• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.91-98
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• 1997

대부분의 동적계에는 기진력과 계 특성치들에 다양한 불확실성이 존재한다. 본 논문에서는, 기진력과 계 특성치에 불확실성이 존재하는 선형 동적계에 대한 응답 및 신뢰성을 해석하는 하나의 과정을 제안하였다. 계 특성치와 응답은 섭동법에 의하여 모델링되고, 확률 이론과 진동 이론에 의하여 응답 해석이 정식화된다. 또한 응답의 평균을 구하기 위하여 확률유한요소법이 사용되었다. 파괴확률을 구하는 방법으로는 적분방정식법에 의한 최초통과확률 해석이 사용되었다. 적분방정식법은 통과율과 최초통과 확률밀도의 항들에 의해 최초통과확률로 귀결된다. 본 연구에서는 기진력, 계 특성치 그리고 응답은 모두 Gaussian 확률 특성을 가정하였다. 적용예로써, 정상 백색잡음 기진력을 받고 확률 특성을 갖는 질량 및 스프링 상수들로 이루어진 1자유도계에 대하여 과도응답 상태에서의 파괴확률을 계산하였으며, 그 결과를 수치 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.485-497
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• 2012

최근 철도의 소음, 진동에 대한 사회적 관심이 증가하면서, 철도 진동을 효과적으로 줄일 수 있는 플로팅 슬래브 궤도의 적용이 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동을 보다 정확히 이해하기 위하여 실모형 실내 실험을 통해 정적 거동과 시스템 고유 진동수 부근의 저주파 대역에서 플로팅 슬래브 궤도의 동적 거동을 분석함으로써 플로팅 슬래브 궤도의 설계의 적정성과 설계에 적용되는 해석모델의 유효성을 입증하고자 하였다. 실험 및 유한요소 해석 결과에 따르면 플로팅 슬래브 궤도는 강체 모드 고유진동수보다 휨모드 고유 진동수에 가까운 대역에서 탁월 주파수가 나타나며 변형 형상도 휨모드가 가장 지배적인 모드가 되므로, 플로팅 슬래브 궤도의 설계 시에는 슬래브의 휨강성과 조인트 및 단부의 경계조건 등을 고려해야 한다. 또한 Kelvin-Voigt 모델을 사용한 2차원 유한요소 해석모델에 의한 해석 결과는 정적 및 동적 처짐, 하중 전달율 등 실험결과와 매우 잘 일치하는 것으로 나타나 플로팅 슬래브 궤도의 설계에 활용하기에 충분한 신뢰성을 가지고 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.101-109
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• 2009

FBG센서로 변형율을 계측하고 추정 가능한 일부 저차모드를 중첩하여 교량의 동적변위를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모드별 진동형상은 단순보의 이론식에서 유도하였고, 일반화좌표는 FBG센서에서 계측한 변형율에서 유도하였다. 일반 교량의 저차모드에서 발생하는 휨 및 비틀림모드는 각 거더별 혹은 구간별로 분리하여 단순보의 이론적 휨모드로 고려함으로써 다양한 형식의 교량에 적용할 수 있도록 하였다. 알고리즘의 적용에 고려해야 할 진동모드의 개수 및 변형율 센서의 개수를 결정하는 기준은 이론적으로 제시되었다. 제안된 방법의 효용성을 다양한 형식의 교량에 대한 수치예제, 모형교량에 대한 실내실험 및 자기부상열차용 PC Box 거더교에 대한 현장실험을 통해 검증하였다. 수치예제에서는 교량 진동형상의 오차 및 변형률 측정 오차가 동적변위 추정 결과에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.227-234
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• 2005

본 논문에서는 토목구조물의 스마트 모니터링 시스템을 위한 MEMS 형식의 가속도 센서를 부착한 스마트 무선 센서 장치를 설계하고 제작하였다. 그리고 다양한 성능 실험을 통하여 장치의 성능을 평가하였다. 첫째 장치에 부착한 가속도 센서의 민감도와 분해능, 잡음을 평가하기 위한 실험을 실시하였다. 실험의 결과는 센서의 데이터 쉬트의 값과 비교하여 센서의 성능을 평가 하였다. 두 번째로는 무선 센서 장치를 이용하여 상시 가진을 받는 모형구조물의 동특성을 NExT와 ERA 알고리즘을 사용하여 분석하였다. 이와 같이 분석된 동적 특성은 유한요소 해석 결과와 상호 비교하여 그 유용성을 입증하였고, 스마트 모니터링 시스템에 무선 센서 장치가 효과적으로 적용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1103-1108
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• 2012

주증기관은 보일러와 터빈을 연결하는 주요계통이다. 운전조건으로 인한 배관시스템에 손상을 제한 할 수 있기 때문에 수격현상 해석은 중요하다. 배관시스템의 불안정한 유동에 의해 생성되는 수격현상은 압력의 과도한 변화, 진동 및 소음을 일으킬 수 있다. 주증기관 구조는 운전환경아래 압력맥동 및 여러 진동 등을 안전하게 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 정지 및 정상 운전기간 동안 배관에 유입되는 수격현상을 과도조건에 적용하여 ASME 피로수명 방법론과 유한요소해석에 따라 주증기관의 구조건전성을 평가하였다. 계산된 교번응력 및 피로응력 평가 결과, ASME 피로수명의 허용요건을 만족하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.567-575
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• 2018

본 연구는 나선형 파일을 이용한 말뚝기초에 관한 연구이다. 구조물이 안전하게 유지되기 위해서는 지반과 지상구조물을 연결해주는 기초가 필요하다. 그러나 인접 구조물이나 도시 지역에 기초를 건설할 때, 소음 및 진동 등에 의해 문제가 발생한다. 이러한 단점을 보안하기 위해 저진동, 저소음의 새로운 형상인 스파이럴 기초에 대한 연구를 수행하였다. 스파이럴 기초에 관한 연구는 축소모형실험을 수행하였으며, Meyerhof의 지지력 이론식 결과와 비교하였다. 말뚝기초 모형의 나선형 말뚝은 각기 다른 피치각도 및 길이 별로 제작 되었으며, 하중재하실험을 통하여 지지력을 측정 하였다. 축소모형실험 결과 나선형 말뚝의 피치 각도 및 길이가 증가 할수록 지지력이 증가함을 알 수 있었다. 실험에서 측정된 결과를 검증하기 위해 이론적 결과를 도입하여 실제 나선형 말뚝과 축소 제작된 말뚝의 지지력을 비교 검토 하였다. 연구결과를 통해 스파이럴 기초의 극한 지지력을 증가시키기 위해서는 기초의 길이와 피치각도를 증가시키는 것이 타당하다고 판단된다. 본 연구를 수행함으로써 기존의 기초건설 문제를 보완하고, 기초건설에 대하여 우수한 효과와 안전성 확보에 기여하고자 한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권1호
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• pp.23-37
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• 2008

동대문 운동장의 노화된 시설물을 철거하고 "디자인 플라자"라는 국제적인 공원으로 거듭나기 위해 기존의 구조물을 철거하여야 한다. 동대문 야구장은 기둥과 보로 이루어진 라멘 구조로서 관람을 위한 스탠드를 확보하기 위하여 앞쪽과 뒤쪽 기둥의 높이가 다른 특수한 형식의 구조로 이루어져 있다. 관람을 위한 외야석 스탠드는 특성상 아치 형상으로 되어 있고, 슬래브는 일반적인 구조물처럼 평탄하지 않고 관람을 위하여 계단형식으로 기울어져 있다. 기계식 철거를 적용하기 위하여 중장비를 슬래브 위에서 압쇄를 할 때는 자리확보가 곤란하고 안전성 확보가 어렵다. 지반에서 대형 장비를 이용한 압쇄철거공법 적용 시에는 스탠드 높이가 높아 압쇄를 할 수 있는 높이까지 지반에 성토를 한 후 압쇄를 하여야 함으로 공사비용과 공사기간이 증가하는 문제점이 예상되었다. 따라서 실시설계단계부터 이를 고려하여 기계식 철거공법과 발파해체 공법을 복합적으로 적용하였다. 발파해체 결과 붕괴 거동의 안전성 확보와 발파공해에 대하여 제어가 가능한 것을 확인할 수 있었다. 향후 도심지내에서 발파해체 적용 가능성을 보여주는 사례가 되었다고 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.131-140
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• 2022

레일장대화는 무도상교량의 소음, 진동, 충격 등의 문제점을 해결할 수 있는 경제적인 방안 중 하나이며, 최근 연동식 침목고정장치를 이용한 SSF 공법이 개발된 바 있다. 이 연구에서는 연동식 침목고정장치 적용 시 레일 높이 조정 및 열차 통과 시의 충격 흡수를 목적으로 교량침목 하부에 삽입되는 침목패드의 최적 연직강성을 결정하는 과정을 제시하였다. 침목패드의 최적 연직강성 결정을 위하여 관련 기존 기준을 검토하였으며, 유연다물체동적해석을 통하여 침목패드의 연직강성 변화에 따른 주행안전성, 승차감 및 궤도의 안전성에 대한 지표들과 교량 응답 변화를 검토하였다. 유연다물체동적해석은 상용프로그램인 ABAQUS와 VI-Rail을 이용하여 수행하였다. 수치해석은 30m 상로판형교에 대한 교량모델을 이용하여 수행하였으며, 침목패드의 연직강성이 7.5kN/mm ~ 240kN/mm로 변화할 때 ITX 새마을, KTX 및 화차 통과 시의 응답을 산정하였다. 수치해석에 적용된 궤도구성품 조건에서 침목패드의 최적 강성은 100kN/mm로 산정되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.27-35
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• 2019

기존의 중-장경간 철도교량에는 주로 강박스 거더교가 적용되어 왔다. 하지만 강박스 거더교는 교량 아래의 공간확보가 불리하고, 주거더가 얇은 박판의 박스형상으로 이루어져 진동에 의한 울림소음이 발생하여 소음에 대한 많은 민원이 제기 되고 있다. 이와 같은 이유로 강박스 거더교를 대체할 수 있는 장지간 철도교량의 개발에 대한 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 이러한 이유로 최근에 개발된 강합성 하로 철도교에 대한 특징을 소개하고, 이 철도교의 주요 적용 지간인 40m와 50m 교량을 대상으로 실제 운행열차인 KTX 하중의 운행속도를 반영하여 상용유한요소프로그램인 MIDAS Civil을 이용하여 시간이력해석을 수행하였다. 또한 해석결과를 분석하여 대상교량의 동적거동 특성을 확인하고 철도설계기준에서 제시하고 있는 동적성능 기준을 만족하는지에 대해 검토하였다. 그 결과, 검토 대상 교량 모두 동적안전성 기준을 만족하였으나 지간 40m의 경우 연직가속도 값이 상당히 크게 나와 이에 대한 개선 방안을 제시하고, 단면을 수정하여 연직가속도의 감소를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.489-496
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• 2019

본 논문은 철도차량 및 자동차용 패널의 진동 및 소음억제용으로 사용되는 감쇠 처리재의 감쇠특성 평가에 관한 연구이다. 감쇠재의 모드별 매개변수들을 구하기 위해 다른 종류의 PVC를 알루미늄과 철계 빔위에 도포한 시편을 제작하여 가진시험을 수행하였다. 시편은 10 Hz부터 1,000 Hz까지의 주파수 대역을 조화력으로 가진하여 가속도계로 전달 모빌리티값을 측정하였다. 감쇠계수는 몇 가지 이론인 반력법, 최소 탄젠트오차법 및 최소 각오차법 조합법과 위상변화법을 모드 원호곡선 맞춤과 최소자승오차법을 사용하여 작성한 통합 프로그램을 이용하여 평가하였다. 감쇠값이 비교적 낮고 측정값이 선형인 경우는 어느 방법을 사용해도 되나, 감쇠값이 높거나 측정값에 비선형특성이 있는 경우에는 최소 각오차법이 감쇠계수 측정오차를 줄일 수 있다. 도포 감쇠재의 동적특성 평가로부터 구한 재료의 물성값은 차체나 철도차량 하부 기기함과 같이 복잡한 구조물의 소음해석을 위한 유한요소법에 사용할 수 있다. 빔 시험에서 수행한 모드별 감쇠계수의 특성 평가 결과 2차 이상 모드의 주파수 대역에서 감쇠 효과가 크기 때문에 구조소음억제에 유용할 것으로 사료된다.