• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권6호
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• pp.715-730
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• 2023

Broad studies have addressed the issue of structural element damage identification, however, rubber bearing, as a key component of load transmission between the superstructure and substructure, is essential to the operational safety of a bridge, which should be paid more attention to its health condition. However, regarding the limitations of the traditional bearing damage detection methods as well as few studies have been conducted on this topic, in this paper, inspired by the model updating-based structural damage identification, a two-stage bearing damage identification method has been proposed. In the first stage, we deduce a novel bearing damage localization indicator, called element relative MSE, to accurately determine the bearing damage location. In the second one, the prior knowledge of bearing damage localization is combined with sailfish optimization (SFO) to perform the bearing damage estimation. In order to validate the feasibility, a numerical example of a 5-span continuous beam is introduced, also the noise robustness has been investigated. Meanwhile, the effectiveness and engineering applicability are further verified based on an experimental simply supported beam and actual engineering of the I-40 Bridge. The obtained results are good, which indicate that the proposed method is not only suitable for simple structures but also can accurately locate the bearing damage site and identify its severity for complex structure. To summarize, the proposed method provides a good guideline for the issue of bridge bearing detection, which could be used to reduce the difficulty of the traditional bearing failure detection approach, further saving labor costs and economic expenses.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권5호
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• pp.183-189
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• 2023

A bearing is a mechanical component that transmits rotation and supports loads. According to the type of rotating mechanism, bearings are categorized into ball bearings and tapered roller bearings. Tapered roller bearings have higher load-bearing capabilities than ball bearings. They are used in applications where high loads need to be supported, such as wheel bearings for commercial vehicles and trucks, aircraft and high-speed trains, and heavy-duty spindles for heavy machinery. In recent times, the demand for reducing the driving friction torque in automobiles has been increasing owing to the CO₂ emission regulations and fuel efficiency requirements. Accordingly, the research on the driving friction torque of bearings has become more essential. Researchers have conducted various studies on the lubrication, friction, and contact in tapered roller bearings. Although researchers have conducted numerous studies on the friction in the lips and on roller misalignment and skew, studies considering the influence of roller shape, specifically roller shape errors including lips, are few. This study investigates the driving friction torque of tapered roller bearings considering roller geometric uncertainties. Initially, the study calculates the driving friction torque of tapered roller bearings when subjected to axial loads and compares it with experimental results. Additionally, it performs Monte Carlo simulations to evaluate the influence of roller geometric uncertainties (i.e., the effects of roller geometric deviations) on the driving friction torque of the bearings. It then analyzes the results of these simulations.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.19-26
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• 2021

교량 받침장치부는 상부구조의 수직하중을 지지하여 하부구조에 전달하고, 교량의 붕괴사고를 방지하는 역할을 한다. 하지만, 포항지진에 의하여 총 12개 도로교량의 받침장치 몰탈 파손, 받침장치 파손 및 쐐기 손상이 보고되었다. 본 연구에서는 지진시 교량 받침장치부의 구조 시스템 특성을 고려하여 교각의 코핑부와 무수축몰탈을 포함한 면진받침 장치 실험체의 전단 거동특성 및 손상모드를 평가하였다. 받침장치 쐐기에 대한 영향을 확인하기 위하여 쐐기 설치 유무를 변수로 설정하였으며, 압축-전단 실험을 실시하여 면진장치의 전단 거동특성과 손상모드를 확인하였다. 또한 유한요소해석을 통하여 받침장치의 거동특성 및 각 구성요소별 손상원인을 분석하였다. 실험결과, 쐐기의 충돌 및 손상 발생 이후 급격한 하중변화가 발생하였으며, 받침장치와 무수축몰탈 경계부를 따라 균열이 발생하였다. 쐐기 유무에 따른 쐐기, 앵커 소켓 및 무수축볼탈의 응력거동을 비교함으로써 지진시 교량받침장치부의 손상원인을 규명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.405-413
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• 2020

압축 유동하에서 측정된 시멘트 페이스트의 수직 응력은 변형률의 증가에 따라 변형률이 0.0003에서 0.003 사이 구간인 탄성 고체 구간과 변형률이 0.003에서 0.8 사이 구간인 변형률 경화 구간으로 나누어진다. 두 구간 중 변형률 경화 영역에서 유변학적 특성을 분석하기 위해 모델링 식이 제안되었다. 첫째, 유체 거동의 관점에서, 지수법칙 일관성 지수 m=700 및 멱지수 n=0.2를 갖는 지수법칙 비뉴토니언 모델이 적용되었다. 적용 결과는 탄성 고체 구간을 제외하고는 실험 결과와 좋은 일치를 보여주었다. 둘째, 연성 고체 거동의 관점에서 힘 평형 모델이 적용되었으며, 하중을 측정하는 센서부와 시멘트 페이스트 표면 간의 마찰 계수가 실험데이터에 반구간탐색법을 적용하여 변형률의 다항식으로 도출되었다. 적용 결과는 변형률이 0.003에서 0.3 사이 구간인 중간 영역에서만 실험 결과와 좋은 일치를 보여주었다. 따라서, 압축 유동 하의 시멘트 페이스트의 유변학적 거동은 변형률 경화 구간에서 연성 고체 거동의 관점보다는 지수법칙 비뉴토니언 유체 거동의 관점에서 실험 결과와 더 일치함을 보여주었다.