• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.233-240
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• 1997

본 연구에서는 다양한 구조 및 하중조건에 대하여 중차량의 주행에 의한 충격효과를 분석하였다. 중차량 주행시의 다주형 강판형교의 동적해석에서는 노면조도 및 차륜-바닥판 사이의 상호작용을 고려하였다. 진입로와 교량바닥판의 노면형상은 각 노면조도에 따라 지수 스펙트럴 밀도 함수를 사용하여 생성시켰으며, 교량바닥판과 차륜사이의 상관력을 좀더 합리적으로 반영하기 위해 개선된 후처리기법을 사용하여 보정하였다. 또한 교량진입부에서 발생할 수 있는 바닥판과 진입로사이의 단차조건도 분석하였다. 현행 도로교 표준 시방서에 준하여 설계된 다양한 교량들에 대하여 동적거동에 중요한 영향을 미치는 구조인자들(경간장, 주형간격 등)의 영향을 체계적으로 검토하였다. 다양한 주행속도에 따른 단일주행에 의한 기본적인 하중상태 뿐만 아니라 동일차선 및 인접차선을 주행하는 다수 차량의 하중조건도 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.397-404
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• 2011

본 연구에서는 4축 단일차량에 타이어의 접지폭을 고려한 새로운 3차원 차량모델을 개발하여 도로교의 동적응답을 구할 수 있는 수치해석방법을 개발하였다. 3차원 차량모델에는 타이어의 접지폭과 텐덤 스프링 차륜축의 피칭을 고려하고 4축 단일차량을 10-자유도를 갖는 차량으로 모델링하였다. 차량의 운동방정식은 Lagrange방정식을 사용하여 유도하였으며 Newmark-${\beta}$법을 사용하여 그 해를 계산하였다. 본 연구에서 개발한 3차원 차량모델을 이용하여 구한 수치해석 결과와 실제 교량에서 실시한 실험값을 비교 검토하여 그 타당성을 입증하였다. 수치해석으로 구한 해석값은 실험값과 매우 유사한 경향을 나타내었다. 차량의 동적 해석에서는 4축 단일차량인 24톤 덤프트럭이 여러 가지 스텝 범프를 통과할 때 발생하는 타이어력의 최대 충격계수를 구하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.769-782
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• 2006

상시 운행 열차는 운행 속도 대역폭이 한정되어 있기 때문에 속도에 따른 교량의 동적응답 특성 파악에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 교량상을 통과하는 열차 속도와 교량의 동적응답의 상관관계를 파악하기 위하여 실운행 디젤 기관차 1량에 의한 증속실험을 실시하였다. 가속도 응답특성 분석을 위하여 지점부를 제외한 전구간에 걸쳐 등간격으로 7개의 수직가속도와 중앙부에 1개의 수평가속도계를 부착하였다. 교량의 중앙부에는 연직방향과 횡방향 거동특성 파악을 위하여 수직 변위계, 수평 변위계, 휨변형률계를 각각 1개씩 설치하였다. 실험 차량을 대상 교량의 중앙부와 지점부에 정적재하 후 5km/h부터 90km/h까지 10km/h씩 증속하였고, 각 속도 대역별로 2회씩 반복하여 실험을 실시하였다. 실측 데이터의 필터링 방법에 따른 진동 평가 방법의 적절성을 검토하였고, 연직방향 진동가속도 대비 횡방향 진동수준을 평가하였으며, 속도에 따른 처짐, 변형률 및 윤중변동 특성을 검토하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제1권1호
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• pp.131-157
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• 2014

Special track systems used to divert a train to other directions or other tracks are generally called 'railway turnout'. A traditional turnout system consists of steel rails, switches, crossings, steel plates, fasteners, screw spikes, timber bearers, ballast and formation. The wheel rail contact over the crossing transfer zone has a dip-like shape and can often cause detrimental impact loads on the railway track and its components. The large impact also emits disturbing noises (either impact or ground-borne noise) to railway neighbors. In a brown-field railway track where an existing aged infrastructure requires renewal or maintenance, some physical constraints and construction complexities may dominate the choice of track forms or certain components. With the difficulty to seek for high-quality timbers with dimensional stability, a methodology to replace aged timber bearers in harsh dynamic environments is to adopt an alternative material that could mimic responses and characteristics of timber in both static and dynamic loading conditions. A critical review has suggested an application of an alternative material called fibre-reinforced foamed urethane (FFU). The full-scale capacity design makes use of its comparable engineering characteristics to timber, high-impact attenuation, high damping property, and a longer service life. A field trial to investigate in-situ behaviours of a turnout grillage system using an alternative material, 'fibre-reinforced foamed urethane (FFU)' bearers, has been carried out at a complex turnout junction under heavy mixed traffics at Hornsby, New South Wales, Australia. The turnout junction was renewed using the FFU bearers altogether with new special track components. Influences of the FFU bearers on track geometry (recorded by track inspection vehicle 'AK Car'), track settlement (based on survey data), track dynamics, and acoustic characteristics have been measured. Operational train pass-by measurements have been analysed to evaluate the effectiveness of the replacement methodology. Comparative studies show that the use of FFU bearers generates higher rail and sleeper accelerations but the damping capacity of the FFU help suppress vibration transferring onto other track components. The survey data analysis suggests a small vertical settlement and negligible lateral movement of the turnout system. The static and dynamic behaviours of FFU bearers appear to equate that of natural timber but its service life is superior.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.60-67
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• 2014

본 연구에서는 사장교의 핵심부재인 케이블 점검을 위한 자동화 검사 시스템을 개발하였다. 강자성체로 이뤄진 연속체 구조물인 케이블의 내외부 검사에 적합한 비파괴검사법으로는 선행연구를 통해 검증된 누설자속탐상법이 적용되었고, 홀센서와 영구자석을 이용하여 다채널의 누설자속 측정용 자기센서헤드를 제작하였다. 또한 케이블 검사의 자동화로 접근성을 높이기 위해 사장교 케이블을 따라 이동할 수 있는 바퀴굴림 방식의 케이블 등반 로봇을 설계 및 제작하였고, 로봇을 다양한 디바이스에서 모니터링 및 제어하기 위한 컨트롤 프로그램을 제작하였다. WLAN 방식의 무선통신기술을 적용하여 원격으로 계측 데이터 전송 및 로봇제어를 가능하게 하였다. 최종적으로 본 연구를 통해 개발된 세부 기술들이 연동된 누설자속탐상법 기반 케이블 이동형 진단 시스템을 이용하여 실제 운용중인 서해대교의 케이블을 대상으로 현장 시험을 수행함으로써 본 시스템의 현장 적용성을 검증해보았다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권1호
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• pp.25-30
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• 2008

자동차 부싱은 차체로 전달되는 하중을 줄여주는 역할을 하는 자동차 현가장치의 주요 부품으로 바깥쪽 슬리브와 안쪽의 축 사이에서 가운데가 비어 있는 실린더의 형상을 가진다. 차축에 작용되는 힘과 모멘트에 대한 부싱의 상대변위 및 변형각도는 점탄성 성질을 나타내며, 부싱에서 힘과 모멘트와 이에 대한 변위와 변형각도의 관계는 다물체 동역학 시뮬레이션에 매우 중요하다. 본 연구는 자동차 부싱의 회전방향 모드에 대한 모멘트와 변형각도의 점탄성 관계를 변형각도에 의존하는 모멘트 완화함수를 통하여 부싱모델을 완성하였으며, 완성된 점탄성 부싱 모델은 회전방향 모드에 대한 실험값과 비교하여 검증하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.9-14
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• 2008

곡선교의 경우 구조적인 기능이나 미관을 고려하여 강상자형교의 사용이 증가하고 있다. 강상자형교는 비틀림에 대한 강성이 뛰어나고 폐합단면을 가지므로 개단면에 비해 부식에 대해서 유리하며 가설 시에도 안정성을 갖는 장점이 있다. 곡선 강상자형교의 설계는 관용적으로 가로보의 강성을 이용하여 윤하중 횡분배를 유도하는 격자해석으로 실시되고 있다. 본 연구에서는 곡선강상자형교에 대하여 유한요소 해석을 실시하여 곡률, 가로보 및 다이아프램이 윤하중의 횡분배에 미치는 영향에 분석하였다. 해석결과 곡선교에서 곡률은 횡분배에 큰 영향을 미쳤으며 곡률이 증가할수록 분배계수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 지점부 다이아프램 외에 지간 중앙에 설치되는 다이아프램 1개는 윤하중의 횡분배와 구조적 안정성에 크게 기여하였으나 추가적인 다이아프램의 설치는 하중의 횡분배에 크게 영향을 주지 못하였다. 콘크리트 슬래브 강성은 가로보에 의한 횡분배 효과보다 크게 나타난 것으로 곡선 강박스교 설계 시에는 콘크리트 슬래브 강성의 횡분배 효과를 고려하여야 할 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권2호
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• pp.207-233
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• 2023

Steel-concrete composite box girder bridges are widely used in the construction of highway and railway bridges both domestically and abroad due to their advantages of being light weight and having a large spanning ability and very large torsional rigidity. Composite box girder bridges exhibit the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip under various loads during operation. As one of the most commonly used calculation tools in bridge engineering analysis, one-dimensional models offer the advantages of high calculation efficiency and strong stability. Currently, research on the one-dimensional model of composite beams mainly focuses on simulating interface longitudinal slip and the shear lag effect. There are relatively few studies on the one-dimensional model which can consider the effects of restrained torsion, distortion and interface transverse slip. Additionally, there are few studies on vehicle-bridge integrated systems where a one-dimensional model is used as a tool that only considers the calculations of natural frequency, mode and moving load conditions to study the dynamic response of composite beams. Some scholars have established a dynamic analysis model of a coupled composite beam bridge-train system, but where the composite beam is only simulated using a Euler beam or Timoshenko beam. As a result, it is impossible to comprehensively consider multiple complex force effects, such as shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip of composite beams. In this paper, a 27 DOF vehicle rigid body model is used to simulate train operation. A two-node 26 DOF finite beam element with composed box beams considering the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip is proposed. The dynamic analysis model of the coupled composite box girder bridge-train system is constructed based on the wheel-rail contact relationship of vertical close-fitting and lateral linear creeping slip. Furthermore, the accuracy of the dynamic analysis model is verified via the measured dynamic response data of a practical composite box girder bridge. Finally, the dynamic analysis model is applied in order to study the influence of various mechanical effects on the dynamic performance of the vehicle-bridge system.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.149-153
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• 2000

Substituting composite structures for conventional metallic structures has many advantages because of higher specific stiffness and specific strength of composite materials. In this work, one-piece propeller shafts composed of carbonfepoxy and glass/epoxy composites were designed and manufactured for a rear wheel drive automobile satisfying three design specifications, such as static torque transmission capability, torsional buckling and the fundamental natural bending frequency. Single lap adhesively bonded joint was employed to join the composite shaft and the aluminum yoke. For the optimal adhesive joining of the composite propeller shaft to the aluminum yoke, the torque transmission capability of the adhesively bonded composite shaft was calculated with respect to bonding length and yoke thickness by finite element method and compared with the experimental result. Then an optimal design method was proposed based on the failure model which incorporated the nonlinear mechanical behavior of aluminum yoke and epoxy adhesive. From the experiments and FEM analyses, it was found that the static torque transmission capability of composite propeller shaft was maximum at the critical yoke thickness, and it saturated beyond the critical length. Also, it was found that the one-piece composite propeller shaft had 40% weight saving effect compared with a two-piece steel propeller shaft.

• 한국안전학회지
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• 제30권5호
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• pp.67-73
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• 2015

In this paper, the simple truss model was modified to predict the punching shear strength of long-span prestressed concrete (PSC) deck slabs under wheel load including the effects of transverse prestressing and long span length between girders. The strength of the compressive zone arounding punching cone was evaluated by the stiffness of inclined strut which was modified by considering aging effective modulus. The stiffness of springs which control lateral displacement of the roller supports consists of the steel reinforcement and prestressing which passed through the punching cone. Initial angle of struts was determined by the experimental observation to compensate for uncertainties in the complexities of the punching shear. The validity of computed punching shear strength by modified simple truss model was shown by comparing with experimental results and the experimental results were also compared with existing punching shear equations to determine level of predictability. The modified simple truss model appeared to better predict the punching shear strength of PSC deck slabs than other available equations. The punching shear strength, which was determined by snap-through critical load of modified simple truss model, can be used effectively to examine punching shear strength of long span PSC deck slabs.