• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-115
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• 2010

최근 초고층 건축물은 비정형적 외관을 갖는 랜드 마크적인 역할과 택지의 효율적인 사용을 위한 수직 도시 기능을 수행한다. 건축물의 외관은 비정형적인 요소로서 3T형태(Twisted, Tilted, Tapered)의 설계안들이 대부분 제안되고 있으며, 세장한 형태의 형상비를 만족하기 위한 새로운 구조시스템의 연구 개발이 활발히 진행 중이다. 다이아그리드 시스템의 하중 전달 메커니즘은 대각 가새(Diagrid)의 삼각형 형상에 기인하여 중력하중 뿐만 아니라 횡하중을 전달하기 때문에 대부분의 기둥이 제거되게 된다. 또한 대각 가새의 축방향 거동(인장/압축)에 의해 전단력을 전달하여 전단 변형이 최소화되기 때문에 기둥이 전단력을 전달하던 기존 방식에 비해 비정형적인 외관에 쉽게 대응할 수 있는 구조시스템이다. 본 연구에서는 싸이클론 타워의 건축 계획안을 바탕으로 접합부 디테일 선정 과정과 접합부의 구조안전성을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 이를 통해 응력집중 완화 방안을 제시하여 적절한 캡 플레이트 두께와 캡플레이트 확장 길이를 제시하여 응력집중 현상을 완화하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.75-84
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• 1991

방조제(防潮堤)와 같은 토공구조물(土工構造物)을 연약 지반위에 건설(建設)할 때에 두꺼운 퇴적층(堆積層)의 해성(海成) 실트질 점토(粘土)로 이루어진 기초지반(基礎地盤)은 압밀(壓密)과 Creep으로 변형(變形)이 발생한다. 연약지반(軟弱地盤) 위에 축조(築造)된 토공구조물(土工構造物)의 안정화(安定化)를 위하여 보통 매트리스를 사용하게 되며 이는 제체(堤體)의 하중(荷重)을 분산(分散)시킴으로 인하여 극한지지력(極限地支力)을 증가(增加)시키는 중요한 역할(役割)을 하게 된다. 본 연구(硏究)에서는 토공구조물(土工構造物)의 장기적인 변형(變形)을 합리적(合理的)으로 예측(豫測)하여 방조제(防潮堤) 설계(設計) 및 사후관리(事後管理)에 기여(寄與)하고자 한다. 따라서 실험(實驗)에 의하여 해성점토(海成粘土)의 유변학적(流變學的) 모델을 결정(決定)하고 선정(選定)된 모델에 맞는 기존 프로그램인 압밀과 Creep이 각각 해석 가능한 S/W를 두 가지가 동시에 해석가능한 S/W로 수정하여 장기(長期) 응력(應力)-변형거동(變形擧動)을 구명(究明)하였다. 연구결과(硏究結果) 내용(內容)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 개발(開發)한 프로그램은 압밀(壓密)과 Creep을 동시에 해석(解析)할 수 있다. 2. Creep 시험 결과(結果), Rheology 모델은 Vyalov 모델로 나타났다. 3. 연약지반(軟弱地盤)이 보강(補強)된 경우는 비보강(非補強) 경우 보다 압밀(壓密) 및 Creep 변위(變位)가 작게 나타나 토목 섬유의 효과(效果)가 어느 정도 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1025-1037
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• 2015

지반과 상부 구조물 사이의 경계에서 유연성이 확보된 지진동 격리 받침 시스템을 설치한 후에 전체 구조물의 고유 주기를 연장하고 구조물에 전달되는 지진 가속도를 저감하여 구조물을 보호하는 면진 설계 방식이 최근 건설 현장에서 널리 활용되고 있다. 하지만 도심지의 현대 구조물이 점차 대형화 및 고층화 되면서 기존의 면진 받침을 그대로 사용하기에는 지진 발생시 저항 능력의 부족으로 인한 전단파괴 혹은 잔류변형이 발생하여 구조물의 사용성 향상을 위한 보수 및 붕괴 위험에 따른 철거의 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 기존에 주로 사용되는 면진 받침의 저항 강도와 복원성을 향상시키기 위하여 부가적인 개장 시스템을 설치하고 지진 하중에 대한 성능을 평가하고자 한다. 초탄성 형상기억합금 소재의 보강 봉을 납 적층 고무 받침에 설치한 면진 시스템을 설계하고 단자유도 스프링 모델로 모형화하여 지진 데이터를 활용하고 비선형 동적 해석을 실시하였다. 본 연구에서 제안된 면진 시스템이 성능적인 우수성을 입증하기 위하여 기존에 사용된 면진 받침과 여기에 추가로 강재 봉으로 보강된 면진 시스템과의 극한 전단 저항력, 복원성 및 잔류변형 발생 등을 해석을 통하여 비교 평가하였다. 그 결과 초탄성 형상기억합금 소재의 제어 봉으로 보강된 면진 받침이 다른 면진 받침과 비교하여 지진저항 성능에 있어서 우수함을 확인하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권5호
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• pp.770-779
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• 2004

This paper describes the micro cutting of wear resistant tungsten carbides using PCD (Poly-Crystalline Diamond) cutting tools in performance with SEM (Scanning Electron Microscope) direct observation method. Turning experiments were also carried out on this alloy (V50) using a PCD cutting tool. One of the purposes of this study is to describe clearly the cutting mechanism of tungsten carbides and the behavior of WC particles in the deformation zone in orthogonal micro cutting. Other purposes are to achieve a systematic understanding of machining characteristics and the effects of machining parameters on cutting force, machined surface and tool wear rates by the outer turning of this alloy carried out using the PCD cutting tool during these various cutting conditions. A summary of the results are as follows: (1) From the SEM direct observation in cutting the tungsten carbide, WC particles are broken and come into contact with the tool edge directly. This causes tool wear in which portions scrape the tool in a strong manner. (2) There are two chip formation types. One is where the shear angle is comparatively small and the crack of the shear plane becomes wide. The other is a type where the shear angle is above 45 degrees and the crack of the shear plane does not widen. These differences are caused by the stress condition which gives rise to the friction at the shear plane. (3) The thrust cutting forces tend to increase more rapidly than the principal forces, as the depth of cut and the cutting speed are increased preferably in the orthogonal micro cutting. (4) The tool wear on the flank face was larger than that on the rake face in the orthogonal micro cutting. (5) Three components of cutting force in the conventional turning experiments were different in balance from ordinary cutting such as the cutting of steel or cast iron. Those expressed a large value of thrust force, principal force, and feed force. (6) From the viewpoint of high efficient cutting found within this research, a proper cutting speed was 15 m/min and a proper feed rate was 0.1 mm/rev. In this case, it was found that the tool life of a PCD tool was limited to a distance of approximately 230 m. (7) When the depth of cut was 0.1 mm, there was no influence of the feed rate on the feed force. The feed force tended to decrease, as the cutting distance was long, because the tool was worn and the tool edge retreated. (8) The main tool wear of a PCD tool in this research was due to the flank wear within the maximum value of $V_{max}$ being about 260 $\mu\textrm{m}$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제11권2호
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• pp.71-81
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• 1987

Nowadays, the high development of industrial technique demands the optimal design of marine structures to be welded under the water, because the underwater welding of the ship hull and marine structures can decrease manpower and cost of production. However there is not available at present any report on fatigue behavior about underwater welded joints. In this paper under tention- tension repeated fatigue stress with frequency of 10 cycles per second by local controlled system, the fatigue strength properties of underwater welded joints of SM41A-2 Plate-to-Plate of 10 mm thickness were experimentally examined. The results obtained were as follows : 1) The fatigue strength of underwater welded joints of SM41A-2 was peaked at the heat input of about 1, 400 joule/mm(180 A, 36 V), while, at the heat input of more than about 1, 100 joule/mm (160 A, 33 V) that of the underwater welds at the higher than cycle of life rather than the lower cycle was higher than that of the base metal but lower than that of the atmosphere welds on account of both cooling and notch effects. 2) The fatigue limit of underwater welds increased with an increase of heat input resulting in a peak of that at the heat input of about 1, 400 joule/mm and then decreased gradually. 3) The fatigue strength at N cycles was peaked between the heat input of about 1, 400 and 1, 700 joule/mm where the strain was rapidly increased. 4) It was confirmed that the optimal zone of heat input condition for obtaining the underwater welds fatigue strength higher than that of the base metal exists, and if out of this zone, the fatigue strength of the underwater welds was lower than that of the base metal because of lack weld penetration, inclusion of slag, voids, etc. 5) By the fatigue test, the underwater welds fractured brittly without visual deformation, so the strain was remarkably less than of the atmosphere welds. 6) The fatigue life factor was peaked at the heat input of about 1, 600 joule/mm (200 A, 36 V) at which the mean strain is a little higher than that of the base metal but quite lower than those of the atmosphere welds, resulting in good underwater welds because both fatigue strength and ductility of the underwater welds are higher than those of the base metal at such heat input.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.187-194
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• 2012

일반적으로 복합재의 강도에 대한 크기 효과는 입자강화 알루미늄 복합재 제조시, 입자와 기지재를 압밀한 후 냉각할 때 입자와 기지재 사이의 열팽창계수 차에 의하여 기지재에 펀칭되는 기하적 필수 전위와, 변형 중 입자와 기지재사이의 탄소성 강성도 차로 인해 발생하는 변형률 구배 소성으로 인한 기하적 필수 전위가 주로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 두 종류의 기하적 필수 전위를 전위 소성 이론에 입각하여 강도로 환산한 후 계층적으로 입자 주위 유한요소 영역에 할당하여 동일한 체적비에서 입자의 크기에 따라 변화하는 복합재의 파손 거동을 효과적으로 예측하였다. 이 방법을 적용함으로써 구형입자의 경우 간단한 축대칭 유한요소 모델링과 실험데이터를 연계하여 입자강화 복합재의 입자 크기 의존 강도 및 파손 효과를 수월하게 예측할 수 있음을 보였다. 또한 서로 다른 입자의 체적비 및 크기에 대하여SiC강화 알루미늄 2124-T4 복합재의 강도와 파손 거동이 분명한 차이가 있음을 보인다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.857-863
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• 2012

본 연구에서는 승객의 안전성을 확보하기 위하여 상부 고강도강 SABC1470, 하부 냉간 압연강 SPFH590과 SPFC980으로 경량화를 위하여 레이저 TWB 용접하였다. TWB 이종재료 시험편은 열처리에 의하여 SABC1470 재료에 고강도화 하였다. 수냉까지 대기 시간에 따르는 인장강도와 센터필라와 같은 부정 조건에 의한 고속 굽힘의 변형 거동을 평가하였다. 동일 온도에서 열처리 된 TWB 시험편은 수냉까지 대기 시간에 따라서 인장강도와 굽힘강도가 감소하였다. $850^{\circ}C$에서 열처리한 SABC1470 + SPFH590 TWB 시험편은 추돌에 의해 차체 파손시 파괴거동을 유도하여 승객을 보호할 수 있는 적절한 조건이었다. 사고에 의한 승객의 안전을 고려하면, 센터필라는 상부재로서 SABC1470, 하부재료로 SPFH590을 사용하는 것이 안전하다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권3호
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• pp.273-284
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• 2018

A detailed understanding of the mechanical behaviors for crushed coal rocks after grouting is a key for construction in the broken zones of mining engineering. In this research, experiments of grouting into the crushed coal rock using independently developed test equipment for solving the problem of sampling of crushed coal rocks have been carried out. The application of uniaxial compression was used to approximately simulate the ground stress in real engineering. In combination with the analysis of crack evolution and failure modes for the grouted specimens, the influences of different crushed degrees of coal rock (CDCR) and solidified grout strength (SGS) on the mechanical behavior of grouted specimens under uniaxial compression were investigated. The research demonstrated that first, the UCS of grouted specimens decreased with the decrease in the CDCR at constant SGS (except for the SGS of 12.3 MPa). However, the UCS of grouted specimens for constant CDCR increased when the SGS increased; optimum solidification strengths for grouts between 19.3 and 23.0 MPa were obtained. The elastic moduli of the grouted specimens with different CDCR generally increased with increasing SGS, and the peak axial strain showed a slightly nonlinear decrease with increasing SGS. The supporting effect of the skeleton structure produced by the solidified grouts was increasingly obvious with increasing CDCR and SGS. The possible evolution of internal cracks for the grouted specimens was classified into three stages: (1) cracks initiating along the interfaces between the coal blocks and solidified grouts; (2) cracks initiating and propagating in coal blocks; and (3) cracks continually propagating successively in the interfaces, the coal blocks, and the solidified grouts near the coal blocks. Finally, after the propagation and coalescence of internal cracks through the entire specimens, there were two main failure modes for the failed grouted specimens. These modes included the inclined shear failure occurring in the more crushed coal rock and the splitting failure occurring in the less crushed coal rock. Both modes were different from the single failure mode along the fissure for the fractured coal rock after grouting solidification. However, compared to the brittle failure of intact coal rock, grouting into the different crushed degree coal rocks resulted in ductile deformation after the peak strength for the grouted specimens was attained.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.9-19
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• 2020

본 연구에서는 정격 출력 375 MW급의 석탄화력발전소의 보일러 및 보일러를 지지하는 철골의 유한요소해석을 위한 보일러-철골 통합모델을 개발하였다. 본 연구는 SAP2000 프로그램을 사용하여 지진하중에 대하여 통합모델을 해석함으로써 차후에 보일러와 철골의 안전성을 평가할 것을 염두에 두고 수행한 선행 연구이다. 보일러 내부의 수많은 관으로 구성되는 복잡한 과열기, 재열기, 절탄기, 멤브레인벽에 대하여 단순화 기법을 사용하여 강성과 관성의 관점에서 등가인 보요소, 쉘요소, 솔리드요소로 모델링하는 방법을 제시하였다. 그리고 보일러와 철골 간의 연결을 위한 모델링 방법도 제시하였다. 보일러를 철골의 거더에 매다는 역할을 하는 많은 행거는 개수를 줄여서 등가 행거로 변환하여 모델링하였다. 보일러 외벽의 벅스테이에 부착된 보일러 스토퍼는 스토퍼와 철골 기둥 사이의 연결 관계를 고려하여 변위를 연계시켜 모델링하였다. 개발된 보일러-철골 통합모델에 대하여 자중조건에 대한 정적해석을 수행하여 변형형태를 평가하였다. 자중조건에 대한 해석결과, 철골 부재들과 보일러의 주요 구성품들의 거동이 타당한 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서 개발된 통합모델은 보일러 및 보일러를 지지하는 철골의 지진에 대한 안전성 평가에 충분히 활용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.94-102
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• 2020

프리캐스트 콘크리트의 장점과 및 석조 아치의 거동을 접목한 콘크리트 패널 분절 아치 시스템은 가설재가 불필요한 시공성을 확보할 수 있는 경제적 시공법이다. 분절된 프리캐스트 콘크리트 패널의 연속 배치로 구성된 아치는 인양 및 시공을 위한 V형-스트립 연결부의 선설치 앵커 설치가 필수적이다. 그러나 좁은 폭과 얇은 두께의 콘크리트 패널은 선설치 앵커의 충분한 묻힘 깊이 확보를 보장할 수 없고 앵커 인발 거동 시 패널의 휨변형을 동반하는 등 앵커 저항성능 확보를 위한 콘크리트 패널의 기하학적 영향이 고려되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 패널과 강재 아웃리거로 구성된 아치구조의 제작시 설치되는 선설치 앵커의 인발 강도 평가를 위한 실험 연구를 수행하였다. 이를 위해 실제 아치 시스템과 동일한 크기의 프리캐스트 콘크리트 패널을 제작하였으며, 선설 앵커의 직경, 앵커 묻힘 깊이, 와이어 매쉬 사용 등의 영향에 따라 총 24개 실험체의 선설치 앵커 인발 강도를 측정하였다. 또한 측정 변수에 따른 설계기준강도 확보 및 파괴 모드 평가를 통해 프리캐스트 콘크리트 패널 분절 아치 구조에 적용 가능한 선설치 앵커의 형태를 결정하였다.