• 한국생산제조학회지
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• 제21권6호
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• pp.878-884
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• 2012

In this paper, we consider the sway suppression control problem for container cranes with the frictions between the trolley and the rail. If the friction effects in the system can be modelled, there is an improved potential to design controllers that can cancel the effects. The proposed control improves the trolley positioning and sway suppressing against various frictions. The proposed synthesis combines a variable structure control and the adaptive control to cope with various frictions including the unknown constants. First, the variable structure control with the simple switching action is designed, which is based on a class of feedback lineariztion methods for the fast stabilization of the under-actuated sway dynamics of container. Second, the adaptive control with a parameter estimation is designed, which is based on Lyapunov stability methods for suppressing the oscillation of the trolley travelling, especially due to Coulomb friction in the vicinity of the target position. The asymptotic stability of the overall closed-loop system is assured irrespective of variations of rope length. Simulation are shown under initial sway, external wind disturbances, and various frictions.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.125-134
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• 2016

In order to improve seismic safety of nuclear power plant (NPP) structures in high seismicity area, seismic isolation system can be adapted. In this study, friction pendulum system (FPS) is used as the seismic isolation system. According to Coulomb's friction theory, friction coefficient is constant regardless of bearing pressure and sliding velocity. However, friction coefficient under actual situation can be changed according to bearing pressure, sliding velocity and temperature. Seismic responses of friction pendulum system with constant friction and various velocity-dependent friction are compared. The velocity-dependent friction coefficients of FPS are varied between low-and fast-velocity friction coefficients according to sliding velocity. From the results of seismic analysis of FPS with various cases of friction coefficient, it can be observed that the yield force of FPS becomes larger as the fast-velocity friction coefficient becomes larger. Also, the displacement response of FPS becomes smaller as the fast-velocity coefficient becomes larger.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.781-788
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• 2009

강-콘크리트 계면의 성질을 대표하는 부착강도, 부착 및 비부착 마찰계수, 부착 및 비부착 마찰계수의 연화영역에서 잔류량의 크기, 모드 I 파괴에너지, 부착 및 비부착 모드 II 파괴에너지, 파괴포락선의 형상계수를 포함한 총 9개 계면상수의 값을 계면거동실험결과와 파괴포락선의 기하학적 형상 및 구성모델을 이용하는 민감도 해석을 통해 결정하였다. 계면의 거동이 계면의 부착상태뿐만 아니라 계면법선방향 응력의 방향과 크기에 따라 매우 민감하게 작용하므로 계면상수 값의 결정에서는 이러한 구속압의 크기와 부착 및 비부착 계면조건을 고려하였다. 강재판 사이에 콘크리트가 타설된 강-콘크리트 계면실험체의 거동해석을 위한 계면유한요소해석을 결정된 계면상수를 적용하여 수행하였으며 실험결과와의 비교를 통해 상수값의 적정성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.63-72
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• 2006

일반적으로 강성 벽체에 작용하는 주동토압은 Coulomb의 토압이론에 의해 산정 되어왔다. 그러나 많은 시험결과에 따르면 벽면이 거친 강성 벽체에 작용하는 주동토압은 비선형으로 분포하며, 이러한 비선형의 토압분포는 벽체가 변위를 일으킬 때 벽체와 뒷채움재간의 마찰에 의해 뒷채움재에서 유발되는 아칭효과 때문에 발생하는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 아칭효과를 고려해서 강성 벽체에 작용하는 주동토압을 산정할 수 있는 토압산정식들이 다양한 형태로 제안되었다. 그러나 이들 토압산정식은 뒷채움재가 균질한 경우에만 적용할 수 있는 것들로, 항만구조물에 사용되는 케이슨과 같이 배면이 사석과 모래로 뒷채움된 경우에는 적용이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 사석과 모래로 뒷채움된 케이슨에 대하여 비선형으로 분포하는 주동토압을 산정할 수 있는 토압산정식을 제안하였으며, 제안식을 도출하는 과정에서 사석과 모래의 단위중량과 내부마찰각의 영향이 모두 고려되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.15-29
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• 2001

NMT 공법의 올바른 적용을 위해선 암반속 절리면 거동분석이 선행되어야함을 인식하고 절리면의 전단특성 및 구성모델을 검토하였다. 특히, Barton-Bandis 모델로 대변되는 비선형 절리 모델의 정확한 이해와 모델을 구성하고 있는 제반 물성치의 합리적인 산출을 위하여 암반의 불연속체 거동을 지배하는 중요인자인 절리면 거칠기(JRC), 절리면 압축강도(JCS) 및 잔류마찰각(${\phi}_r$)에 대한 매개변수 분석을 수행하여 합리적인 입력값 산정이 가능하도록 하였다. 또한 Barton-Bandis 모델과 Mohr-Coulomb 모델과의 비교분석을 통하여 불연속체 거동 특성파악을 위한 구성모델을 검토하고자 하였다. 본 연구 결과 JRC 및 ${\phi}_r$의 영향이 JCS에 비해 상대적으로 큰 것으로 평가되었으며, 터널안정 해석시에 낮은 JRC 값을 채택하는 것이 반드시 불안전측을 고려하는 것은 아님을 알 수 있었으며, ${\phi}_r$은 암반의 거동에 큰 영향을 주는 매우 중요한 요소이므로 ${\phi}_r$값에 대한 합리적인 산정이 필요한 것을 알 수 있었다. 아울러 전단시 절리면의 팽창효과가 암반의 거동에 중요한 역할을 하는 경우, 전단변형 진행에 따라 절리면의 거동을 효과적으로 구현할 수 있는 Barton-Bandis 모델이 Mohr-Coulomb 모델에 비해 더욱 적절함을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.71-81
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• 2008

본 논문에서는 지표면 경사각, 벽면 경사각, 벽면 마찰각, 선하중, 등분포하중, 점착력, 부착력의 영향을 고려할 수 있는 주동토압공식을 힘의 평형이론을 근거로 도출하였다. 이 제안식의 정확성을 검증하기 위하여, 도해법에 의해 산정된 토압과 비교하였으며, Coulomb, Rankine, Mazindrani 공식에 의한 산정 결과와도 비교하였다. 산정 결과는 도해법 결과뿐만 아니라 Coulomb, Rankine, Mazindrani 공식의 3가지 방법에 의한 결과와 잘 일치되었다. 또한, 제안식에 의한 주동토압은 Fang 등의 실험연구 결과와 일치하는 경향을 나타내었다. 이 일반화된 공식은 Coulomb, Rankine, Mazindrani 의 주동토압공식의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 외부하중조건을 고려할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.27-35
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• 2005

액상화에 따른 지반의 과도한 변형으로 인한 피해가 자주 발생되고 있다. 그에 따른 지반의 움직임을 예측하기 위해서는 유효응력 개념에 기초한 수치해석 기법이 요구되어 진다. 본 연구에서는 지진 및 유사한 반복 하중에 따른 수압의 상승을 예측할 수 있는 연성(fully coupled) 유효응력 구성모델인 UBCSAND를 제안하였다. 제안된 모델은 간단한 완전탄소성모델인 Mohr-Coulomb을 변형한 형태로 마찰각(friction angle)과 팽창각(dilation angle)을 점진적으로 증가시킴으로써, 기존의 파괴상태내에서도 연속적인 소성변형 발생을 표현할 수 있다. 항복함수는 전단응력과 평균응력의 비인 $(\sigma'_1-\sigma'_3)/(\sigma'_1-\sigma'_3)$로 나타내며, 응력도의 원점에서 시작하는 무한개의 방사선을 의미한다. 따라서, Mohr-Coulomb의 파괴면과 같은 형태의 무수한 항복면을 가진다. 소성 경화법칙은 등방경화(isotropic hardening)와 이동경화(kinematic hardening)를 혼합한 형태를 이루고 있다. 재하(loading) 및 재재하(reloading)시에는 연속적인 소성 변형이 일어나나, 제하(unloading)시에는 탄성변형을 가정하였다. 제안된 모델은 느슨한 Fraser River 모래를 이용한 직접단순전단시험(Direct simple shear test)결과와 비교하여 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.167-176
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• 2016

이 연구는 다양한 콘크리트에 대해 전단마찰 거동에 의해 지배되는 부재에서 전단전달 기구를 설명하고 합리적인 전단마찰내력을 평가하기 위한 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 기본식은 횡보강근과 작용 축응력을 고려하여 소성론의 상계치 이론(Upper-bound theorem)에 기반하여 유도하였다. 콘크리트는 수정 Coulomb 파괴 기준에 의해 완전한 소성 강체로 고려하였다. 콘크리트 유효강도에서 콘크리트 종류와 최대 골재 크기에 따른 영향을 적용하기 위해 Yang et al.의 압축 응력-변형률 모델과 CEB-FIP의 인장 응력-변형률 모델을 적용하였다. 이 응력-변형률 모델들을 이용한 완전 소성모델로의 변환을 통하여 유효압축강도계수, 유효강도비 그리고 콘크리트 마찰각을 간단한 식으로 일반화 하였다. 제시된 전단마찰내력 모델은 기존 연구에서 제시된 모델과 함께 91개의 직접전단 실험결과와 비교하였다. 그 결과로 이 연구에서 제시된 모델은 콘크리트 종류, 횡보강근 양 그리고 작용 축응력을 고려하여 전단마찰내력을 평가할 수 있었으며, 예측값에 대한 실험값의 비의 평균과 표준편차가 각각 0.95, 0.15로서 기존 식들에 비해 더 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.179-186
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• 2005

실내 모형실험으로 정,반복하중 재하 실험을 실시하여 하중과 침하, 지중 측방변위, 토목섬유 변위 등을 측정한 결과 지반과의 마찰과 토목섬유 인장력의 영향으로 전반적으로 지반의 변위가 줄고 지지력이 증가하였다. 또한 Mohr-coulomb 및 수정Mohr-Coulomb 모델들과 FLAC 4.0 2D을 사용하여 수치해석을 실시하였고 실내 모형 실험결과와 비교하였다. 기존식들은 토목섬유 모델링시 FLAC의 케이블 요소는 하중증가에 따른 전단강도를 증가되는 특성을 고려할수 없었기 때문에 실험 결과치와 상이하게 나타났다. 따라서 본 연구에서는 반복적인 학습으로 상재 하중의 영향을 고려한 케이블 구성요소의 적절한 식을 제시하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권3호
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• pp.112-116
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• 2021

Appropriate friction model usage is important for impact analysis because the relative motions between parts that are in contact for very short durations can vary greatly depending on the friction model. Vehicle seat components that have significant effects on impact analysis are also considered. This paper presents an experimental investigation of various material contact pairs to obtain the friction parameters of the Benson exponential friction model for impact simulation. The Coulomb friction model has limitations for impact analysis because of singularity at zero velocity. Metal/nonmetal materials are prepared, and friction tests are conducted for various sliding speeds, loads, and lubrication conditions. The obtained data are used in the friction model to implement finite element analysis. The parameters of the friction model are obtained by the curve-fitting method. The experimental results show that the friction coefficient with metal/nonmetal contact pairs is stable regardless of the working conditions. The friction model used in this study can also be applied for finite element analysis of the crash conditions, where the friction changes abruptly at the contact interface; the obtained friction parameters are also expected to be more accurate with more precise tests under different working conditions. These results can help improve the accuracy of the finite element analysis.