대상으로 경계조건에 따른 지진 취약도 곡선을 작성하고, 경계조건이 교량의 지진 취약도에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 대상교량에 대한 해석모델이 Midas Civil을 사용하여 구축되었고 Fiber요소와 콘크리트, 철근의 재료모델을 적용하여 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 주탑과 보강형 사이의 경계조건을 강결, 비구속, 포트받침, 면진받침의 총 4가지로 구분하여 각각의 경계조건에 대해 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 주탑의 소성힌지구간과 연결부, 케이블을 취약부재로 선정하고 이 부재들에 대해 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 분석결과 주탑의 소성힌지구간과 연결부에서는 면진받침모델이 가장 낮은 손상확률을 나타내고, 케이블의 지진 취약도는 경계조건에 의한 영향이 다른 부재에 비해 크지 않은 것을 알 수 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.35-45
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• 2023

본 논문에서는 항공기용 차폐 케이블의 구조에 따른 간접낙뢰의 영향성을 분석하고, 차폐력 향상을 위한 차폐 케이블 구조를 분석하였다. 항공기에서 케이블은 부품 중에 가장 많은 비중을 차지하고 있고, 항공기 프레임과 전자기기들이 연결되어 있어 영향을 많이 줄 수 있다. 특히, 간접낙뢰 노이즈는 항공 전자기기 오동작 및 손상을 발생시킬 수 있어, 차폐 케이블을 활용하여 간접낙뢰 노이즈로 인한 피해를 줄일 수 있다. 항공기용 차폐 케이블의 차폐층 유무, 내심, 절연체 등의 케이블 구조에 따른 간접낙뢰 영향성 분석을 진행하였다. 또한, 간접낙뢰 공인 규격인 RTCA DO-160G Sec. 22를 적용하여 시뮬레이션 및 실험하여 검증하였다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제35권3호
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• pp.197-204
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• 2019

A tree-length harvesting system using the HAM300, which is mounted on a farm tractor prototype machine, have been recently introduced in South Korea for thinning old (>30 years) forests. However, no research has previously been conducted on the characteristics of residual stand damage associated with cable yarding systems on thinning treatment stands in South Korea. Therefore, there were assessed on the degree and quantity of residual stand damage caused by felling and yarding process to broaden the knowledge of residual stand damage on semi-mechanized skyline thinning operations. This study investigated scar size, direction, area, shape type and their distribution on the residual stand damage caused by felling and yarding operations. Damage to residual trees was generated for 7.4% and 6.9% of residual trees in felling and yarding operations, respectively. Damaged direction of scars was located in front-side (38.9%) and up-side (34.7%) for felling operations while the highest scar damage was found on down-side (44.6%) for yarding operations. Scar heights of felling damage were higher than those of yarding damage. In yarding operation, the most of the scars was located within l0m from the center of the skyline corridor. These results should be useful information for forest managers and landowners to reduce residual stand damages and retain valuable timber volume from thinning treatments.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.191-195
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• 2015

Inside the existing superconducting cables, the superconducting wire carries a loss-free current, and the cable former (the stranded copper wire) bypasses the fault current to prevent damage and loss of the superconducting cable when the fault current is applied. The fault-current-limiting-type superconducting cable proposed in this paper usually carries a steady current; but in a fault state, the cable generates self-resistance that makes the fault current lower than a certain width. That is, the superconducting cable that transmitted only a low voltage and a large capacity power repetitively limits the fault current, as does a superconducting current limiter. To complete this structure, it is essential to investigate the mutual resistance relationship between the superconducting wires after applying a fault current. Therefore, in this paper, one kinds of superconducting wires (a wire without a stabilization layer) were connected parallel 4 tapes, respectively; and after applying a fault current, the current, voltage, resistance and thermal stability of the HTS thin-film wires were examined.