• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.565-572
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• 2021

본 연구에서는 국방 분야에서 분리장치로 사용되고 있는 파이로 장치 중 장기간 보관된 폭발볼트의 성능 및 노화에 관한 연구를 수행하였다. 연구를 위해 약 10년간 무기체계에 탑재되어 있던 폭발볼트를 확보하였으며, AIAA Standard 및 MIL-STD를 기반으로 성능 및 수명 평가 절차를 수립하였다. 성능 평가를 위해 먼저 비기능 검사를 수행하여 외적인 변화나 고장이 발생하였는지 확인하였으며, 내부 회로 및 구조에 이상이 없는지 회로검사와 X-ray 검사를 수행하였다. 비기능 검사가 통과된 시료에 대해서 작동 확인을 위한 성능 시험을 실시하였다. 성능 시험을 통해 폭발볼트의 분리 여부 및 분리시간을 측정하였으며, 일부 시료의 경우 잔여 수명 및 연장 가능성을 확인하기 위해 고온저장시험 후 성능 시험을 실시하였다. 마지막으로 시험 결과와 아레니우스 모델을 바탕으로 잔여 수명 및 신뢰도를 예측하였으며, 수명에 따른 신뢰도를 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권6호
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• pp.715-728
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• 2022

A new type of buckling-restrained braces (BRBs) with a longitudinally profiled steel plate working as the core (LPBRB) is proposed and experimentally investigated. Different from conventional BRBs with a constant thickness core, both stiffness and strength of the longitudinally profiled steel core along its longitudinal direction can change through itself variable thickness, thus the construction of LPBRB saves material and reduces the processing cost. Four full-scale component tests were conducted under quasi-static cyclic loading to evaluate the seismic performance of LPBRB. Three stiffening methods were used to improve the fatigue performance of LPBRBs, which were bolt-assembled T-shaped stiffening ribs, partly-welded stiffening ribs and stiffening segment without rib. The experimental results showed LPBRB specimens displayed stable hysteretic behavior and satisfactory seismic property. There was no instability or rupture until the axial ductility ratio achieved 11.0. Failure modes included the out-of-plane buckling of the stiffening part outside the restraining member and core plate fatigue fracture around the longitudinally profiled segment. The effect of the stiffening methods on the fatigue performance is discussed. The critical buckling load of longitudinally profiled segment is derived using Euler theory. The local bulging behavior of the outer steel tube is analyzed with an equivalent beam model. The design recommendations for LPBRB are presented finally.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.937-948
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• 2022

Agricultural operations are performed in uneven environments by attaching an implement on the 3-point hitch of a tractor. A high load is thus placed on the 3-point hitch, and fatigue and failure of the hitch may occur during agricultural operations. In this study, a dynamic simulation model was developed to predict the load occurring on the eyebolt of a 3-point hitch, which is the main damaged component. The simulation model was developed and validated using agricultural data as simulation input and validation data. The dynamics model was developed using the specifications of a 78 kW class tractor. A measurement system was constructed to measure the simulation input and validation data. The simulation model was validated using a traction load on an eye bolt, which was measured during plow tillage operation. The measurement results showed that the average traction load on the left and right lower link and the top link were 8,099.97, 4,943.06, and 636.11 N, respectively. The simulation results and the measured traction load on the left eyebolt were respectively 610.30 and 597.15 N. The simulation results and measured traction load on the left eyebolt were respectively 1,179.78, and 1,145.06 N. The error between the simulation and measurement data was roughly 2% on the left eyebolt and 3% on the right eyebolt.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권2호
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• pp.137-149
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• 2023

In this study, to explore the working performance of the CFST split spherical node wind power tower, two groups of CFST split spherical joint plane towers with different web wall thicknesses and a set of space systems were analyzed. The tower was subjected to a low-cycle repeated load test, and the hysteresis and skeleton curves were analyzed. ABAQUS finite element simulation was used for verification and comparison, and on this basis parameter expansion analysis was carried out. The results show that the failure mode of the wind power tower was divided into weld tear damage between belly bar, high strength bolt thread damage and belly rod flexion damage. In addition, increasing the wall thickness of the web member could render the hysteresis curve fuller. Finally, the bearing capacity of the separated spherical node wind power tower was high, but its plastic deformation ability was poor. The ultimate bearing capacity and ductility coefficient of the simulated specimens are positively correlated with web diameter ratio and web column stiffness ratio. When the diameter ratio of the web member was greater than 0.13, or the stiffness ratio γ of the web member to the column was greater than 0.022, the increase of the ultimate bearing capacity and ductility coefficient decreased significantly. In order to maximize the overall mechanical performance of the tower and improve its economy, it was suggested that the diameter ratio of the ventral rod be 0.11-0.13, while the stiffness ratio γ should be 0.02-0.022.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.129-139
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• 2024

In this study, the SBC system, a new mechanical joint method, was developed to improve the constructability of precast concrete (PC) beam-column connections. The reliability of the finite element analysis model was verified through the comparison of experimental results and FEM analysis results. Recently, the intermediate moment frame, a seismic force resistance system, has served as a ramen structure that resists seismic force through beams and columns and has few load-bearing walls, so it is increasingly being applied to PC warehouses and PC factories with high loads and long spans. However, looking at the existing PC beam-column anchorage details, the wire, strand, and lower main bar are overlapped with the anchorage rebar at the end, so they do not satisfy the joint and anchorage requirements for reinforcing bars (KDS 41 17 00 9.3). Therefore, a mechanical joint method (SBC) was developed to meet the relevant standards and improve constructability. Tensile and bending experiments were conducted to examine structural performance, and a finite element analysis model was created. The load-displacement curve and failure pattern confirmed that both the experimental and analysis results were similar, and it was verified that a reliable finite element analysis model was built. In addition, bending tests showed that the larger the thickness of the bolt joint surface of the SBC, the better its structural performance. It was also determined that the system could improve energy dissipation ability and ductility through buckling and yielding occurring in the SBC.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.181-192
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• 2017

최근 경사단부강판과 고장력 볼트를 이용한 보 이음(Inclined end-plate beam splice) 공법이 개발되었다. 단부강판은 브래킷 단부에 용접되고 연결보는 고장력 볼트를 통해 이음시킨다. 기둥면에는 브래킷이 용접되고, 브래킷과 연결보 단부에 각각 경사단부강판과 고장력 볼트를 이용하여 이음 시킨다. 이 연구에서는 총 6개의 외부 보-기둥 모멘트접합부의 반복가력실험을 수행하였다. 실험변수는 단부강판 상세와 볼트 배열 상세이다. 모든 실험체는 AISC Design Guide 4에 따라 단부강판 및 볼트에 의한 모멘트 저항성능이 보 이음부 요구모멘트보다 크도록 설계되었다. 실험결과, 확장된 단부강판(Extended end-plate)을 사용한 보이음부의 경우 이음부 단부강판의 지레작용 및 볼트의 취성 파단 없이 중앙 보 모멘트가 단부 브래킷으로 효과적으로 전달되었다. 하지만, 보-기둥 접합부의 변형능력은 기둥면 보 플랜지 용접부의 취성파단으로 제한적이었다. 실험결과를 바탕으로, 기울어진 단부강판 이음부를 갖는 보-기둥 모멘트접합부의 내진설계를 위한 개선사항을 제안하였다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.283-292
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• 2013

석회암 사면에서 터널 출입구를 시공하기 위하여 진입로를 개설하던 중 사면붕괴가 발생되었다. 사면의 붕괴원인을 조사하기 위하여 현장조사, 실내시험 및 수치해석을 수행하였다. 수치해석결과에 따르면 터널 출입구 진입로 개설이전 사면안전율은 1.0이하이며, 진입로 개설이후 사면안전율은 더 저하되는 것으로 나타났다. 그리고 진입로 개설이후 전단변형률 및 소성영역은 사면상부에서 하부로 전이되므로 사면활동영역이 증가되어 사면안정성을 저하시키는 것으로 해석되었다. 터널 출입구 시공을 위해서는 해당사면에 대한 안정성을 확보하여야 하므로, 대상현장의 조건을 고려하여 록볼트, 록앵커 및 FRP 그라우팅을 사면에 보강하는 것으로 결정하였다. 적용된 사면보강공법의 효과를 확인하기 위하여 현장계측을 수행하였다. 현장계측결과 사면지반의 수평변위는 매우 미소하며, 대부분 발생된 이후 다시 회복되는 탄성거동을 보였다. 그리고 록볼트 및 앵커축력은 터널굴착작업 및 장마기간에 의한 영향보다는 사면굴착작업시 영향을 가장 크게 받으며, 터널굴착작업이후 수렴하는 경향을 보이므로 대상사면은 안정한 상태임을 확인할 수 있다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.219-225
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• 2015

선박 분야에서 이산화탄소($CO_2$) 배출을 줄이고 연료 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 항해하는 선박의 공기 저항을 줄이기 위한 에어 스포일러를 장착하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 대형 선박에 적용될 수 있는 복합재 에어 스포일러의 체결부를 설계하고, 이에 대한 정적, 피로강도를 평가하였다. 하중은 선박의 운항 중 발생하는 청파(Green Water Pressure) 0.1 MPa이 에어 스포일러에 수직하게 가해지는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러는 유리섬유 면재에 발사 코어를 갖는 샌드위치 형태로 제작하였고, 여러 개의 샌드위치 패널이 셀(Cell) 형태로 강(Steel) 프레임에 볼트로 체결되는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러와 프레임의 체결부는 베어링 파손을 가지도록 설계하고, 정적(베어링) 시험과 피로(4점 굽힘) 시험을 수행하였다. 시험 결과 개발된 에어 스포일러는 정해진 외부하중을 견딜 수 있는 충분한 안전여유를 갖는 것을 확인하였다. 개발된 에어 스포일러는 조만간 대형 상업용 선박에 적용될 예정이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.325-333
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• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.79-84
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• 2016

접착제는 구조물에 두 가지 복합재료를 연결하는 데 사용된다. 과거의 연결방식인 볼트, 리벳, 그리고 핫 멜트 방식과는 다르게 접착제의 경우 위와 같은 재료를 필요로 하지 않는다. 이는 복합재료의 경량화 및 연결부위로 인한 응력 집중점이 없다는 장점이 있다. 본 연구에서는 아크릴계 및 비스페놀-A형 에폭시계 접착제, 더 나아가 탄소나노튜브 강화재를 투입했을 때에 기계적 및 계면특성을 파악하였다. 접착제 자체의 기계적 강도 변화를 보았고, 전단 및 전단 피로실험을 통하여 물리적 특성을 파악하였다. 전단 실험 후에 파단면을 반사현미경을 통하여 관찰하였다. 실험결과 비스페놀-A계 에폭시 접착제를 사용했을 때의 인장강도 및 기계적 피로 저항성이 아크릴 접착제 보다 좋은 것을 확인했다. 또한 탄소나노튜브 입자를 에폭시 접착제에 첨가했을 때 기계적 향상을 확인했다.