AASHTO LRFD 설계 기준에 따른 합성형 교량 전단연결재 설계는 주로 강도보다는 피로에 의해 지배되는 것으로 알려져 있다. 이 피로 설계는 1966년 Slutter와 Fisher의 연구에 근거하고 있다. 당시의 시험은 1면으로 수행되었기 때문에 편심이 작용하였고, 이로 인하여 전단연결재에 별도의 인장력이 가해지게 되어 피로 강도가 감소되는 결과를 낳은 것으로 보인다. 또한, 피로 S-N 곡선은 응력변동폭과 하중반복 횟수 각각의 로그 스케일에 대하여 선형 관계를 보이는 것으로 Fisher에 의해 후에 밝혀졌으나, 전단연결재의 경우에 대해서만은 아직도 응력변동폭에 로그를 취하지 않고 있다. 이 연구는 현재 미국, 영국, 유럽, 일본에서 사용 중인 피로 설계 곡선을 비교 검토한 결과 미국 설계 기준이 비교적 보수적인 설계를 하고 있음을 확인하였다. 나아가, 당시의 실험 세팅과 데이터를 재분석하고 최근까지 전 세계에 공개된 피로 실험 데이터를 수집하여 분석 비교하고, 이를 바탕으로 적절한 설계식을 추천하고자 한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권1호
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pp.10-16
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2016
일반 상선의 수명연장을 위한 피로해석은 신조선 피로해석과 달리 현재의 부식상태를 고려하고 과거 운항했던 이력 및 향후의 운항 계획을 적용해야 되기 때문에 그 절차가 매우 복잡하다. 본 연구는 신조선 피로해석에 사용되는 완전통계 피로해석법을 이용하여 모스 LNG운반선의 수명연장 과제를 수행한 사례를 소개하고자 한다. 본 논문에서 사용된 기법들과 완전통계 피로해석 프로그램은 향후 수명연장 프로젝트의 피로해석에 사용 가능할 것으로 사료된다.
3차원 영상이 유발하는 입체 시각 피로를 이해하기 위해서는 이미 제작된 콘텐츠가 유발하는 시각피로 뿐 아니라 영상이 생성되는 촬영 시점에 영상을 결정하는 카메라 파라미터가 시각피로에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 카메라 파라미터인 회전 오차, 촬영 거리, 수렴 조건이 입체 시각 피로에 미치는 영향을 검증하고 모형화 하였다. 연구 결과 회전 오차, 촬영 거리, 수렴 조건이 모두 입체 시각 피로에 영향을 미치며 특히 카메라 오정렬 관련 파라미터인 회전 오차는 상대적으로 낮은 화면 시차에서 입체 시각 피로에 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권9호
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pp.903-910
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2015
본 연구의 목적은 유탄성 효과를 고려한 완전통계 피로해석 프로그램을 구축하기 위한 기초 연구로 강체 선체운동을 바탕으로 한 완전통계 피로해석 프로그램을 구축하는 것이다. 프로그램의 신뢰성을 확보하기 위해 두 가지 선종에 대해 선급 피로해석 결과와 비교하였고, 결과가 일치함을 알 수 있었다. 향후 유탄성 선체운동 결과를 반영하고 광대역 피로손상 모델을 도입하면 유탄성 효과를 고려한 완전통계 피로해석 프로그램을 개발할 수 있을 것으로 사료된다.
장기간 동안 활하중의 반복재하로 인한 응력누적에 의해 발생하는 피로현상은 강교량의 내구수명을 지배하는 주요 인자중 하나이다. 본 논문은 차량 주행시 동적효과가 비교적 크게 일어나는 일반적인 중소규모의 플레이트 거더교를 대상으로 피로수명에 영향을 미치는 교통하중의 특성을 검토하였다. 검토결과, 피로수명은 시간교통량과 대형차 혼입율이 증가할수록 짧아지고, 교통하중특성의 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 이러한 검토결과를 토대로 피로수명에 영향을 주는 교통하중의 특성을 대표할 수 있는 새로운 파라미터를 제시하고, 그 유용성을 확인하였다.
This study analyzes structural stress and fatigue about three types of automotive wheels. As maximum equivalent stresses at 1, 2 and 3 types become lower than the yield stress of material and deformations become minute, theses types are thought be safe on durability. Type 2 model has the most fatigue life among three kinds of types and the rest of models with fatigue lives are shown in the order of type 1 and 3. As the most fatigue frequency of type 2 model happens at the state of average stress and amplitude stress on the stress range narrower than type 1 or 3, type 2 model becomes most stable. In case of type 2 with the state near the average stress of 0 MPa and the amplitude stress of 300MPa, the possibility of maximum damage becomes 30%. This stress state can be shown as the most damage possibility. These study results can be effectively utilized with the design on automotive wheel by anticipating and investigating prevention and durability against its damage.
이 연구에서는 덮개판 형상이 피로특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해서 강교량을 구성하는 구조세목 중 덮개판 필렛용접부를 대상으로 일련의 피로실험을 실시하였다. 피로실험결과 덮개판 형상에 따라 피로강도에 다소 차이를 나타내고 있었으나 국내 및 외국의 피로설계기준을 만족함을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과로부터 피로균열 발생점은 용접지단부의 형상에 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며, 용접지단부의 여러 곳에서 동시다발적으로 발생한 피로균열이 반타원형의 표면균열의 형태로 성장하고 이 균열이 서로 합체되어 관통균열의 형태로 성장함으로써 결국 파단에 이르렀다. 한편, 파괴역학적 해석결과로부터 기존의 제안식 및 유한요소해석에서 구한 균열보정 계수 중기하학적형상보정계수가 가장 지배적임을 알 수 있었으며, 피로균열성장속도와 유한요소해석에서 구한 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 덮개판 필렛용접부의 피로수명을 산정 할 수 있었다.
최근 국내에서 I형 거더의 외부가 강재로 이루어지고 내부에 무근콘크리트가 채워져 합성된 거더에 프리스트레스를 도입하여 경간을 장대화할 수 있는 새로운 개념의 합성거더인 '강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)'가 개발되었다. 또한 개발된 거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하고 정적하중 재하에 의한 파괴실험을 통해 공용 중 안전성에 대한 실험적 검증이 수행되었다(김정호 등, 2002). 그러나 SCP 합성거더의 실용화를 위해서는 교량 파손의 주원인이 주행하중의 영향에 의한 피로파손인 점을 고려하여 반복하중에 대한 피로거동의 연구 및 피로 안전성 확보가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SCP 합성거더에 대한 피로거동 특성을 파악하고 피로설계를 위한 기초적인 자료를 제시하기 위해 피로실험을 실시하였다. 피로실험을 위한 시험체의 제작은 1등교에 해당하는 설계활하중(DB-24)에 대하여 10m 지간으로 설계 제작하였으며, 실험결과 도로교설계기준(한국도로교통협회, 2000)의 상세피로범주에 따른 허용피로응력범위를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 초기정적재하를 통해 설계의 타당성과 구조적 거동을 분석하였으며, 피로실험 종료 후 거더 외부를 이루고 있는 강재를 제거하여 내부콘크리트의 상태를 관찰하였다.
이 연구는 민간경비원의 피로를 효과적으로 관리하기 위한 민간경비원에 맞는 피로도 척도를 개발하여 타당도와 신뢰도를 검증하였다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해서 이 연구에서는 2014년 서울지방경찰청에 등록된 경비회사에 재직하고 있는 시설경비종사자를 연구대상으로 설정하고, 유의표집법을 활용하여 300명의 표본을 추출하였으나, 최종분석에 사용한 사례수는 259명 이다. 피로도 척도는 선행연구를 토대로 척도개발 방법 및 절차를 통하여 개발하였다. 자료처리는 SPSSWIN 18.0을 활용하여 탐색적 요인분석, 신뢰도분석, 상관분석을 실시하였으며, AMOS 18.0을 활용하여 확인적 요인분석을 실시하였다. 결론은 다음과 같다. 첫째, 피로도 측정도구의 타당도는 높다. 즉, 내용타당도는 높았으며 구성타당도 또한 높다. 탐색적 요인분석의 경우 .452의 요인적재치를 보였으며, 확인적 요인분석의 경우 .403의 표준치를 나타내고 있어 적합지수도 기준치를 충족시켜주고 있다. 타당도 검증을 통해 최종적으로 도출한 피로도의 하위개념은 정신적 피로, 신경계 기능장애, 신체적 부조화, 소진이다. 둘째, 피로도 측정도구의 신뢰도는 높다. 즉, 문항분석을 통해 문항과 하위영역간, 문항과 총점간의 상관관계가 .602이상으로 비교적 높다. 그리고 신뢰도 계수는 Cronbach's ${\alpha}=.658$이상으로 높다. 본 연구에 의해서 개발된 민간경비원의 피로도 척도 도구는 타당도와 신뢰도가 검증되어 기존의 타 영역에서 연구되어 사용하고 있는 도구보다 민간경비원의 피로를 확실하게 측정할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 강바닥판의 실물 대형시험체를 제작하여 정적시험 및 피로시험을 실시하였다. 정적 및 영향면 재하시험 결과를 통하여 다이아프램의 유무에 따른 강바닥판 슬릿부의 면내와 면외응력을 검토하였으며, 피로시험결과로부터는 강바닥판의 피로거동, 피로균열의 발생과 진전에 대한 연구를 수행하였다. 다이아프램이 설치된 상세는 설치되지 않은 상세에 비하여 지점조건에 상관없이, 종리브 횡리브 교착부의 종리브측으로는 약 50%의 응력경감효과가 있으나, 횡리브측 하단부에는 오히려 상당히 큰 응력을 야기함을 알 수 있었으며, 피로균열 진전해석결과로부터는 슬릿부의 노치에 의한 초기균열길이가 피로균열성장에 상당한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있었다. 측정자료와 FEM 해석을 통하여 공칭응력과 핫스폿응력에 의한 피로강도를 추정한 결과, 다이아프램이 설치되지 않은 상세는 규정된 피로등급에서 안전한 것으로 판단되나 다이아프램이 설치된 상세는 피로등급이하의 거동을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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