• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.338-339
• /
• 2012

This study examined the friction and wear behavior of diamond-like carbon (DLC) films deposited from a radio frequency glow discharge using a hydrogen diluted benzene gas mixture. The DLC films were deposited on Si (100) and polished stainless steel substrates by r.f.-PACVD at hydrogen to benzene ratios, or the hydrogen dilution ratio, ranging from 0 to 2.0. The wear test was carried out in both ambient and aqueous environments using a home-made ball-on-disk type wear rig. The stability of the DLC coating in an aqueous environment was improved by diluting the benzene precursor gas with hydrogen, suggesting that hydrogen dilution during the deposition of DLC films suppress the initiation of defects in the film and improved the adhesion of the coating to the interface.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
• /
• pp.58-65
• /
• 2003

The seismic response analysis of a freestanding spent fuel storage cask model are performed for an artificial time history acceleration generated by the basis on the US NRC RG1.60 response acceleration spectrum. This paper focuses on the structural stability by seismic loads to check the overturing possibility of storage cask and the slipping displacement on bed. Parametric analyses of a simplified cask model are performed to take into account the variations in seismic load magnitude and cask/bed interface friction. The analyses results show that the storage cask has a large marginal integrity in the response acceleration and slipping distance for both design seismic and beyond design seismic loads.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.5-15
• /
• 2017

주면마찰력은 매입말뚝에서 가장 큰 영향 요소이다. 특히 시멘트풀과 지반 사이의 인터페이스 거동에 있어 가장 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 시멘트 풀 영향을 고려하여 단독말뚝에 대한 현장축소모형말뚝 재하시험을 수행하였다. 시험말뚝은 상사비를 고려하여 길이 1.3m 지름 0.067m로 선정하였으며, 굴착공경은 150, 125, 90, 86, 74mm, 시멘트풀 물/시멘트비는 90, 70, 60%로 급속재하시험을 수행하였다. 분석 결과 굴착공경이 증가할수록 지지력 증가를 확인하였다. 또한, 물/시멘트비가 부배합일수록 지지력이 증가하는 것을 확인하였다. 상사비를 고려한 축소모형시험결과, 굴착 공경은 말뚝지름(0.508mm 기준)보다 대략 0.1~0.4D(50~200mm) 크게 시공하는 것이 적합하다. 그리고 시멘트풀 물/시멘트비는 본 연구 결과와 품질관리 등을 고려하였을 때, 70% 정도가 적절하다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제28권9호
• /
• pp.1078-1085
• /
• 2011

Prediction of a minimum crack size for growth, which is defined as a crack size that grows fast enough to keep ahead of its removal by contact wear and periodic grinding, is the most demanding work to prevent rail from fatigue failure and develop cost effective railway maintenance strategy In this study, we investigated the wheel load increment due to a rail defect during a train ran over it, and its effect on the minimum crack size for growth. For this purpose, we developed simulation software based on the Fletcher and Kapoor's "2.5D" model and measured wheel load increment during a train passed over a defect. A maximum contact pressure and contact patch size were calculated by 3D FEM and crack growth analyses were performed by varying two of dominant contact contributors; surface friction coefficient(0.1, 0.2, 0.3 and 0.4) and crack aspect ratio. The minimum crack sizes for growth were calculated from 0.29 to 1.44mm depending on the contact conditions. They were decreasing with increasing surface friction coefficient and decreasing with crack aspect ratio(a/b).

• Tribology and Lubricants
• /
• 제34권2호
• /
• pp.49-54
• /
• 2018

Hydraulic reciprocating seal has been widely used to prevent fluid leakage in hydraulic systems. Also, hydraulic reciprocating seal plays a significant role to provide lubricant film at contacting interface to minimize tribological problems due to sliding with counter material. To predict lifetime of hydraulic reciprocating seal, quantitative understanding of wear characteristics with respect to operating conditions such as normal force and sliding speed is needed. In this work, effect of sliding speed on wear of polyurethane (PU) hydraulic reciprocating seal were experimentally investigated using a pin-on-disk tribo-tester. The wear characteristics of PU specimens were quantitatively determined by comparing the confocal microscope data before and after test. It was found that the wear rate of PU specimens decreased from $4.9{\times}10^{-11}mm^3$ to $1.1{\times}10^{-11}mm^3/Nm$ as sliding speed increased from 120 mm/s to 940 mm/s. Also, it was observed that the friction decreased slightly as the sliding speed increased. Improvement of lubrication state with increasing sliding speed was likely to be responsible for this enhanced friction and wear characteristics. This result also suggests that decrease in sliding distance between PU elastomer and counter materials at lower sliding speed is preferred. Furthermore, the quantitative assessment of wear characteristics of PU specimen may be useful in prediction of lifetime of PU hydraulic reciprocating seal if the allowed degree of wear for failure of the seal is provided.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.43-51
• /
• 2011

본 연구에서는 수동저항부를 형성시킨 띠형 섬유보강재의 인발저항 특성을 평가하기 위해 일련의 실내인발시험을 수행하였다. 이 띠형 섬유보강재는 중간에 길이방향으로 접힘홈이 형성되어 있어 보강재를 반폭으로 접어 콘크리트 블록에 직접 체결할 수 있고 후단부에는 보강재를 '${\cap}$' 형태로 세워서 수동저항부를 형성시킬 수 있다. 이 띠형 섬유보강재는 후단부에 수동저항부가 형성되어 있기 때문에, 흙과 보강재 사이의 표면마찰저항과 수동저항부에서의 지지저항력이 함께 발현되는 인발저항 특성을 가진다. 따라서, 인발저항 평가시 마찰저항과 지지저항을 각각 산정하여 설계에 반영해야 한다. 일련의 인발시험 결과 수동저항부를 형성시키면 인발저항강도가 10~65% 정도 증가하고 수직응력이 클수록 증가량이 점차 커지는 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 이를 근거로 수동저항부 형성에 의해 발현되는 지지저항력 산정 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제8권4호
• /
• pp.31-40
• /
• 1992

고대 석조아치교량의 아치부분은 암석블릭이 서로 맞물려 있는 불연속면의 특성을 지니고 있다. 이러한 석조아치교량의 내하력을 평가하기 위해서는 역학적으로 취약한 불연속면을 고려하는 것이 요구되나 기존의 해석방법은 아치를 연속된 하나의 일체부재로 보고 해석하였으므로 불연속면의 특성이 고려되지 않았다. 따라서 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 불연속면을 고려하고 불연속면의 전단강성과 마찰각이 석조아치교량의 내하력에 미치는 영향을 분석함으로써 석조아치교량을 평가하고자 하 였다. 연구결과 고대 석조아치교량의 내하력은 아치블럭을 형성하고 있는 암석 자체의 압축강도보다는 불연속면의 마찰각과 전단강성에 의하여 좌우되며 화강암 교량일 경우에는 전단강성이 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며 해석대상인 흥국사 홍교는 현재 3등교수준의 내하력을 갖고 있는 것으로 추정된다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제46권4호
• /
• pp.451-469
• /
• 2023

The use of precast hollow-core slabs (PCHCS) in civil construction has been increasing due to the speed of execution and reduction in the weight of flooring systems. However, in the literature there are no studies that present a finite element model (FEM) to predict the load-slip relationship behavior of pushout tests, considering headed stud shear connector and PCHCS placed at the upper flange of the downstand steel profile. Thus, the present paper aims to develop a FEM, which is based on tests to fill this gap. For this task, geometrical non-linear analyses are carried out in the ABAQUS software. The FEM is calibrated by sensitivity analyses, considering different types of analysis, the friction coefficient at the steel-concrete interface, as well as the constitutive model of the headed stud shear connector. Subsequently, a parametric study is performed to assess the influence of the number of connector lines, type of filling and height of the PCHCS. The results are compared with analytical models that predict the headed stud resistance. In total, 158 finite element models are processed. It was concluded that the dynamic implicit analysis (quasi-static) showed better convergence of the equilibrium trajectory when compared to the static analysis, such as arc-length method. The friction coefficient value of 0.5 was indicated to predict the load-slip relationship behavior of all models investigated. The headed stud shear connector rupture was verified for the constitutive model capable of representing the fracture in the stress-strain relationship. Regarding the number of connector lines, there was an average increase of 108% in the resistance of the structure for models with two lines of connectors compared to the use of only one. The type of filling of the hollow core slab that presented the best results was the partial filling. Finally, the greater the height of the PCHCS, the greater the resistance of the headed stud.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제17권7호
• /
• pp.15-25
• /
• 2016

본 연구에서는 압밀을 고려한 고등 3차원 유한요소해석을 통하여 압밀이 진행 중인 지반에 근입된 단독말뚝 및 군말뚝의 거동을 연구하였다. 수치해석에서는 단독말뚝 및 말뚝 중심간의 간격이 2.5D인 $4{\times}4$ 및 $6{\times}6$ 군말뚝을 고려하였다. 여기서 D는 말뚝의 직경을 의미한다. 부마찰에 의한 말뚝의 침하 및 부마찰력은 압밀초기 단계에서 비교적 빠르게 발생하는 것으로 분석되었다. 그러나 압밀도가 50~75%를 초과하는 경우 말뚝의 침하 및 부마찰력의 증가량은 상대적으로 크지 않은 것으로 분석되었다. 성토층에서의 부마찰은 신속하게 발현되며 이후의 압밀 단계에서는 일정하게 유지된다. 말뚝에 작용하는 부마찰은 상대변위 및 유효지중응력에 좌우되는 것으로 분석되었다. 압밀 초기단계에서는 상대변위가 큰 영향을 미치는데 비해, 압밀 후반기에서는 유효지중응력이 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 말뚝-인접지반에서의 전단응력 전이로 인해 말뚝과 인접한 흙의 유효수직응력이 감소하며 이러한 현상은 군말뚝에서 특히 현저하다. 부마찰이 영향을 미치는 영역의 범위는 흙의 유효수직응력의 분포를 고려할 경우 말뚝으로부터 수평으로 20D 정도 되는 것으로 분석되었다. 이에 비해 말뚝에 작용하는 유효수평응력은 far field 조건의 응력과 거의 유사한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제40권1호
• /
• pp.5-14
• /
• 2024

PHC 말뚝은 압축력 및 휨 모멘트에 대한 저항력이 우수하며, 공장에서의 생산으로 인해 품질 관리가 효율적으로 이루어진다. 이러한 장점으로 인해 다양한 토목 및 건축 현장에서 널리 활용되고 있지만, PHC 말뚝의 설계 과정에서 중요한 요소인 주면 마찰력은 주로 경험식이나 N 값 등의 추정치를 기반으로 하고 있다. 이에 대한 실험적 연구는 상대적으로 부족하며, 환경적 요소 중 하나인 pH 값과 지하수 또는 해수의 영향 역시 간과되는 경우가 많다. 본 연구에서는 진동기계 기초의 영향을 받는 PHC 말뚝 모델을 중심으로 다양한 pH 환경(산성, 중성, 염기성) 및 해수의 영향하에 한 달 동안 수침 후, 해당 PHC 말뚝-사질토의 접촉면에 대한 반복 단순 전단시험을 수행하였다. 이를 위해 교란 상태 개념(Disturbed State Concept)을 적용하여 접촉면의 동적 거동을 정량적으로 평가하였다. 연구 결과, 화학적 환경에 따른 동적 전단응력은 중성 > 산성 > 염기성 순으로 감소하였다. 또한, pH 영향을 받은 경우와 해수의 영향을 받은 경우를 비교했을 때, pH 영향을 받은 경우에 전단응력의 감소가 더 크게 나타났다.