• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권6C호
• /
• pp.251-258
• /
• 2011

강관말뚝은 오랫동안 다양한 깊은 기초에 적용되어 왔으나 최근 강재가격의 상승으로 균질한 품질, 큰 강성, 용이한 시공 등의 장점에도 불구하고 기술자들이 자유롭게 적용 못하고 있다. 그러므로 강관말뚝으로 시공할 경우에는 초기 항타후 계획고 이상에서 절단된 강관을 재활용할 수 있다면 공사비를 절감하는데에 기여할 수 있다. 이러한 사유로 인하여 시공자들은 항타후 절단된 강관말뚝을 새롭게 시공할 말뚝과 함께 시공하고자 하나 명확한 정량적인 항타후 강관말뚝의 거동특성의 부재 및 재활용을 위한 적절한 대응방법과 기준의 부재로 인하여 말뚝의 건전도 문제, 문제 발생시의 대응방법 부재 등이 실제 현장에서 종종 발생하고 있다. 본 연구에서는 신규 강관말뚝과 사용자 하중 또는 극한 하중을 받은 강관말뚝에 대하여 현장에서 수행한 말뚝 동재하시험과 실내에서의 피로시험, 인장시험, 샤르피 충격시험을 실시하여 그 결과를 비교분석하였다. 시험결과로부터 허용응력 수준의 항타응력이 발생한 사용 하중조건에서는 항복강도의 변화가 2% 이하이며 최대 허용항타응력($0.9{\sigma}_y$)을 항타횟수가 3000회까지 받은 극한 하중조건에서는 항복강도의 변화가 5% 이하인 것을 확인할 수 있다. 또한 각 변수의 민감도를 확인하기 위하여 통계분석을 실시하였다. 모든 실험결과로부터 강관말뚝의 재활용 가능여부에 대한 판단 기준은 항복강도의 변화 보다는 오히려 샤르피충격에너지, 용접부에서의 강도변화 및 품질관리, 강관의 단면 변화, 항타후 강관의 국부좌굴에 기인하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권1호
• /
• pp.43-50
• /
• 2012

본 논문은 레이저 샥 피닝(LSP) 유한요소 시뮬레이션 관련 변수들이 인코넬 alloy 600 합금의 잔류 응력에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 레이저 피닝 공정 관련 변수인 최대 압력파, 압력파 지속시간, 레이저 스팟 크기 및 다중 레이저 샷의 영향을 확인하였다. 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 alloy 600 재료물성에 따라 특정 범위에서 최대 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 이 때문에 LSP 공정에서 최대 압력파 및 압력파 지속시간은 중요한 선택 변수가 된다. 일정한 크기 이상의 레이저 스팟은 잔류응력에 특별한 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 다중 레이저 샷은 압축잔류응력 크기와 소성변형 발생깊이를 동시에 증가시키지만, 증가량은 레이저 샷 횟수가 증가할수록 감소하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.119-129
• /
• 1994

본 연구의 목적은 좌초시 선저 보강판 부재를 대상으로 강체 웨지가 종방향으로 보강된 판으로 진입할 때의 흡수에너지-찢김길이 관계를 나타내는 실험식을 도출하는 것이다. 본 연구는 제1보에서 수행한 시리즈 실험 결과 및 찢김응답에 관한 주요 인자들의 중요도 조사 결과를 바탕으로 하고 있다. 준정적 하중상태에서 수행된 실험 결과를 바탕으로 무차원 해석을 수행하여 찢김이 진행되는 동안의 판부재의 흡수에너지를 찢김길이, 항복응력, 등가판두께, 웨지각도의 함수로 정식화하였다. 또한, 이식을 충격하중 작용시에도 적용할 수 있도록 동적 효과를 고려하였다. 특히, 본 연구에서는 동적 마찰 효과를 고려하기 위하여 동적 마찰 감소 계수의 개념을 도입하였다. 본 제안식의 유용성을 확인하기 위하여 기존의 제안식 및 충격 실험에 의해 얻어진 결과와 본 제안식의 결과를 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제53권2호
• /
• pp.85-91
• /
• 2016

The most important factor in the structural design of ships and offshore structures operating in arctic region is ice load, which results from ice-structure interaction during the ice collision process. The mechanical properties of ice related to strength and failure, however, show very complicated aspect varying with temperature, volume fraction of brine, grain size, strain rate and etc. So it is nearly impossible to establish a perfect material model of ice satisfying all the mechanical characteristics completely. Therefore, in general, ice collision analysis was carried out by relatively simple material models considering only specific aspects of mechanical characteristics of ice and it would be the most significant cause of inevitable errors in the analysis. Especially, it is well-known that the most distinctive mechanical property of ice is high dependency on strain rate. Ice shows brittle attribute in higher strain rate while it becomes ductile in lower strain rate range. In this study, the simulation method of ice collision to ship hull using the nonlinear dynamic FE analysis was dealt with. To consider the strain rate effects of ice during ice-structural interaction, strain rate dependent constitutive model in which yield stress and hardening behaviors vary with strain rate was adopted. To reduce the huge amount of computing time, the modeling range of ice and ship structure were restricted to the confined region of interest. Under the various scenario of ice-ship hull collision, the structural behavior of hull panels and failure modes of ice were examined by nonlinear FE analysis technique.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.116-122
• /
• 2021

본 논문은 반복하중을 받는 원형 철근콘크리트 교각 외부에 강판 보강을 적용한 경우, 교각의 성능 향상도를 정량적으로 평가하였다. 범용 유한 요소해석프로그램인 ABAQUS의 다양한 3차원 요소를 적용하여 교각 구조물을 해석하였다. 비탄성, 비선형 해석 변수로는 강판 보강 높이와 교각 높이 비, 강판 보강 두께와 교각 지름 비를 적용하였다. 교각 하부는 고정단으로 고려하였으며, 하중은 교각 상단에 횡 방향 반복하중을 가력하였다. 하중-변위 곡선, 응력-변형률 곡선, 연성도, 에너지 흡수 능력을 고려하여 보강에 따른 교각의 내진 성능 향상도를 평가하였다. 강판으로 보강한 원형철근콘크리트 교각은 보강재로 인한 외부 콘크리트 구속 효과로 인해 기둥의 항복 하중과 극한하중이 평균 3.76배 증가하였고, 에너지 흡수능력은 최대 4배 증가하였다. 소성 힌지가 발생하는 교각 하부 부분만 보강하여도 연성도가 크게 향상되었으며 강판의 두께가 두꺼울수록 에너지 흡수 능력이 가장 큰 값을 나타내었다. 본 연구결과를 토대로 원형철근콘크리트 교각의 외부 강판 보강을 통하여 교각의 구조 성능을 향상시킬 수 있음을 정량적으로 확인할 수 있었다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제8권5호
• /
• pp.515-524
• /
• 2022

도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)의 분기기는 콘크리트 도상에 매입된 목침목과 침목 하부의 침목방진패드로 구성된 방진궤도로서 침목방진패드의 열화 및 이에 따른 스프링강성의 변화가 침목지지조건의 변화를 초래할 수 있다. 현재 약 21년의 공용기간 동안 발생된 망간크로싱의 손상수량은 전체 부설수량 대비 약 17%로 조사되었으며, 사용 기간 15년 이후(누적통과톤수 약 5.5억톤)부터 손상 물량이 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 실물 망간크로싱과 차륜의 형상을 모사한 3차원 수치모델을 이용한 매개변수 해석(차륜의 위치, 침목지지조건 및 동적 윤중의 크기)을 수행하여 실제 현장에서 발생된 망간크로싱의 손상유형 및 발생원인을 분석하였다. 연구결과, 노즈부 주변 침목에 뜬침목이 발생된 경우, 설계 궤도충격계수가 적용된 동적윤중 작용 시 노즈부 단면의 발생응력이 항복강도를 초과하였으며, 이는 실제 현장에서 발생된 손상위치와 비교적 잘 일치하는 것으로 분석되었다. 따라서 망간크로싱의 손상을 최소화하기 위해서는 노즈부 주변의 침목지지조건을 일정한 수준으로 유지하고, 손상된 망간크로싱 교체 시에는 침목 하부 경계조건의 균일성 확보를 위해 침목방진패드를 함께 교체하는 것이 바람직할 것으로 분석되었다.

• 지질공학
• /
• 제11권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2001

우리나라 지질의 특성은 토층의 두께가 얇아서 보통 10m이상만 굴착해도 암반층이 나타나므로 대규모 지하굴착 공사시 암반층에서의 토압분포 산정방법이 절실하게 요구되고 있는 실정이다. 그러나, 암반층 암압산정시 기존의 경험식인 Terzaghi-Peck, Tschebotarioff식 등을 그대로 적용하는 것은 암반층의 점착력을 대부분 무시하게 되므로 실제 강도를 과소 평가하게 된다. 따라서 암반에서의 절리경사각, 절리면 전단강도, 지반 상재하중등을 고려한 쐐기형 블럭(Wedge Block)의 수평활동력을 산정하는것이 실제 암반층 토류구조물에 작용하는 암압과 근접할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 뒷채움 흙이 점착력을 갖는 흙인 경우 쐐기형상으로 파괴가 일어난다고 가정하여 Coulomb 토압이론을 확장하여 힘의 평형 조건을 이용해 Prakash-Saran(1963)이론과 절리면의 전단강도 결정공식 $\tau$=c+$\sigma$tan $\Phi$를 적용해서 암반층에 작용하는 암압을 산정하였다. 산정된 이론식을 이용하여 절리면 충전물의 상태 변화에 따른 절리면 전단 강도와 절리경사각을 바꿔가면서 해석해 본 결과, 암반층은 자체의 점착력과 내부마찰각이 크므로 절리방향과 경사각이 굴착면을 향해 어떻게 정해지느냐에 따라서 토압이 작용하기도 하고 작용하지 않을 수도 있다. 본 연구에서 산정된 이론식은 향후 절리면 전단강도 산정시 필요한 강도정수, 절리면의 방위와 상태, 과잉측압, 동적하중, 지진을 비롯한 많은 지반정수(Parameter)들을 보다 엄밀히 산정하고, 특히 암반층에 작용하는 지하수위 효과등을 고려하여, 실제 현장에서 계측된 많은 자료와의 분석을 통해 그 적용성이 검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
• /
• 한국미생물생명공학회 2004년도 Annual Meeting BioExibition International Symposium
• /
• pp.60-61
• /
• 2004

Metabolic engineering is now a well established discipline, used extensively to determine and execute rational strategies of strain development to improve the performance of micro-organisms employed in industrial fermentations. The basic principle of this approach is that performance of the microbial catalyst should be adequately characterised metabolically so as to clearlyidentify the metabolic network constraints, thereby identifying the most probable targets for genetic engineering and the extent to which improvements can be realistically achieved. In order to harness correctly this potential, it is clear that the physiological analysis of each strain studied needs to be undertaken under conditions as close as possible to the physico-chemical environment in which the strain evolves within the full-scale process. Furthermore, this analysis needs to be undertaken throughoutthe entire fermentation so as to take into account the changing environment in an essentially dynamic situation in which metabolic stress is accentuated by the microbial activity itself, leading to increasingly important stress response at a metabolic level. All too often these industrial fermentation constraints are overlooked, leading to identification of targets whose validity within the industrial context is at best limited. Thus the conceptual error is linked to experimental design rather than inadequate methodology. New tools are becoming available which open up new possibilities in metabolic engineering and the characterisation of complex metabolic networks. Traditionally metabolic analysis was targeted towards pre-identified genes and their corresponding enzymatic activities within pre-selected metabolic pathways. Those pathways not included at the onset were intrinsically removed from the network giving a fundamentally localised vision of pathway functionality. New tools from genome research extend this reductive approach so as to include the global characteristics of a given biological model which can now be seen as an integrated functional unit rather than a specific sub-group of biochemical reactions, thereby facilitating the resolution of complexnetworks whose exact composition cannot be estimated at the onset. This global overview of whole cell physiology enables new targets to be identified which would classically not have been suspected previously. Of course, as with all powerful analytical tools, post-genomic technology must be used carefully so as to avoid expensive errors. This is not always the case and the data obtained need to be examined carefully to avoid embarking on the study of artefacts due to poor understanding of cell biology. These basic developments and the underlying concepts will be illustrated with examples from the author's laboratory concerning the industrial production of commodity chemicals using a number of industrially important bacteria. The different levels of possibleinvestigation and the extent to which the data can be extrapolated will be highlighted together with the extent to which realistic yield targets can be attained. Genetic engineering strategies and the performance of the resulting strains will be examined within the context of the prevailing experimental conditions encountered in the industrial fermentor. Examples used will include the production of amino acids, vitamins and polysaccharides. In each case metabolic constraints can be identified and the extent to which performance can be enhanced predicted

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.237-246
• /
• 2019

전기기계식 제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake)는 자동차 및 철도차량의 차세대 제동장치로서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 고속열차용 제동장치는 공압 실린더를 이용하여 제동 압부력을 발생시키나 전기기계식 제동장치 (EMB)에서는 전기 모터 및 기어와의 조합을 통하여 압부력을 발생시킨다. 본 연구에서는 고압부력 발생이 가능한 EMB 구동 메커니즘을 제안하고, 해당 메커니즘을 만드는 기구장치 중 핵심부품인 기어 및 샤프트 부품들에 대한 구조 및 진동해석을 수행하였다. 한편 모델에 대한 동적 진동해석 결과 압부력이 가해진 상태에서 외부가진이 주어졌을 때 부재의 최대 응력이 항복강도 이내임이 확인되었다. 또한, 구조해석 결과 모터샤프트의 축 직경을 최대한 크게하는 설계가 강도 상 유리함을 확인하였으며, 기어와 편심샤프트를 고정하는 볼트에서 큰 전단응력이 발생할 수 있음을 확인하였다. 한편 해석모델의 메커니즘을 재현할 수 있는 시험장치를 제작하여 가장 취약한 부위인 고정 볼트부의 변형률을 구동 토크가 가해진 상태에서 측정하였다. 변형률 측정결과는 해석결과와 오차가 10% 이내로서, 해석모델의 정확도를 검증할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.141-149
• /
• 2018

본 연구는 자기충전 콘크리트의 생산 및 시공 시 굳지 않은 상태의 안정성을 향상시킬 목적으로 유공 유리분말(GB)를 혼입한 자기충전 콘크리트에 대하여 충전성, 통과성, 재료분리 저항성 및 레올로지 특성을 평가하였다. 실험결과, GB 혼입량에 따른 충전성은 GB의 볼베어링 효과로 인해 GB $2.0kg/m^3$까지 $T_{50}$ 도달시간이 Plain에 비하여 단축되어 충전성이 개선되는 것으로 나타났다. 단, GB $4.0kg/m^3$에서는 오히려 약간 증가되었다. 통과성의 경우에는 Plain 1등급, GB $0.5{\sim}2.0kg/m^3$ 0등급, GB $4.0kg/m^3$ 1등급으로 GB 혼입량 $2.0kg/m^3$까지 '보이는 차단 없음'으로 통과성이 개선되었다. J-ring에 의한 통과성 Block step($P_J$) 값도 GB $1.0kg/m^3$에서 가장 우수한 통과성을 나타내었다. GB 혼입에 따른 재료분리 저항성은 동적 재료분리 저항성은 Plain 보다 GB을 사용하게 되면 그 혼입량에 상관없이 동적 재료분리 저항성이 증가하였다. 정적 재료분리 저항성은 GB $1.0kg/m^3$에서 재료분리도 2.5%를 나타내어 Plain(12.5%) 대비 크게 개선되었다. GB 혼입에 따른 레올로지 특성은 GB 혼입량 증가에 따른 소성 점도는 큰 차이가 발생하지 않았으나 항복응력은 $1.0kg/m^3$까지 낮아졌다. 이상을 종합하면, GB를 $1.0kg/m^3$ 사용하게 되면 자기충전 콘크리트의 충전성, 통과성, 항복응력 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 재료분리 저항성을 증가시켜 자기충전 콘크리트의 안정성에 도움이 될 것으로 판단된다.