• 제목/요약/키워드: Structural Rigidity

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섬유보강 고인장강도 콘크리트를 이용한 이중 콘크리트 보의 휨 거동 해석 (Flexural Behavior of Dual Concrete Beams Using Fiber Reinforced Concrete at Tensile Parts)

  • 박대효;부준성;조백순
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.584-592
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    • 2001
  • 철근콘크리트보(reinforced concrete beam)는 콘크리트의 압축강도에 비해 낮은 인장강도로 인해 사용하중 단계에서 균열이 발생하게 된다. 발생된 균열에 의해 감소된 콘크리트의 휨강성은 전체적인 구조물의 강도와 강성을 감소시킨다. 인장강도 및 휨강도를 증가시킨 섬유보강 콘크리트(fiber reinforced concrete)를 인장영역에 이용함으로서 구조물의 강도와 강성을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 균열 및 처짐이 감소되는 효과가 있으므로 구조물의 전체적인 안전성과 사용성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 보통강도 콘크리트(normal strength concrete)와 고인장강도 콘크리트(high tensile strength concrete)의 합성으로 이루어진 이중 콘크리트보(dual concrete beam)의 힘의 평형조건과 변형률 적합조건을 이용하여 탄성해석과 극한해석 모델을 제안한다. 세 가지 종류의 철근비에 대해 각각 하나의 철근콘크리트보와 두 개의 이중 콘크리트보를 시험하여 이중 콘크리트보의 구조적 강성을 검토하였다. 이중 콘크리트보는 철근콘크리트보에 비해 약 30%이상의 극한하중의 증가를 나타내었고, 휨강성의 증가와 더불어 처짐이 감소되었다.

용접(鎔接) 강구조(鋼構造) 부재(部材)의 잔류응력(殘留應力) 특성(特性)에 관한 연구(研究) (A Study on the Characteristics of the Residual Stress Distribution of Steel Structural Members)

  • 장동일;김두환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.93-101
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    • 1987
  • 용접부(鎔接部)에서 잔류응력(殘留應力)은 용접열(鎔接熱)에 의한 국부(局部) 가열(加熱)과 불규칙적(不規則的)이고 비교적(比較的) 급속(急速)한 냉각(冷却)으로 유발(誘發)되는 열응력(熱應力)과 구조물(構造物)의 강성(剛性) 및 재료(材料) 등에 의하여 발생(發生)되며, 잔류응력(殘留應力)의 존재(存在)는 취성파괴강도(脆性破壞强度), 피로강도(疲勞强度), 좌굴강도(挫屈强度), 진동특성(振動特性), 부식저항(腐蝕抵抗) 등에 영향(影響)을 미치는 궁극적(窮極的) 요인(要因)으로 간주(看做)됨으로 본(本) 연구(硏究)는 구조물(構造物)의 강도(强度)를 저하(低下)시키고 기능(機能)에 악영향(惡影響)을 끼치는 잔류응력(殘留應力)의 기구학적(機構學的) 특성(特性)을 파악(把握)하기 위하여 SWS 58 강판(鋼板)을 X홈 용접(鎔接)하여 이것을 4단계(段階) 즉 $350^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $650^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 열처리(熱處理)하여 hole drilling method를 사용(使用)하여 잔류응력(殘留應力)을 측정(測定)한 결과(結果), 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 잔류응력(殘留應力)을 제거(除去)시키는 가장 효과적(效果的)인 온도(溫度)는 $650^{\circ}C$ 정도(程度)이었고, 구멍의 직경(直經)이 구멍의 깊이와 일치할 때 구멍바로 근처(近處)의 소성변형(塑性變形)은 완전(完全)히 해방(解放)되었으며, 경도시험(硬度試驗)을 통(通)해 열처리(熱處理) 후(後) 열영향부(熱影響部)의 높은 경도(硬度)가 모두 삭감(削減)되는 것을 알 수 있었으며 또한 잔류응력(殘留應力)에 끼치는 용접입열(鎔接入熱)의 영향(影響)은 입열량(入熱量)의 표준(標準)보다 1/4 이상(以上), 이하(以下)인 경우 잔류응력(殘留應力)은 용접입열(鎔接入熱)에 큰 영향(影響)이 없음을 알았다.

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중공트랙형 단면의 프리캐스트 에코필라 사방댐 공법개발 (Development of Precast Concrete Method for Eco-Pillar Debris Barrier with Hollow Cross-Section)

  • 김현기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.542-552
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    • 2018
  • 본 연구에서는 현장타설 콘크리트를 사용하는 친환경 에코필라 사방댐의 시공성과 경제성을 향상시키기 위해 프리캐스트공법을 제안하고 성능검증을 수행하였다. 강재를 이용한 사방댐 형식은 공사비가 높고 부식으로 인한 환경문제도 발생하고 있어, 최근에는 콘크리트를 이용한 친환경 사방댐의 설치가 늘고 있다. 그러나 국내에서 사방댐 설계기준으로 명확하게 제시된 자료가 없어 경험적으로 설계되고 있을 뿐 아니라 에코필라 사방댐에 대한 기준은 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서 에코필라 사방댐의 설계외력 산정방법에 대해 제안하고 중공트랙형 단면을 적용하여 설계를 수행하였다. 또한, 구조적으로 비교적 간단한 캔틸레버 기둥으로 최대 휨모멘트가 작용하며 프리캐스트 공법의 핵심기술이라 할 수 있는 연결부 공법을 3가지로 제안하고 실물모형 실험을 통해 성능검증을 수행하였다. 실험결과, 루프철근 이음을 적용한 실험체가 가장 큰 강성을 보였고 앵커철근으로 연결된 실험체가 작은 값을 보였으나, 제시된 3가지 형태의 연결공법은 모두 극한하중에 따른 최대 휨모멘트를 충분히 넘어서는 성능을 나타내었다. 실물 실험체의 제작과정에서 각 공법에 대한 시공성에 대해 검토한 결과 앵커식 연결방법이 가장 우수한 것으로 평가되었다.

디지털 특수자료를 위한 XML 스키마 기반의 메타데이터 표현 체계 (A Metadata Representation Scheme based on XML Schema for Special Digital Collections)

  • 오삼균;채진석
    • 정보관리학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.109-131
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    • 2004
  • 정보자원의 전달 매체와 형태가 다양화됨에 따라서 이에 대한 관리방법 또한 다양화되어 왔다. 도서관 환경에서는 정보자원를 위한 관리방법으로서 AACR, KCR 등의 목록규칙이 정립되었으며 이러한 목록규칙에 근거한 정보자원관리를 자동화하고자 하는 노력의 결과로서 MARC가 개발되었다. 하지만, MARC 레코드는 서지 레코드가 지니고 있는 의미적 관계의 표현을 지원하지 못하는 구조적 경직성으로 인해 다양하고 상이한 기술적 특성을 지니는 정보자원들을 적절히 기술하는데 제약이 따른다. 즉, MARC의 기본 설계 목적이 몇몇 정보유형에는 비교적 적합하더라도 새로운 형태의 정보유형의 다양성을 지원하는데 어려움이 있다. 또한 MARC를 활용한 정보자원 관리 방식에서는 정보자원 간 연결 관계의 표현을 지원하지 못한다. 즉, MARC의 데이터 모델은 자원기술의 대상을 단일의 객체로 파악하는 단층 데이터 모델이기 때문에 여러 객체들 간의 연결 관계를 설정할 수 있는 다층 데이터 모델을 이용한 정보자원 기술이 필요한 경우는 적절치 못하다. 본 연구에서는 다층 데이터 모델을 지원하는 IFLA FRBR 기본 모델을 기초로 하여 전자도서관에서 사용되는 고서, 고문서, 음악 자료, 학술회의 및 세미나 자료의 관리에 있어서 이용자의 정보요구를 최대한 수용할 수 있는 최적의 메타데이터 모델과 이에 대한 XML 스키마 기반의 표현 체계를 제시하고자 한다.

에너지전환 실험의 장으로서 한국 리빙랩의 경험: 성대골의 도시지역 미니태양광 사례를 중심으로 (An Experience of Living Lab as Energy Transition Experiment: The Case of Urban Living Lab for Mini-PV System in Seong-Dae-Gol, Seoul, KOREA)

  • 김준한;한재각
    • 과학기술학연구
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    • 제18권1호
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    • pp.219-265
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    • 2018
  • 최근 에너지전환에 관한 관심이 고조되고 있다. 에너지전환은 단순히 기술적 요소의 변화뿐만 아니라 다양한 사회적 요소들의 변화와 조정을 필요로 한다는 점에서, 사용자/시민들을 포함한 다양한 이해관계자들의 능동적인 참여와 협력이 필요하다. 이를 위한 방안의 하나로 리빙랩(living lab)'이 주목받고 있다. 이 글은 2016년부터 2017년까지 서울 성대골에서 진행된 '도시지역 미니태양광 리빙랩' 활동을 세밀하게 분석한 것이다. 리빙랩을 통해 미니태양광 DIY 제품과 백업센터, 지역 기반 금융상품, 다양한 교육훙보 전략의 개발 등이 이루어졌다. 이런 활동과 성과를 전략적 층위, 전술적 층위, 운영적 층위에서 각각 제기되는 질문을 통해서 분석했으며, 더불어 기시환경-레짐-틈새 사이의 상호작용이라는 다층적 관점을 통해서도 다루어졌다. 결론적으로 이번 리빙랩 활동은 에너지 생산과 이용의 지속가능성이라는 사회문제를 해결하기 위한 '전환랩'의 가능성을 확인해주었다. 특히 전환관리 거버넌스의 운영적 층위, 즉 전환실험이라는 측면에서 주목할 만한 성과를 얻었으며, 시민들의 주도적 참여라는 점에서도 두드러졌다. 그러나 어려움 없이 진행된 것은 아니다. 특히 리빙랩이 가진 고유한 속성인 유연성과 재정지원 기관의 관료적 경직성 사이의 갈등이라는 구조적인 문제가 나타나기도 했다. 또한 전환의 비전을 형성하고 전환실험으로부터 얻은 지식을 확산하면서 전략적 틈새를 복제 확대하는데 필요한 전략적 층위에서의 '전환장'이 존재하지 않는다는 한계도 안고 있었다.

플라스틱 연동온실 기둥-서까래-도리 접합부의 성능 평가 실험 (The Experiment for Performance Evaluation of Column-rafter-purlin Connections of an Arch-type Plastic Multi-span Greenhouse)

  • 최만권;류희룡;조명환;유인호;김승유
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.473-479
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    • 2020
  • 본 연구는 단조가력 하중을 받는 실물크기 비닐온실의 기둥-서까래-도리 접합부의 역학적거동을 알아보기 위해 현장에서 시공되고 있는 두 가지 형식의 실험체로 구조실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 두 가지 형식의 접합부에 대해서 휨성능을 분석하고 접합부 분류를 시도하였다. Type B는 Type A에 비해 휨 성능이 77% 수준으로 나타났으며 두 형식 모두 강성 및 휨내력이 강접합 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 기둥-서까래-도리 접합부의 거동은 용접부 및 체결구 변형에 의한 국부좌굴이 지배적이었다. AISC 기준에 의한 접합부 분류 결과, Type A와 B 접합부 모두 설계 시 가정하는 강접합 성능에 미치지 못하는 결과를 보였으며 단순 접합으로 분류되는 것으로 나타났다. 따라서 접합부 성능평가 및 분류 결과, 접합부 성능을 고려한 온실 설계가 이루어져야 하며 신뢰성 높은 온실 구조설계를 위해서 온실 접합부에 대한 명확한 설계기준 정립 연구가 필요할 것으로 판단된다.

포뮬러 형태 자작자동차의 경량화 및 주행 성능 향상을 위한 최적설계에 관한 연구 (Optimum Design of Weight Reduction and Driving Performance enhancement for Formula type Self-design on-road vehicle)

  • 신상원;강신욱;하승현;박진표;김대완;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.725-732
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    • 2017
  • 경량화는 현재 자동차 산업에 있어 가장 중요하게 여겨지는 화두 중 하나이다. 내연기관은 물론 미래형 자동차, 친환경 자동차 개발을 위해 경량화는 자동차 산업에 있어서 결코 빠질 수 없는 소재이다. 친환경 자동차를 개발하는데 있어 연비향상과 주행성능향상은 경량화가 핵심이기 때문이다. 본 연구팀에서도 포뮬러 형태의 자작자동차를 제작하면서 경량화와 최적설계를 통한 주행 성능 향상에 주안점을 두고 연구를 시작하였다. 본 연구는 전년도 제작 차량을 바탕으로 다음의 네 가지 항목으로 나누어 진행하였다. 첫 번째, 엔진의 교체를 통한 엔진룸의 구조설계 및 경량화. 두 번째, 프레임의 최적설계를 통한 부재의 단순화 및 경량화 연구. 세 번째, 프레임의 최적설계에 따른 서스펜션의 구조설계 및 해석. 마지막으로, 업라이트와 허브의 설계 및 경량 부품 사용을 통한 경량화 등이다. 이러한 목표설정을 두고 차량 설계를 진행하였으며 결과적으로 전년도 차량 대비 48 kg을 감량하여 19.5% 만큼의 경량화 하였고 이에 가속도 또한 80 m 기준 6.65 s에서 5.8 s만큼 단축시켰다.

TSD 접합부의 강성을 고려한 5층 철골골조구조물의 비탄성 시간이력해석 (Inelastic Time History Analysis of a Five-Story Steel Framed Structure Considering Rigidity of TSD Connection)

  • 강석봉;이재환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.281-291
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    • 2010
  • 본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조 설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 5층 철골구조물은 개별골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 4개 지진파의 재현주기 수준별로 산정한 최대지반가속도와 푸쉬오버해석의 최대밑면전단력을 위한 지반가속도에 대하여 시간이력해석을 실시하여 지붕층 변위, 밑면전단력, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부 골조는 완전 강접합 골조에 비해 적은 밑면전단력이 발생하였으며 기둥, 보 및 접합부에 발생하는 휨모멘트의 크기와 증가율도 적었다. TSD 접합부는 우리나라 설계수준의 지진하중에 대하여 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

과학기술위성3호 소형영상분광기 발사모델 환경시험 결과 (Environmental Test Results of a Flight Model of a Compact Imaging Spectrometer for a Microsatellite STSAT-3)

  • 이상준;김정현;이준호;이치원;장태성;강경인
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.184-190
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    • 2011
  • 과학기술위성3호 부탑재체인 소형영상분광기 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 400 - 1050 nm의 관측 대역에서 분광 관측을 수행하는 영상 분광기이다. COMIS는 2012년 고도 700 km의 원 궤도에서 발사 된 후 27 m의 공간분해능과 2 - 15 nm의 파장 분해능을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 COMIS 비행 모델의 환경시험 수행결과를 기술한다. 발사 환경인 진동 가진에 의한 영상분광기의 광학적, 구조적인 변화 여부와 우주환경인 열.진공 상태에서의 기능 시험을 수행하여 안정성 및 신뢰성을 검증 받았다. 우주공간에서의 환경으로 일컬어지는 고진공($10^{-5}$ torr이하)과 $-30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$의 고온 및 저온의 열적 변화 상태를 모사하는 시험에서 정상적인 기능을 보였고, 10 grms의 랜덤 진동 가진 전.후의 고유 진동수는 1% 이내의 변화량을 보였다. 환경시험 전 후로 영상분광기의 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function) 측정을 하여 광학 성능이 유지됨을 확인하였다. 환경시험을 마친 영상분광기는 현재 과학기술위성3호 본체와의 조립을 진행 중에 있으며 2012년 발사 예정에 있다.

공작기계의 4차 산업혁명에서 5축 절삭가공기 교육 중 AC축을 제어하는 2NC 헤드 가공상의 유한요소 해석으로 응력 및 변형에 관한 연구 (A Study on Stress and Deformation through Finite Element Analysis of 2NC Head Processing Controlling AC Axis during 5-Axis Cutting Machine Training in the 4th Industrial Revolution of Machine Tool System)

  • 이지웅
    • 실천공학교육논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.327-332
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    • 2021
  • 교육용으로 사용되는 피삭재(소재)는 SM20C, Al6061, 아크릴 등의 소재를 사용한다. SM20C 소재는 탄소강으로서 자격증 시험 및 기능경기대회에서 많이 사용되지만 산업현장에서도 많이 사용된다. Al6061 소재는 탄소강에 비하여 경도가 낮아지고 전성(연성)이 강한 소재이기에 공구의 구성인선이 많이 발생하는 소재 라고 한다. 아크릴 소재를 이용하여 학생들에게 실습지도 하면 어느 부분에서 과다 절삭으로 인하여 진동이 발생하고 공구의 파손이 발생하는 소재이다. 이러한 과정에서 5축장비인 2NC헤드에게 가해지는 충격이 정밀도 제어에는 어느정도 영향을 줄 수 있는지 알아본다. 5축장비의 가장 취약한 부분은 AC축을 제어하는 헤드가 가장 약한 부분이라 할 수 있다. 이 부분의 정밀도 및 누적 공차가 발생할 경우 모든 제품의 정밀도가 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서 2NC헤드의 핵심적인 부분, 스핀들 하우징은 Al7075 T6(미국 알코아사) 소재를 사용하고 전체 바디는 FCD450 (구상흑연주철) 사용하여 진행하였다. 이 두가지 소재에서 작용되는 진동 및 절삭 과정에서 힘을 극한조건에서 유한요소 해석으로 적용되는 값을 밝혀 내고자 해석을 진행하였다. 이러한 해석 데이터를 활용하여 학생들이 5축절삭 보다 5축 가공기의 구조를 보고 이해하는데 도움이 되기를 기대한다.