• Elastomers and Composites
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• 제56권1호
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• pp.6-11
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• 2021

In order to develop an ultra-high-density elastomeric material for substitution of steel dynamic dampers, a new curing system and technique for high-loading of the filler were examined in this study. Mechanochemical modification of chloroprene rubber (MAH-g-CR) using an internal mixer was carried out with maleic anhydride (MAH) as a reactive monomer. The optimum amount of MAH was 10 phr and the efficient grafting of MAH on CR could be achieved at a mixing temperature of 100℃. After preparing MAH-g-CR, 50 mol% epoxidized natural rubber (ENR 50) was blended with MAH-g-CR to develop a "self-curable rubber blend system" via reaction between the functional groups of the elastomeric matrices without the curing agent and additives. The content of ENR 50 was fixed at 30 wt.% throughout evaluation of the curing behavior of the MAH-g-CR/ENR blend. Tungsten powder was added to the MAH-g-CR/ENR matrix up to 60 vol.% to obtain ultra-high-density, and the maximum density obtained was 7.57 g/㎤. Stable ts2 (scorch time) and t90 (90% cure time) could be obtained even when tungsten powder was incorporated up to 60 vol.%. In addition, the tensile strength and damping properties of MAH-g-CR/ENR containing 60 vol.% of tungsten were better than those of CR containing 60 vol.% of tungsten.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권6호
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• pp.713-724
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• 2022

Effects of coal tensile strength and plow configuration on the coal fragmentation process was modeled by two-dimensional particles flow code (PFC2D). Three tensile strength values, 0.5, 1,5 and 3.5 MPa were considered in this numerical study. The cutters of plow penetrated in the coal for 4 mm at a rate of 0.016 m/s. According to the PFC manual, the local damping factor was 0.7. Three failure mechanism of coal during the fragmentation process by plow were modelled. The coal material beneath the cutters showed the elastic, plastic and fracturing behaviors in this analysis. In all the models, the plastic zone was fractured and some micro-cracks were induced but the elastic zone remained undamaged. It was observed that the tensile strength affected the failure mechanism of coal significantly and as it increased the extent of the fractured zone underneath the plow cutter decreased during the fragmentation process.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권2호
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• pp.61-71
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• 2023

This study proposes a procedure for designing a labyrinth seal that meets both leakage flow rate and rotordynamic performance criteria (effective damping, amplification factor, separation margin, logarithmic decrement, and vibration amplitude). The seal is modeled using a one control volume (1CV) bulk flow approach to predict the leakage flow rate and rotordynamic coefficients. The rotating shaft is modeled with the finite element (FE) method and is assumed to be supported by two linearized bearings. Geometry, material and operating conditions of the rotating shaft, and the supporting characteristics of the bearings were fixed. A single labyrinth seal is placed at the center of the rotor, and the linearized dynamic coefficients predicted by the seal numerical model are inserted as linear springs and dampers at the seal position. Seal designs that satisfy both leakage and rotordynamic performance are searched by modifying five seal design parameters using the multi-grid method. The five design parameters include pre-swirl ratio, number of teeth, tooth pitch, tooth height and tooth tip width. In total, 12500 seal models are examined and the optimal seal design is selected. Finally, normalization was performed to select the optimal labyrinth seal designs that satisfy the system performance requirements.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.61-68
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• 2023

Buckling Restrained Braces can not only express the strength considered at the time of design, but also reduce the seismic load by energy dissipation according to the plastic behavior after yield deformation of the steel core. The physical characteristics and damping effect may be different according to the buckling prevention method of the steel core by the lateral restraint element. Accordingly, in this study, To compare hysteresis characteristics, Specimen(BRB-C) filled with mortar, specimen(BRB-R) combined with a buckling restraint ring and Specimen(BRB-EP) filled with engineering plastics was fabricated, and a cyclic loading test was performed. As a result of the cyclic loading test, the maximum compressive strength, cumulative energy dissipation and ductility of each test specimen was similar. But in case of the cumulative energy dissipation and ductility, BRB-C filled with the mortar specimen showed the lowest. This is considered to be because the gap between the steel core and the reinforcing material for plastic deformation was not uniformly formed by pouring mortar around the core part.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권5호
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• pp.28-33
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• 2023

본 연구에서는 기존 항공기 탑재 EO/IR 장비 내부 짐벌과 방진구를 스프링으로 대체하여, 외부 진동 감쇠 효과와 6자유도 구동이 가능한 내부 플랫폼 시스템을 분석하였다. 제안한 스프링 안정화 장치는 기계제작 스프링과 스프링 모듈, 스프링 모듈-내부 플랫폼 간 연결을 위한 지지 구조물로 구성된다. 본 연구에서는 모드 해석을 통해 스프링의 재질을 선정하였으며, 랜덤 진동 해석을 통해 스프링 안정화 장치의 구조 건전성을 분석하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.127-136
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• 2001

콘크리트 암거와 같은 지중구조물의 뒷채움시에 부등침하를 줄이기 위해서는 양질의 뒷채움 재료사용과 대형진동 다짐장비를 이용한 정밀한 다짐을 실시하는 것이 중요하다. 또한 효과적인 정밀 다짐은 진동 롤러의 강한 진동을 함께 구조물부에 근접하여 다지는 것이 필요하다. 그러나, 이와 같은 다짐방법은 과도한 충격하중 발생으로 구조물의 벽체균열 발생을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공을 위하여 충격완화재의 종류와 다짐방법을 변화하여 다짐시의 구조물에 발생하는 다짐토압을 현장계측을 통하여 분석하였다. 타이어칩과 발포 폴리 스틸렌을 사용한 패널들을 뒷채움 다짐시공전 암거 벽면에 부착하였다. 충격완화재 Type A(Rubber)와 Type B(EPS)의 성능 비교를 위한 실내시험 결과 Type A는 Type B보다 작은 탄성계수와 큰 재료감쇠를 가지고 있어 보다 큰 충격완화효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 다짐장비는 대부분 큰 다짐에너지를 위하여 고주파수인 30Hz를 적용하였다. 현장계측 결과로부터 다짐하중에 의한 동적 수평토압의 크기는 다짐장비의 가진여부, 측정깊이, 다짐장비 이격거리 및 다짐방향에 의존하고 있었다. 암거의 동적 수평토압 측정결과로부터 롤러 다짐장비를 콘크리트 구조물에 직각방향으로 다짐작업을 실시하는 것이 수평방향으로 다짐하는 것 보다 다짐효과를 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.94-103
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• 2016

궤도가 역사의 상부에 위치하여 열차운행으로 인하여 발생한 진동이 직접 전달되는 선하역사에서 구조물 진동과 이로 인한 구조물기인 소음이 기준치보다 높은 것으로 나타남에 따라, 기존 선하역사에 대하여 열차 운행의 중단 없이 진동저감이 가능한 경제적, 효율적 방안이 요구된다. 이에 본 연구에서는 진동전달 경로상의 기둥에 워터젯 공법으로 기둥단면에서 피복재 부분을 파쇄한 후 진동전달 절연기능을 가지는 에폭시 소재의 방진재를 보강하여 진동을 저감시키기 위한 구조진동절연시스템을 개발하였다. 방진재의 보강체적을 변수로 한 진동절연 시스템을 실제역사 기둥의 1/4축소모형에 적용하고, 충격가진 시험을 통한 진동저감 성능과 횡하중 반복가력시험을 통한 구조적 성능을 검증하고자 하였다. 충격가진 실험결과로부터 구조진동절연시스템을 적용할 경우 고유 진동주기가 하향되어 진동응답 특성이 변화되고 감쇠비는 약 15~30%까지 증가를 나타내어 진동저감 성능이 있음을 알 수 있었다. 또한 반복하중 가력에 의한 구조성능 실험에서 하중-변위 및 강성변화에 대한 고찰과 연성도 및 에너지 소산의 증가를 보인 결과로 부터 구조부재로의 기능을 유지함을 확인 할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.58-65
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• 2019

폴리머 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 짧고, 압축, 인장, 휨, 부착강도, 마찰저항성, 마모감량 등이 우수해 건축 재료로써 폭넓은 활용이 기대되는데, 특히, 레진 바인더와 골재만의 결합으로 이루어진 폴리머 콘크리트는 진동 감쇠 성능이 우수하여, 다양한 보강재로의 활용과 관련한 연구가 진행되고 있다. 한편, 이러한 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 일반 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 특성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려한 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 압축, 인장, 휨, 부착강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~6.5배 이상 큰 차이를 보였다. 폴리머 콘크리트의 기본적인 물리적 특성에 근거하여 폴리머 콘크리트의 일반적인 사용성에 대해 검토함과 동시에, 에폭시 혼입비율에 따른 동적 특성인 감쇠비를 해석 모델과 실험을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성은 일반 콘크리트의 동적 강성 보다 20% 높고, 손실률은 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.594-605
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• 2003

핀칭은 철근콘크리트 부재의 주기거동 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 휨지배를 받는 철근콘크리트 부재에 대하여 핀칭거동의 특성과 에너지 소산능력을 연구하기 위하여 수치해석 연구를 실시하였다. 기존의 실험연구와 수치해석 결과를 분석한 결과, 전단거동과 무관한 휨핀칭이 압축력을 받는 부재에서 일어난다는 사실이 밝혀졌다. 그러나 일정한 철근 배근형태와 철근양을 갖는 부재들은 압축력의 영향에 의하여 주기거동의 형상이 변하더라도 재하된 압축력의 크기와 관계없이 일정한 에너지소산능력을 갖는다. 이는 콘크리트는 압축력이 증가함에 따라서 그 영향력이 증대되지만 취성재료로서 에너지 소산능력에 큰 영향을 미치지 않으며, 주로 철근에 의하여 에너지 소산이 일어난다는 사실을 가리킨다. 따라서 실제 재하되는 압축력의 크기에 관계없이 단순 휨을 받는 단면에 대한 해석을 통하여 휨지배 부재의 에너지 소산능력을 계산할 수 있다. 이러한 연구결과에 근거하여 에너지 소산능력과 감쇠보정계수를 평가할 수 있는 실용적인 방법과 설계식을 개발하였으며, 기존의 실험결과와의 비교를 통해 검증하였다. 이 제안된 방법은 일반적인 설계변수를 이용하여 에너지소산능력을 정확히 평가할 수 있으므로, 설계실무에서 편리하게 사용할 수 있다.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.134-138
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• 2022

본 연구에서는 기존 폴리머 콘크리트의 진동 감쇠 효과를 향상시키기 위해 압전 재료 중 하나인 PZT 파우더를 첨가하여 티타늄 파우더/폴리머 콘크리트 복합재료를 제작하였다. 티타늄 파우더는 압전 효과를 이용한 진동특성 변화를 극대화하기 위해 일정한 비율로 유지하였고, PZT 파우더를 첨가하지 않은 시편, PZT 파우더를 2.5 wt%, 5 wt% 첨가한 세 가지 종류의 복합재료 시편을 제작하였으며, 모든 시편에 대해 진동 특성 및 압축 물성 분석을 진행하였다. 그 결과, PZT 파우더 첨가 비율이 높아질수록 티타늄 파우더/폴리머 콘크리트에서 발생한 진동이 전달될 때 압전 효과로 인해 공진주파수에서 전달 함수 Inertance 값이 작아지는 것을 확인하였고, 특히 PZT 파우더 5 wt% 첨가 시편의 경우, 공진주파수에서 Inertance 값은 PZT가 첨가되지 않은 시편에 비해 약 19.3% 감소하는 것으로 나타났다. 시간에 따른 가속도 변화 폭 역시 PZT 파우더가 첨가됨에 따라 크게 감소하는 것으로 나타나 PZT 첨가에 따른 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 압축강도 시험을 통해 5 wt%까지의 PZT 첨가에 의한 압축 물성 저하 정도는 미미한 것으로 나타났고, 시편 단면 분석을 통해 파우더가 고르게 분산된 것을 확인하였다.