• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.27-34
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• 2020

구조물에 대한 축대칭 쉘요소는 지반과 구조물의 상호작용에 대한 유한요소해석에서 효율성과 정확성을 높이게 된다. 본 논문에서는 Kirchhoff 이론에 근거한 축대칭 쉘요소의 힘평형 방정식과 모멘트 평형 방정식을 유도하였다. 축방향 변형에 대한 지배방정식은 등매개변수 형상함수를 이용한 Galerkin 수식화를 수행하고, 휨에 대한 지배방정식은 고차의 형상함수를 이용하였다. 개발된 축대칭 쉘요소는 지반과의 연계해석을 위하여 지반해석 유한요소 프로그램인 Geo-COUS에 결합하였다. 원형판과 액체 저장 탱크에 대한 예제해석을 통하여 개발된 요소의 정확성을 확인하였다. 그리고 축대칭 쉘요소에 대한 에너지 평형방정식을 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제11권5호
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• pp.161-170
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• 1994

This paper presents the performance and problems in analysis method and testing system of Electronic Speckle Pattern Interfermetry(ESPI) method, in measuring two-dimensional in- plane displacement. The analysis result of measurement by ESPI is quite comparable to that of measurement by strain gauge method. This implieds that the method of ESPI is a very effective tool in non-contact two-dimensional in-plane strain analysis. But there is a controversial point, measurement error. This error is discussed to be affected not by ESPI method itself, but by its analysis scheme of the interference fringe, where the first-order interpolation has been applied to the points of strain measured. Further development of advanced first-order interpolation method is being undertaken for the more precise in-plane strain measurement.

• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.270-278
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• 2020

본 논문은 원통형 임피던스 튜브내에 설치된 다중 미세천공판(Micro-Perforated Plate, MPP)의 음향투과를 해석적으로 구하는 방법을 다루었다. 판의 진동을 무한 급수의 합으로 전개하였는데 반경방향으로는 Bessel 함수를 포함한다. 평면파 가정하에서 저주파수 대역의 근사식을 유도하였으며 전달함수법을 이용하여 다중 MPP에 대한 음향투과율 공식을 제시하였다. 단일과 이중 MPP의 음향투과손실(Sound Transmission Loss, STL)을 본 논문에서 제안한 공식을 이용하여 계산하였으며 유한요소법(Finite Element Method, FEM)을 사용한 결과와 잘 일치 하였다. 천공율이 증가할수록 STL은 감소하는데 이는 판의 진동보다는 천공율이 더 큰 영향을 주기 때문이다. STL은 판의 공진주파수에서 골(dip)을 보이며 이중 MPP의 STL은 질량-스프링-질량 진동에 해당하는 공진주파수에서 골을 보인다. 본 연구에서 제안한 STL 예측 모델은 임의의 개수의 다중 MPP에 적용이 가능하며 각각의 판은 미세천공을 포함하거나 포함하지 않는 두 가지 경우가 모두 가능하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.53-66
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• 2007

말뚝과 토목섬유로 지지된 성토지반의 아칭효과를 규명하기 위하여 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험에서는 단독캡 말뚝을 상하이동이 가능한 철판 사이에 일정간격으로 설치하고, 토목섬유를 포설한 후 성토를 실시하였다. 모형실험에서는 침하판을 하강시킴으로써 연약지반의 침하를 모사하였으며, 침하판이 하강함에 따라 성토지반에 지반아칭이 발휘되었다. 성토지반과 토목섬유의 변형거동은 카메라로 관찰하였다. 또한 계측시스템을 통하여 말뚝캡에 작용하는 하중과 토목섬유의 인장변형률을 측정하였다. 모형실험결과 연약지반부의 침하가 발생할 때, 지반아칭효과로 인하여 말뚝으로 전이되는 성토하중이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이때 토목섬유가 설치되지 않은 경우는 말뚝에 작용하는 하중이 최대값에 도달한 후 감소하는 반면, 토목섬유로 복합지지된 경우는 침하에 따라 말뚝하중이 점진적으로 증가하면서 일정한 값으로 수렴한다. 이것은 토목섬유에 의한 보강이 성토지반의 변형 억제에 효과적임을 나타내는 것이다. 한편, 침하유발시 말뚝캡 사이의 토목섬유는 원호형태로 변형을 일으키는 것으로 나타났다. 말뚝과 토목섬유로 지지된 성토지반에서 말뚝캡으로 전이되는 성토하중은 지반아칭효과와 토목섬유의 인장변형률을 고려함으로써 모형화할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.323-336
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• 2018

Machine foundations with impact loads are common powerful sources of industrial vibrations. These foundations are generally transferring vertical dynamic loads to the soil and generate ground vibrations which may harmfully affect the surrounding structures or buildings. Dynamic effects range from severe trouble of working conditions for some sensitive instruments or devices to visible structural damage. This work includes an experimental study on the behavior of dry dense sand under the action of a single impulsive load. The objective of this research is to predict the dry sand response under impact loads. Emphasis will be made on attenuation of waves induced by impact loads through the soil. The research also includes studying the effect of footing embedment, and footing area on the soil behavior and its dynamic response. Different falling masses from different heights were conducted using the falling weight deflectometer (FWD) to provide the single pulse energy. The responses of different soils were evaluated at different locations (vertically below the impact plate and horizontally away from it). These responses include; displacements, velocities, and accelerations that are developed due to the impact acting at top and different depths within the soil using the falling weight deflectometer (FWD) and accelerometers (ARH-500A Waterproof, and Low capacity Acceleration Transducer) that are embedded in the soil in addition to soil pressure gauges. It was concluded that increasing the footing embedment depth results in increase in the amplitude of the force-time history by about 10-30% due to increase in the degree of confinement. This is accompanied by a decrease in the displacement response of the soil by about 40-50% due to increase in the overburden pressure when the embedment depth increased which leads to increasing the stiffness of sandy soil. There is also increase in the natural frequency of the soil-foundation system by about 20-45%. For surface foundation, the foundation is free to oscillate in vertical, horizontal and rocking modes. But, when embedding a footing, the surrounding soil restricts oscillation due to confinement which leads to increasing the natural frequency. Moreover, the soil density increases with depth because of compaction, which makes the soil behave as a solid medium. Increasing the footing embedment depth results in an increase in the damping ratio by about 50-150% due to the increase of soil density as D/B increases, hence the soil tends to behave as a solid medium which activates both viscous and strain damping.

• 대한토목학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.1-13
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• 1982

원구멍과 타원구멍을 갖는 두 개의 강판(鋼板)에 완전교번하중(完全交番荷重)(completely reversed load, completely alternating load ;같은 크기의 인장(引張) 압축(壓縮)의 반복)을 가할 때 유한요소법(有限要素法)을 써서 강복요소(降伏要素)가 발생하는 단계마다 각 절점(節點)의 변위(變位), 각 요소(要素)의 응력(應力) 및 변형률(變形率), 하중(荷重)의 크기 등을 계산하여 파괴력학적(破壞力學的)인 검토를 행하였다. 이로부터, 강판(鋼板)의 파괴기구(破壞機構)를 밝히는 데에 핵심이 된다고 생각되는 응력확대계수(應力擴大係數)를 계산할 수 있는 토대가 마련되었으며, 흠선단(先端)의 응력집중(應力集中)현상과 소성역(塑性域)의 변화과정이 밝혀졌다. 또, 재하(載荷) 중에 강복(降伏)을 경험한 부분에서는 강하(降荷)때에 영구변형(永久變形)(잔류변형(殘留變形))이 남게 되고 이것이 나머지의 제하(除荷)를 구속(拘束)하여 반대방향의 재하(載荷)의 효과를 일으킴으로서 흠선단(先端)에 가까운 부분에는 인장(引張) 후의 제하(除荷) 때에 심지어 압축재강복(壓縮再降伏)까지, 압축(壓縮) 후의 제하(除荷) 때에는 심지어 인장재강복(引張再降伏)까지 일으키며 이들이 인장(引張) 및 압축(壓縮)의 재하(載荷) 중의 강복(降伏)과 교번(交番)으로 반복됨으로써 흠선단(先端)에 파로(波勞)현상을 초래하게 된다는 사실을 예견할 수 있었다. 아울러 흠이 원구멍일 때와 타원구멍일 때의 계산결과를 비교하여 홈이 예리한 균열에 가까워질수록 빨리 파괴에 달하게 된다는 사실을 확인할 수 있었다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제10권1호
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• pp.40-46
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• 2017

Small valves including ball valves, gate valves and butterfly valves have been adopted in the fields of steam power generation, petrochemical industry, carriers, and oil tankers. Butterfly valves have normally been applied to fields where in narrow places installing the existing valves such as gate valves and ball valves have proven difficult due to the surrounding area and the heavier of these valves. Butterfly valves are used to control the mass flow of the piping system under low pressure by rotating the circular disk installed inside. The butterfly valve is benefitted by having simpler structure in which the flow is controlled by rotating the disc circular plate along the center axis, whereas the weight of the valve is light compared to the gate valve and ball valve above-mentioned, as there is no additional bracket supporting the valve body. The manufacturing company needs to acquire the performance and life test equipment, in the case of adopting the improving factors to detect leakage and damage on the seat of the valve disc. However, small companies, which are manufacturing the industrial valves, normally sell their products without the life test, which is the reliability test and environment test, because of financial and manpower problems. Furthermore, the failure mode analysis of the products failed in the field is likewise problematic as there is no system collecting the failure data on sites for analyzing the failures of valves. The analyzing and researching process is not arranged systematically because of the financial problem. Therefore this study firstly tried to obtain information about the failure data from the sites, analyzed the failure mode based on the field data collected from the customers, and then obtained field data using measuring equipment. Secondly, we designed and manufactured the performance and life test equipment which also have the real time monitoring system with the naked eye for the butterfly valves. The concept of this equipment can also be adopted by other valves, such as the ball valve, gate valve, and various others. It can be applied to variously sized valves, ranging from 25 mm to large sized valves exceeding 3000 mm. Finally, this study carries out the life test with square wave pressure, using performance and life test equipment. The performance found out that the failures from the real time monitoring system were good. The results of this study can be expanded to the other valves like ball valves, gate valves, and control valves to find out the failure mode using the real time monitoring system for durability and performance tests.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.39-50
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• 2007

원형 혹은 H형 단면의 표지판지주에 소형차가 충돌할 때 차량 및 지주의 거동을 확인하기 위하여 Barrier VII 프로그램을 이용한 시뮬레이션을 실시하였다. 이 프로그램은 연성 베리어에 충돌하는 차량의 운동과 베리어의 변위를 해석하는 프로그램이나, 지주를 수평 빔 요소로 하고 각 노드에 강성을 조절한 기둥 요소로 연결함으로써 소형지주에 대한 충돌해석이 가능함을 보였다. 0.9ton 소형차가 기초와 강결된 파이프형태의 소형 지주에 30km/h, 60km/h, 70km/h 110km/h의 속도로 충돌하는 경우, 0.9ton 소형차와 1.35ton 중형차가 기초에 강결된 H형 단면 지주에 110km/h의 속도로 충돌하는 경우, 그리고 0.9ton 소형차가 분리되는(slip base) 형태로 기초에 연결된 파이프형태의 소형 지주에 110km/h의 속도로 충돌하는 경우 등 총 7가지 경우에 대한 시뮬레이션을 실시하여 지주의 변형과 충돌차량의 거동을 분석하였다. 시뮬레이션을 통하여 고속충돌 시 기초에 강결 된 원형지주의 경우 과다한 휨 변형으로 표지판과 차량 전면부와의 충돌위험성이 있고 H형 지주와 같이 비교적 큰 표지판용 지주는 소형차 충돌 시 지주의 변형은 거의 없고 차량에 가해지는 충격력, 지주가 과다하게 차체 안으로 침투할 위험성이 크다는 사실과 breakaway 장치로 단부처리를 하는 경우 위험이 줄어들 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.581-586
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• 2018

주철 맨홀뚜껑은 제조과정에서 환경오염을 유발하며, 작업환경은 매우 열악하다. 또한, 맨홀 뚜껑의 높이와 도로 표면의 높이가 일치하지 않은 경우에는 많은 불편을 초래하며 안전에도 문제를 야기한다. 본 연구에서는 주철 맨홀뚜껑을 대체할 수 있고, 도로 노면 공사 시 도로 노면 높이와 맨홀 뚜껑의 높이를 동일하게 맞추기 용이한 높이 조절이 가능한 강재 맨홀 뚜껑 구조를 제안하였다. 요구되는 품질 성능을 만족시키기 위한 맨홀 뚜껑의 구조에 대한 설계변수를 파악하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 요구되는 내하중 용량을 만족하는 맨홀뚜껑을 제작하기 위하여 ㄷ자 모양의 보강대에 대하여 최적 설계를 수행하였다. 높이조절부의 원통과 하부 프레임 원통은 강판을 굽힘 가공하여 원형의 형상으로 만든 후 용접에 의하여 제작하였다. 또한, 보강대도 강판을 굽힘 가공하여 제작하였다. 높이 조절용 홈은 CNC 밀링머신에 의하여 가공하였다. 4차례의 시제품을 제작하여 내하중 실험을 수행하였으며, 시험의 결과를 반영하여 새로이 제작하였다. 내하중 시험에서 용접부의 파손은 발생하지 않았으며, 주로 변형은 높이조절 홈과 가셋트 판이 접촉하는 부위에서 발생하였다. 450kN의 부하 하중에 의해 1~2.7mm의 변형이 발생하지만, 하중을 제거한 후에 거의 잔류변형이 없으며, 맨홀뚜껑의 분해 및 재조립이 가능하기 때문에 내하중 평가도 만족하는 것으로 판정받았다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권2호
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• pp.117-123
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• 2001

멸치초망어업에서는 반사갓에 AC 100V, 1kW 백열등 1개를 끼워서 집어등으로 사용하고 있다. 집어등은 저층에 있는 어군을 표층까지 부상시키고, 또한 표층에 유집된 어군을 자루그물로 유도하는 역할을 수행하고 있다. 본 연구에서는 멸치군을 유효하게 집어, 유도할 수 있는 집어 등을 구명하기 위한 기초연구로서 현재 초망어업에서 사용되고 있는 반사갓의 방사효율과 1kW 백열등의 파장별 방사특성을 계측하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 반사갓은 백열등의 방사효율을 1.8배 정도 증가시켰으며, 전구를 중심으로 원형에 가깝게 빛을 수중으로 방사시켰고, 이는 수중광도계로 측정한 방사조도와도 잘 일치하였다. 2. 공기중에서 백열등의 방사조도는 994nm의 파장에서 최대치를 보인 반면 심도 0.5m, 1.0m 층에서 최대치를 보인 반면 심도 0.5m, 1.0m층에서는 모두 690nm의 파장에서 최대치를 보였다. 3. 집어등의 연직 하방에 있어서 심도(x)과 수중조도(y)와의 관계식은 다음과 같다. y=146.03e 상(-0.37x) 4. 1kW 백열등의 빛은 정횡방향보다 연직방향쪽으로 많이 투과되었으며, 집어등 직하에서의 빛은 심도 20m이심에는 도달하지 않는다고 추정된다.