• 한국안전학회지
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• 제26권3호
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• pp.1-7
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• 2011

Fatigue damage on the train wheel surface was estimated by considering the effect of friction coefficient of rolling on the contact surface between the wheel and rail during operation. From FEM analys, the maximum Tresca stress was 550.7 MPa at a depth of 2.07 mm under the maximum contact pressure ($P_{max}$ = 894.3 MPa) between wheel and rail. The maximum stress continued to increase along with the increase in the frictional coefficient. The fatigue initiation lifetime of the wheel by the rolling contact was predicted using the Smith-Watson-Topper (SWT) equation and the maximum principal strain equation (${\varepsilon}$-N).

• 한국안전학회지
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• 제23권3호
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• pp.58-64
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• 2008

In order to identify the exact behavior of corbel section, the horizontal force acting on corbel section should be considered as well as the vertical force. In this study, a new corbel section, which is economical and easy to construct, is developed by evaluating the exact strength of the section. Experiments were performed to verify the strengths of the proposed sections comparing with those of the currently used section. The summary of the experiment results are as follows: 1) In order to minimize the horizontal force effect, it was found that the use of pre-stressing was most effective, and that TB type corbel section is a most efficient section in terms of economy and workability. 2) The experimentally obtained strength of corbel section matched well with that estimated using shear friction theory. Therefore, it is concluded that shear friction theory would be very useful if a precise crack angie in the corbel section, which is pre-stressed by PS strings and threaded bolts, is available.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권1호
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• pp.111-121
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• 2018

It has been argued that fracture energy of composite laminates depends on their thickness and number of layers. In this paper a modified direct energy balance approach (DEBA) has been developed to evaluate the mode-II shear fracture energy for E-glass/Epoxy laminates from finite element model at an arbitrary thickness. This approach considers friction and damage/plasticity deformations using cohesive zone modeling (CZM) and nonlinear finite element modeling. The presence of compressive stress and resulting friction was argued to be a possible cause for the thickness dependency of fracture energy. In the finite element modeling, CZM formulation has been developed with bilinear cohesive constitutive law combined with friction consideration. Also ply element have been developed with shear plastic damage model. Modified direct energy balance approach has been proposed for estimation of mode-II shear fracture energy. Experiments were performed on laminates of glass epoxy specimens for characterization of material parameters and determination of mode-II fracture energies for different thicknesses. Effect of laminate thickness on fracture energy of transverse crack tension (TCT) and end notched flexure (ENF) specimens has been numerically studied and comparison with experimental results has been made. It is shown that the developed numerical approach is capable of estimating increase in fracture energy due to size effect.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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• pp.733-738
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• 2002

In this study, contact fatigue in wheel-rail contact is simulated. It is necessary to calculate contact stress and subsurface stresses accurately to predict fatigue behavior. Contact stresses are obtained by contact analysis of semi-infinite solid based on influence function and subsurface stress field obtained by using rectangular patch solutions. Based on these stress values, several multiaxial high-cycle fatigue criteria are used and the critical loads corresponding to fatigue limits are calculated. The simulation results show that the critical load is decreasing rapidly and the site of crack initiation also moves rapidly to the surface from the subsurface when friction coefficient exceeds a specific value for all of three fatigue criteria.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권3호
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• pp.200-206
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• 2010

In ultrasound-excited thermography, the injected ultrasound to an object is transformed to heat and the appearance of defects can be visualized by thermography camera. The advantage of this technology is selectively sensitive to thermally active defects. Despite the apparent simplicity of the scheme, there are a number of experimental considerations that can complicate the implementation of ultrasound excitation thermography inspection. Factors including acoustic horn location, horn-crack proximity, horn-sample coupling, and effective detection range all significantly affect the detect ability of this technology. As conclusions, the influence of coupling pressures between ultrasound exciter and specimen was analyzed, which was dominant factor in frictional heating model.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.188-194
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• 2008

철도차량의 기계제동에 사용되는 제동 디스크의 표면에는 반복적인 마찰제동에 의해 열피로에 기인한 열균열이 발생하게 된다. 이러한 열균열은 제동성능 저하, 제동장치 유지보수비용 증가를 발생시키고 심지어는 대규모 열차사고의 원인으로 작용할 수도 있다. 본 연구에서는 우리나라의 새마을 및 무궁화 열차를 대상으로 고내열성을 지닌 제동 디스크 재질을 개발하기 위하여 FC280, FC250, NCM 등의 후보 재질을 선별하여 각 재질의 화학원소 성분과 비율을 결정하였다. 선별된 후보 재질로 주물 공시재를 제작하여 화학적 성분 분석, 결정 및 흑연조직 분석을 하였고 후보재질 시편에 대한 기계적 특성 시험 및 마찰특성 시험을 실시하여 현재 사용되는 제동 디스크 재질 특성과 비교하였다. 기계적 특성시험 결과 NCM이 가장 큰 인장강도를 보이나 마찰계수는 가장 작았다. 소형 다이나모 시험기에서 마찰제동 시 제동 속도 및 제동압력 변화에 대해 가장 안정적인 마찰계수를 나타내는 것은 현재의 사용품인 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제19권3호
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• pp.49-53
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• 2015

이 논문의 목적은 자동차 클러치, 수동변속기와 타이어 시스템의 마찰에 관련된 화재에 대한 고장사례를 분석하고 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는 반복적으로 클러칭하면서 자동차의 클러치 디스크가 플라이 휠의 접촉면과 접촉하면서 열에 의해 과열되어 이 열이 수동변속기의 외부로 흘러 고착된 오일 찌꺼기에 옮겨 붙어 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 두 번째, 사례로 변속 장치는 기어와 기어의 접촉에 의해 동력을 전달한다. 변속기 오일이 변속기 케이스의 균열로 인해 오일 부족 현상이 일어나 변속기 케이스 상단의 퇴적물에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 세번째 사례는 건조한 구덩이에서 빠져나오려고 반복적으로 가속페달을 작동시키면서 타이어와 도로의 마찰이 반복되면서 내부의 축적된 열에 의해서 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 운전자는 운전 중 마찰부에 화재가 발생하지 않도록 세심하게 관리하여야 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.299-309
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• 2015

강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPFRC)는 뛰어난 압축 및 인장강도를 가지고 있는 재료이다. 일반 콘크리트는 균열 발생 후 균열에 수직으로 보강된 철근의 구속력을 수직항력으로, 구속력에 의해 발생하는 골재 맞물림 등에 의한 균열면의 거칠기를 마찰 계수로 표현하여 전단 마찰 강도를 정의하고 있다. UHPFRC는 골재 맞물림 현상은 없으나 강섬유의 부착응력에 의한 균열 후 인장력이 상당히 큰 특징이 있으며, 이러한 특징은 전단 마찰 강도에 반영되어야 함이 타당하다. 본 연구에서는 전단면에 횡철근이 보강된 24개의 직접 전단실험체를 제작하여 푸시 오프 실험을 수행하였다. 실험결과는 소성 이론에 의해 분석되었으며 이로부터 전단 마찰 계수와 유효 계수를 도출하였다. 소성 이론에 의한 전단 마찰 강도식은 기존 실험결과 및 기존 전단 마찰 강도식과 비교하여 타당성을 검증하였으며, 최종적으로 UHPFRC의 균열 후 인장강도를 고려한 일체식 구조체의 전단 마찰 강도식을 제안하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.211-218
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• 2010

콘크리트 슬래브는 온도 및 수분의 영향을 받아 체적이 변화된다. 이때 슬래브와 보조기층 간의 마찰저항이 슬래브 체적변화를 구속하여 인장응력이 발생되고 경우에 따라 균열이 유발되기도 한다. 따라서 연구자들은 Push-off 실험을 실시하여 슬래브와 보조기층간의 마찰특성을 파악하려고 노력해 왔다. 최근에는 마찰특성에 의한 콘크리트 포장의 거동을 유한요소법으로 해석하려는 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 국내 콘크리트 포장에 주로 사용되는 린콘크리트, 쇄석, 아스팔트 보조기층에 대하여 실시된 마찰실험 결과를 바탕으로 슬래브와 보조기층 간 마찰특성을 조사하였다. 비선형의 마찰저항과 변위의 관계를 이중선형화하는 에너지 방법이 제시되었다. 마찰실험을 3차원 유한요소 프로그램 ABAQUS로 모형화하였으며 해석결과를 실험결과와 비교하여 모형을 검증하였다. 비선형과 이중선형 마찰저항-변위 관계를 각각 입력값으로 사용하여 얻은 해석결과를 비교하여 에너지 방법으로 개발된 이중선형 모형의 타당성을 검증하였다. 일반적인 국내 콘크리트 포장을 ABAQUS와 EverFE로 모형화하고 해석결과를 비교하여 이중선형 모형의 적용성을 평가하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권1호
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• pp.159-168
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• 1997

보강재의 방향, 표면거칠기 그리고 점토의 함수비가 보강점토의 응력-변형률 거동 및 파괴거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 강으로 보강된 점토를 대상으로 일축압축시험을 실시하였다. 시험결과 보강점토 강도의 증가 또는 감소는 보강재의 방향과 점토의 함수비에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 보강재 설치방향에 따른 점토의 강도저하는 점토와 보강재의 경계면 끝에서 발생된 균열과 관련이 있는 것으로 판단된다. 파괴역학 이론을 적용하여 보강점토의 파괴 거동에 대한 이론적인 고찰을 하였으며 시험 결과를 이론적인 예측결과와 비교하였다. 폐합된 균열이 내재된 물질의 파괴기준을 적용하여 예측한 균열진행 방향은 시험으로부터 측정된 값과 비교적 잘 일치되었다.