• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.77-84
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• 2007

본 연구에서는 이방성 재료로 구성된 파형 관로의 좌굴 거동을 분석하였으며, 좌굴거동에 영향을 미치는 변수로서 파형의 높이와 길이, 암거의 직경과 두께가 고려되었다. 또한 이방성 재료의 특성을 고려하여, 길이방향의 강성과 원주방향의 강성도 함께 좌굴거동에 영향을 미치는 인자로서 고려되었다. 다양한 형상의 파형 관로에 대해 유한요소해석을 수행하여 매개변수연구를 하였으며, 유한요소해석 결과를 바탕으로 이방성 재료로 구성된 파형 관로의 좌굴강도를 추정할 수 있는 간략식을 제안하였다. 해석결과, 파형 관로는 일반적인 평탄한 관로에 비해 우수한 좌굴강도를 보였으며, 제안식 또한 유한요소해석 결과에 근접하는 좌굴강도를 보여주었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.404-411
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• 2009

The steel pipe of steel-concrete composite piles increases the pile strength and induces the ductile failure by constraining the deformation of the inner concrete. In this research, the load-movement relations and the reinforcement effect by the outer steel pipe in the steel-concrete composite pile were analyzed by performing three-dimensional numerical analyses, which can simulate the yielding behavior of the pile material and the elasto-plastic behavior of soils. The parameters analyzed in the study include three pile materials of steel, concrete and composite, pile diameter and loading direction. As the results, the axial capacity of the composite pile was 1.9 times larger than that of the steel pipe pile and similar with that of the concrete pile. At the allowable movement criteria, the horizontal capacity of the composite pile was 1.46 times larger than that of the steel pile and 1.25 times larger than that of the concrete pile. In addition, the horizontal movement at the pile head of the composite pile was about 78% of that of the steel pile and about 53% of that of the concrete pile, which showed that the movement reduction effect of the composite pile was significant and enables the economical design of drilled shafts.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.35-45
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• 2004

최근 항공기, 자동차 등에 사용되어왔던 복합재료가 그 사용 영역을 넓혀 교량 상판, 상하수도용 관로 등에 적용되고 있다. 이러한 복합재료의 주요 장점은 고강도, 경량성, 그리고 뛰어난 내부식성으로 기존의 재료에 비해 많은 장점을 갖고 있으나, 이러한 재료의 정확한 특성 파악 및 이를 사용한 구족물의 거동의 정확한 분석의 어려움으로 복합재료의 적용이 활발히 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 이러한 요인이 복합재료를 토목구조물에 적용하는데 가장 큰 제한요소로 작용해 왔다. 본 연구에서는 복합재료 구조물의 해석을 위한 사전 연구로서, 현재 국내에서 사용되고 있는 GFRP 관로에 대한 재료특성 실험을 수행하여, 각각의 구성 적층재료별 재료 특성 및 전체 적층판에 대한 재료특성을 제공한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.31-38
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• 2019

PCFT말뚝의 하부에 PHC말뚝을 연결한 PCFT 복합말뚝에 대한 최적의 동재하시험 분석 방법을 도출하기 위하여 동일 현장에 시공된 강관 복합말뚝과 PCFT 복합말뚝에 대해 동재하시험을 실시한 후 CAPWAP분석 결과를 비교하였다. 그 결과 PCFT 복합말뚝에 대한 동재하시험 수행 시 변형률계와 가속도계는 상부 PCFT말뚝에서 강관을 제거한 후 내부 합성 PHC말뚝에 부착하는 것이 바람직하고, 이렇게 측정된 PCFT 복합말뚝의 입자 변위속도는 PHC말뚝 고유의 변형파 속도인 4,000m/sec과 동일하였다. 그리고 CAPWAP분석 시 PM과정을 통해 상부 PCFT말뚝의 재질을 PHC말뚝과 동일하게 하고 말뚝 단면적으로 콘크리트로 환산한 단면적을 사용했을 때 CAPWAP분석의 정확도가 가장 높은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권11호
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• pp.29-38
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• 2010

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 무리말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝간격, 말뚝직경 그리고 재하방향을 달리한 변수연구를 수행하였다. 그 결과 수직방향지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 90% 큰 것으로 나타났고, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일하게 나타났다. 그러고 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝보다 평균 50%, 콘크리트 말뚝보다 평균 22% 더 큰 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.174-179
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• 2021

유체 이송에 사용되는 강재 파이프는 신설과 도장, 또는 부식과 노후화로 인한 제반 시설 보수에 거대한 규모의 시간과 비용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 강재 파이프의 대체재로, 내부식성과 내화학성이 우수한 탄소섬유강화복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 파이프 구조의 최적화 설계를 수행하였다. 헬리컬 패턴 표면에 후프 패턴을 혼합적층하여 내구성을 향상시켰으며, 수분 환경에서의 에폭시 흡습 현상을 억제하기 위해, 할로이사이트 나노튜브(Halloysite Nanotube, HNT)를 첨가하였다. HNT/CFRP 파이프는 필라멘트 와인딩 공정으로 제작하였으며, 기계적 물성 시험과 70℃ 고온 증류수 환경하에서 흡습 시험을 진행하였다. 그 결과, 파이프 두께의 0.6%에 해당하는 후프 패턴의 적층 시, 가장 우수한 물성을 나타냈다. 또한 0.5 wt.% HNT 첨가 시 상대적으로 높은 내흡습성을 가졌으며, 층간 계면에서의 박리 현상이 지연되어 가장 낮은 강도 저하율을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.259-266
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• 2009

강관합성말뚝의 강관은 내부 콘크리트의 변형을 억제하여 말뚝강도를 증가시키고 연성파괴를 유도하는 보강효과를 발휘한다. 본 연구에서는 강관, 콘크리트, 강관합성 시험체에 대하여 수행된 압축재하 실험의 하중-변위 곡선을 모사할 수 있는 해석모델 및 입력물성값을 분석하였다. 그 결과, 강관은 von-Mises 모델, 그리고 콘크리트는 소성변형률에 따라 점착력과 팽창각을 감소시키는 변형률 연화모델을 적용하여 실험결과를 모사하였다. 또한, 콘크리트 내부의 철근은 항복 모멘트 적용 및 철근의 단면적을 감소시켜 모사하였다. 본 연구에서 적용된 해석기법은 실험결과와 비교하여 강관합성말뚝의 항복거동 및 보강효과를 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다. 실물크기 말뚝에 대한 변수연구를 수행한 결과, 강관 합성말뚝의 재료강도는 강관의 보강효과에 의해 축방향에 대해 약 10%, 횡방향에 대해 약 20~45% 증가하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권9호
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• pp.1260-1266
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• 2002

In this study, to make an excellent heat pipe, the manufacturing technology of a sintered wick was investigated. Making a sintered wick is known to be very difficult but it has many advantages. For example, the porosity and pore size can be controlled and the capillary force is great. The mixture of copper and pore former powder was used as a wick material and ceramic-coated stainless steel was used as a mandrel which is necessary for vapor flow. To analyze the feature of the manufactured wick, not only porosity and pore size were measured but also the sintered structure was observed. A heat pipe with sintered wick was manufactured and the performance test of the heat pipe was performed in order to review cooling performance. The performance test results for the 4mm diameter heat pipe with the sintered wick shows the stability since the temperature difference between a evaporator and a condenser of the heat pipe is less than 4.4$^{\circ}C$, and thermal resistance is less than 0.7$^{\circ}C$/W, In the meantime the composite wick that is composed with sintered and woven wire was also examined. The heat transfer limit of the heat pipe with composite wick was enhanced about 51%~60% compare to the one with sintered wick.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권2호
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• pp.171-186
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• 2020

This paper aims at providing insights on the use of thermosetting liner for the repair of offshore pipelines exposed to corrosion and leakage. The work which covers both experimental and numerical approaches were aspired due to the high cost of repair for pipelines, limitations of thermoplastic material and limited study of reinforced thermosetting liner. The experiment involves a destruction test called the burst test, carried out on an API 5L X42 carbon steel pipe under four case studies, namely (i) intact pipe, (ii) pipe with corrosion defect, (iii) pipe with corrosion defect and repaired with thermosetting liner and (iv) pipe with leakage and repaired with thermosetting liner. The numerical simulation was developed to first validate the experimental results and later to optimize the design of the thermosetting liner in terms of the number of layers required to restore the original strength of the pipe. The burst test shows an improvement in 23% of the burst capacity for the pipe with corrosion defects, after being repaired with a three-layer thermosetting liner. The parametric studies conducted showed that with an addition of thermosetting layers, the burst capacity improves by an average of 1.85 MPa. In conclusions, the improvement in strength can be further increased with increasing thickness of the thermosetting liner. The thermosetting liner was also determined to fail first inside the host pipe.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권4호
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• pp.515-526
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• 2017

Dynamic response of functionally graded Carbon nanotubes (FG-CNT) reinforced pipes conveying viscous fluid under accelerated moving load is presented. The mixture rule is used for obtaining the material properties of nano-composite pipe. The radial force induced by viscous fluid is calculated by Navier-Stokes equation. The material properties of pipe are considered temperature-dependent. The structure is simulated by Reddy higher-order shear deformation shell theory and the corresponding motion equations are derived by Hamilton's principal. Differential quadrature (DQ) method and the Integral Quadrature (IQ) are applied for analogizing the motion equations and then the Newmark time integration scheme is used for obtaining the dynamic response of structure. The effects of different parameters such as boundary conditions, geometrical parameters, velocity and acceleration of moving load, CNT volume percent and distribution type are shown on the dynamic response of pipe. Results indicate that increasing CNTs leads to decrease in transient deflection of structure. In accelerated motion of the moving load, the maximum displacement is occurred later with respect to decelerated motion of moving load.