• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.31-42
• /
• 2015

강성벽 일체형 철도보강노반의 열차하중 하에서의 성능을 평가하기 위하여 실물 단선 철도 노반과 동일한 규모인 높이*폭*길이(5m*6m*20m)의 보강노반을 건설하였다. 철도보강노반은 높이의 30~40%의 짧은 보강재와 강성벽체, 보강재 연직배치간격 30와 40cm를 적용한 특징이 있다. 경제성 및 시공성 향상을 위하여 강성벽체와 보강토체와의 일체화 연결방식을 3종류(용접형, 힌지볼트형, 굵은 철사형)로 다르게 설계하였다. 철도 설계하중 50kPa의 19.6배에 해당되는 0.98MPa (최대시험하중 5.88MN) 최대하중에 대하여 2회 정하중 재하시험을 실시하였다. 철도보강노반의 성능은 파괴에 대한 안정성, 지지력과 침하, 벽체 발생 수평변위, 보강재 발생 변형률에 대한 검토로부터 평가하였다. 실물 실대형 시험결과로부터 높이의 35% 수준의 짧은 보강재와 힌지 볼트형 연결방식을 채택한 강성벽체 일체형 철도보강노반에서 40cm의 보강재 연직간격을 적용하여도 열차 설계하중 하에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제33권1호통권129호
• /
• pp.7-16
• /
• 2005

본 연구에서는 국산 낙엽송 부재를 이용한 이중 볼트 전단 접합부의 성능을 평가하였다. 주부재로 두께 39 mm, 89 mm, 139 mm, 189 mm로 제재된 국산 낙엽송 제재목과 국산 낙엽송으로 제조된 두께 80 mm, 140 mm, 170 mm 집성재를 사용하였으며, 측면 부재로는 동일 두께의 제재목과 6 mm 철판을 사용하였으며, 접합 철물로는 M12, M16, M20 볼트를 사용하였다. 접합부에 대한 하중 방향은 주부재와 측면 부재의 목리 경사에 대해 수직, 수평한 경우에 대하여 실시하였다. 다우얼 지압 강도 실험을 통해 부재의 다우얼 지압 강도를 산출하고, 볼트 휨 실험을 통해 볼트의 휨 강도를 구한뒤, 최종 볼트 접합부 실험을 통해 접합부 성능을 평가하였으며, 최종 결과는 EYM (European Yield Model)을 사용한 계산값과 비교 평가하였다. 연구 결과 국산 낙엽송 부재의 이중 전단 볼트 접합부 성능은 EYM을 사용하여 얻어진 계산값과 비교하였을 때 그에 상응하거나 그 이상임을 알 수 있었으며, 특히 측면 부재가 제재목인 경우는 거의 일치함을 알 수 있었다. 파괴 모드는 옹이나 건조 결함 등의 영향을 많이 받으며 주부재의 두께가 작을 경우는 mode I, 주부재가 커짐에 따라 mode III으로 옮겨감을 알 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제29권4호
• /
• pp.625-640
• /
• 2022

Maglev rail joints are vital components serving as connections between the adjacent F-type rail sections in maglev guideway. Damage to maglev rail joints such as bolt looseness may result in rough suspension gap fluctuation, failure of suspension control, and even sudden clash between the electromagnets and F-type rail. The condition monitoring of maglev rail joints is therefore highly desirable to maintain safe operation of maglev. In this connection, an online damage detection approach based on three-dimensional (3D) convolutional neural network (CNN) and time-frequency characterization is developed for simultaneous detection of multiple damage of maglev rail joints in this paper. The training and testing data used for condition evaluation of maglev rail joints consist of two months of acceleration recordings, which were acquired in-situ from different rail joints by an integrated online monitoring system during a maglev train running on a test line. Short-time Fourier transform (STFT) method is applied to transform the raw monitoring data into time-frequency spectrograms (TFS). Three CNN architectures, i.e., small-sized CNN (S-CNN), middle-sized CNN (M-CNN), and large-sized CNN (L-CNN), are configured for trial calculation and the M-CNN model with excellent prediction accuracy and high computational efficiency is finally optioned for multiple damage detection of maglev rail joints. Results show that the rail joints in three different conditions (bolt-looseness-caused rail step, misalignment-caused lateral dislocation, and normal condition) are successfully identified by the proposed approach, even when using data collected from rail joints from which no data were used in the CNN training. The capability of the proposed method is further examined by using the data collected after the loosed bolts have been replaced. In addition, by comparison with the results of CNN using frequency spectrum and traditional neural network using TFS, the proposed TFS-CNN framework is proven more accurate and robust for multiple damage detection of maglev rail joints.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권7호
• /
• pp.765-770
• /
• 2014

본 논문에서는 복합재 대차프레임 볼트 체결부의 내구성 향상 방안에 대한 연구를 다루고 있다. 이를 위해, 인서트와 나사산 유무에 따른 3가지 경우를 고려하여 볼트 체결부에 대한 시험 및 해석을 통해 인서트 형태 및 유무에 미치는 영향을 평가하였다. 제안된 볼트 체결부의 구조 성능은 ASTM D5961에 의거한 시험을 통해 비교 평가하였다. 시험결과, 나사산이 없는 인서트를 갖는 볼트 체결부가 가장 적합한 것으로 확인되었다. 또한, 볼트 체결부를 고려한 복합재 대차프레임에 대한 구조 안전성 평가를 JIS E 4207에 의거하여 유한요소해석을 통해 평가하였다. 복합재 구조물은 Tsai-Wu 파손기준식에 의해 파손평가를 적용하였고, 볼트 체결부와 같은 금속재 구조물은 Von-Mises 파손기준식에 의해 평가하였다. 이때, 볼트 체결부의 경우에는 상세한 구조해석 결과 검토를 위해 서브모델링 기법을 적용하였다. 구조해석결과, 나사산이 없는 인서트가 적용된 볼트 체결부의 경우에는 볼트 체결부 주위의 복합재 구조물에 발생하는 Tsai-Wu 파손지수가 다른 경우에 비해 약 50% 감소하는 경향을 보였는데, 이는 나사선이 없는 인서트 형상이 복합재 대차프레임 볼트 체결부의 내구성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.199-212
• /
• 2007

IP-2형 운반용기는 정상운반조건에서의 자유낙하시험 및 적층시험을 수행한 후에 운반내용물의 분산 및 유실이 없어야 하며 외부표면에서의 방사선량률이 20%이상 증가할 수 있는 차폐능력의 상실이 없어야 한다. 본 연구에서는 두꺼운 철판을 구조재로 사용하며 볼트체결방식의 뚜껑을 가진 IP-2형 운반용기에 대한 구조 안전성을 평가하기 위한 해석적인 방안을 제안하였다. 해석적인 방법을 통하여 원자력발전소에서 발생된 방사성폐기물 드럼을 폐기물 처리시설에서 임시저장고까지 운반하기 위한 두 종류의 IP-2형 방사성폐기물 운반용기에 대하여 자유낙하조건에서 운반내용물의 분산 및 유실과 차폐손실이 없음을 확인하였다. 자유낙하조건에서 운반내용물의 분산 및 유실을 평가하기 위하여 최대 볼트단면 평균응력값과 최대 뚜껑열림량을 볼트의 인장강도와 뚜껑부에 존재하는 단차와 비교 평가하였다. 또한 최대 차폐두께 감소량을 이용하여 차폐손실을 평가하였다. 자유낙하조건에 대한 동적충돌해석을 검증하고 구조 안전성을 시험적으로 평가하기 위하여 자유낙하시험을 다양한 방향으로 실시하였다. 자유낙하시험에서는 운반내용물의 분산 및 유실은 볼트체결방식의 뚜껑에서 볼트의 파손 및 플랜지의 변형 등을 검사하여 평가하였으며, 차폐손실은 초음파 두께 측정기를 이용한 차폐두께를 측정하여 평가하였다. 해석에 대한 검증을 위하여 시험에서 취득한 변형률과 가속도를 동일한 위치에서 얻어진 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 시험결과에 비하여 보수적인 결과를 보여주므로 해석에서 입증한 IP-2형 방사성폐기물 운반용기의 안전성은 보수적인 결과이다. 마지막으로 유한요소해석을 통하여 적층조건에 대한 IP-2형 방사성폐기물 운반용기는 안전함을 입증하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권7호
• /
• pp.945-951
• /
• 2013

본 논문은 도시형 자기부상열차에 사용되는 대차프레임의 피로강도를 평가하는 방법을 제안하였다. 가상의 하중 시나리오로부터 구조해석을 수행하여 응력해석결과를 Goodman 선도상의 피로한계선도와 비교하였으며, UIC 규격에 적용되는 3단계의 피로조건을 적용하여 피로누적손상도(cumulative fatigue damge, D)를 계산하였다. 피로해석결과, Goodman 선도상에서 대차 프레임 사용소재인 A6005 알루미늄 합금 Butt 용접부의 피로한계선도를 초과하지 않았다. 가장 높은 피로손상도는 캐스팅 블록 및 전자석 폴 연결부로서 $1{\times}10^7$ cycles 기준으로 D=0.808로 계산되어 파손기준을 초과하지 않음을 확인하였다. 피로해석과 동일 조건으로 실시된 수직, 좌우, 전후 방향의 피로시험에서 대차 프레임의 어느 위치에서도 균열이 발생되지 않았으며, 이는 피로안전측으로 계산된 해석결과와 부합되는 결과이다.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.15-19
• /
• 2013

이 논문은 자동차 엔진룸에서 전기적인 접촉불량에 의한 단락현상과 엔진의 뜨거운 열에 의해 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생된 원인을 분석하고 연구하는 것이다. 첫째, 배터리에서 시동모터로 연결되어 있는 배터리 전원선이 자동변속기 상단에 배선을 고정시켜 주는 브래킷(Bracket) 볼트 이완으로 차체와의 단락 현상에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 둘째, 배터리에서 시동모터까지 가는 배선에 감은 절연테이프가 녹아 단락현상에 의해 화재를 일으킨 것을 확인하였다. 셋째, 냉각 팬 배선이 이완되어 과열된 엔진의 열에 의해 배선이 융착되어 화재가 발생된 것을 확인하였다 따라서, 엔진에 관련된 시스템의 화재는 엔진 및 각 시스템의 손상으로 자동차 탑승객을 위험에 처하게 하며, 화재 후 자동차는 재사용이 어렵게 되므로 시스템의 철저한 관리와 세심한 주의가 요구되어진다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.169-180
• /
• 2017

본 연구에서는 국내 소규모 철골조 건축물에서 실제 시공된 보-기둥 약축 접합부에 대한 현황조사를 바탕으로 시공성을 향상시킨 약축접합부 상세를 제안하였으며, 제안된 약축접합부에 대한 반복가력 실험을 통해 접합부 내진성능을 평가하였다. 실험변수는 보-기둥 접합부에 사용된 볼트의 개수이다. 실험결과, 본 연구에서 제안하고 있는 보-기둥 약축 접합부의 거동은 수평 스티프너에 연결되는 고력볼트의 개수의 의해 결정되는 것으로 나타났다. 접합부에 4개 이상의 볼트접합이 사용될 경우 현행 기준에서 요구하는 부분 강접합 요구조건을 만족시키는 것으로 나타났다. 모든 실험체는 플랜지 연결플레이트의 연단쪽 보 플랜지 볼트 구멍 주위에서 국부적인 지압파괴와 파단 등이 발생하였다. 하지만, 웨브 높이와 플랜지 폭이 작은 기둥을 사용할 경우, 접합부에 사용되는 고력볼트의 개수가 제한적으로 사용되어야 할 것으로 판단되므로 향후 이 부분에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 소성∙가공
• /
• 제29권3호
• /
• pp.157-162
• /
• 2020

Blind rivet nuts are increasingly used in automotive for the joining of sheets. Their application, however, requires appropriate design guides to prevent catastrophic events arising from the failure of joints. In this study, the shaft shape of a frequently used M8 blind rivet nut is optimized based on 3D numerical analysis of the blind rivet nut considering the characteristics of thread. The thread needs to be modeled to suitably consider the fastening of the M8 bolt after the crimping process. FE analysis showed that while the friction in the contact between crimp flange and plate has no significant effect on the crimp geometry, shaft thickness (t) and shaft height (h) are the most significant design variables. The parameter study including various combinations of t and h reveals that they affect the gap (the distance between the crimped flange and the plate that develops through riveting) and the load acting on the plate. The gap is an indicator of the tightening force. It is found that t is inversely proportional to the gap, and proportional to the load, whereas h is proportional to the gap and inversely proportional to the load. Based on our FE analysis results, we propose the range 0.062 < t/h < 0.1 to ensure sufficient fastening (high clamping load, small gap) of the M8 blind rivet nut. The design guide for determining the t/h ratio proposed in this study can be used for general quantitative analysis of the size and the t/h ratio of blind rivet nuts.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.321-328
• /
• 2001

본 연구는 인장력을 받는 스터드 볼트 접합부에서 주근과 전단보강근이 스터드 볼트의 인장거동에 미치는 영향을 내력과 변형 면에서 검토한 것이다. 주근과 전단보강근이 스터드 볼트 접합부에 미치는 영향을 검토하기 위하여 8개의 실험체를 제작하여 연구하였다. 실험은 주근과 전단보강근량의 각기 다른 5개의 실험체와 접합상세 개발을 위한 3개의 실험체로 구성되었다. 실험결과를 통해서 주근은 스터드 볼트 접합부의 인장내력 상승에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 전단보강근의 증가는 최대 내력이후 급격한 취성파괴방지에 효과가 있음을 보여주었다. C형(폐쇄형, 개방형)보강근, U형 보강근을 사용한 접합부는 스터드 볼트 전합부의 연성거동에 효과가 있음을 보여주었다. 기존실험결과 분석으로부터 CCD식에 의해 인장을 받는 접합부를 설계시, 강도감소계수를 0.75 ø로 사용할 것을 제시한다.