• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.245-253
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• 2012

본 연구에서는 장대터널이나 지하차도 등에 시공되는 횡류식 환기시스템을 구성하는 내화패널이 부착된 프리캐스트 풍도슬래브의 구조성능을 평가하기 위해서 실물모형 구조실험을 수행하였다. 또한, 내화패널의 휨강도와 Pull-off test를 통하여 내화패널과 슬래브의 부착성능 등의 기초성능을 우선적으로 확인하였다. 실물모형시험은 내화패널과 프리캐스트 PSC 슬래브의 정적 휨성능과 차량의 통행 시 발생하는 표면압력 이상의 하중에 대한 동적피로부착성능을 평가하였다. 동적피로하중 시험에서 내화패널과 PSC 슬래브 사이의 탈락이나 손상은 발생하지 않았으며, 정적재하시험에서도 매우 안정적인 거동을 보였으며, 하부에 부착된 내화패널의 탈락은 발생하지 않았다. 따라서 시공 중이나 시공 후 외부하중에 의해 내화패널의 탈락은 발생하지 않을 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.337-344
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• 2017

환경 문제로 인해 기존 연료를 대체하는 천연가스의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 액화천연가스 운반선의 화물창이 거대화되면서 화물창 내의 슬로싱 하중이 증가하게 된다. 액화천연가스 화물창의 종류 중 하나인 Mark-III 타입의 1차 방벽은 액화천연가스와 직접적으로 접촉하고 있으며 슬로싱 하중 및 액화천연가스의 자중을 받는다. 슬로싱 하중에 의해 다양한 범위의 하중이 1차 방벽에 지속적으로 작용하며 이로 인해 피로 파괴를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 Mark-III 타입의 1차 방벽을 포함한 단열시스템을 유한요소 모델로 구성하였으며 1차 방벽에 대해 피로수명을 평가하여 피로 특성을 확인하였다. 수치해석을 통해 주응력 범위 및 최대 주응력이 발생하는 위치를 계산하였으며 이를 통해 1차 방벽의 피로수명을 수치적으로 평가하였다. 또한, 다양한 단열시스템 타입에 대해 모델링을 실시하였으며, 피로수명 평가 결과를 통해 1차 방벽의 피로 파괴 안전성을 확보하는 최적의 단열시스템에 대해 제안하였다. 본 연구의 결과는 Mark-III 타입 1차 방벽의 피로 기반 설계에 있어 활용가치가 있을 것으로 판단된다.

• Elastomers and Composites
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• 제53권4호
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• pp.220-225
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• 2018

Resilient pads play a major role in reducing the impact of loads on a rail in a rail-fastening system, which is essentially used for a concrete track. Although a compression set test is commonly used to measure the durability of a resilient pad, the static spring constant is often observed to be different from the fatigue test. In this study, a modified compression set test method was proposed to monitor the variations in the compression set and static spring constant of a resilient pad with respect to temperature and time. In addition, the life of the resilient pad was predicted by performing an acceleration test based on the Arrhenius equation.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.821-831
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• 2013

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화를 통해 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 파괴확률 50%에서의 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해 도시철도에서 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 누적통과톤수에 의한 레일교체기준(약 8억톤)보다 약 2억톤이상 연장 사용이 가능하며, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6D호
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• pp.663-671
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• 2012

철도노선에 콘크리트궤도가 본격적으로 적용되고, 승차감 향상 및 고속화와 궤도유지보수비용 저감을 위해 장대레일의 수요가 급증하고 있다. 그러나 국내의 콘크리트궤도 현장 적용년수가 길지 않아 실제 현장에서 반복적인 열차하중을 받아 장대레일이 파단된 사례가 현재까지 없기 때문에 실제 현장 데이터를 이용하여 장대레일의 수명을 예측하고 교체주기를 산정하는 것은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 차량/궤도 상호작용해석을 통해 레일에서 발생하는 응력을 검토하여 그 해석결과 값에 대해 중회귀분석을 수행하여 운행속도와 표면요철에 따른 레일 휨응력 예측식을 도출하였다. 최종적으로 산정된 예측식을 이용하여 콘크리트궤도 장대레일의 피로수명을 예측하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.275-285
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• 2015

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC)가 적용된 프리캐스트 바닥판 접합부의 피로성능을 실험적으로 평가하였다. 단순화된 철근 이음상세 및 접합부 형상에 따라 4가지 타입의 대형 실험체가 각각 동일하게 2개씩 제작되었으며 접합부에서의 철근 이음길이는 철근직경의 10배로 배근되었다. 각 실험부재 형식에 대하여 휨하중 재하에 의한 실험체의 파괴 시까지 접합부의 거동을 관찰하였으며, 이후 2백만 회 반복하중 재하를 통하여 접합부의 피로거동을 평가하였다. 휨 실험 시 짧은 이음길이의 적용하였음에도 이음철근은 항복변형률 이상의 인장변형을 나타냈으며 실험부재의 파괴 시까지 철근 이음에 관련된 파괴현상은 발생하지 않았다. 또한, 피로실험 시 하중재하에 의한 초기균열 외에 추가적인 손상의 진행이 없었으며 반복 하중에 의한 철근의 발생응력 변화량은 피로허용범위를 초과하지 않았다. 이러한 실험결과는 본 연구에 사용된 모든 실험부재가 만족할만한 피로성능을 가지고 있음을 의미하며, 프리캐스트 바닥판의 채움재를 UHPFRC로 사용할 경우 초고성능 재료의 우수한 역학성능에 의하여 철근이음 상세의 단순화 및 접합부 폭 감소가 가능하다는 것을 나타내는 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.491-497
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• 2014

철근의 부식은 철근콘크리트 교량 바닥판의 성능 저하에 큰 요인으로 작용한다. FRP는 비부식성 재료이기 때문에 이를 활용하여 보강근을 개발하려는 노력이 이루어지고 있다. 여러 종류의 FRP 보강근이 개발되었으나 아직 활용 실적은 많지 않은 상황이다. 그 이유로는 FRP 보강 콘크리트 구조물에 대한 단/장기 검증 데이터가 부족하기 때문이다. 이 연구에서는 GFRP 보강 바닥판에 대한 피로성능을 관찰하기 위해서 길이 4000 mm, 폭이 3000 mm, 높이 240 mm인 실제 크기의 교량 바닥판을 도로교설계기준을 준용하여 제작한 후 실험을 실시하였다. 하부 보강비를 변수로 설정하였으며 DB-24 하중이 바닥판 중앙에 집중 작용하는 것으로 실험을 실시하였다. 사용하중의 3.5, 4.5, 5.0배에 해당하는 다양한 하중을 2백 만회 이상 반복 재하하여 GFRP 보강 바닥판의 피로성능을 관찰하였다. 실험 결과 거더가 횡구속된 GFRP 보강 바닥판의 최대성능은 보강근비에는 민감하지 않았고, 피로성능은 보강비보다는 적용하중의 크기에 민감하며, 바닥판이 200만회 이상 반복재하에 저항하기 위해서는 재하되는 집중하중의 크기는 최대하중의 58% 수준 이하이어야 하며, 이 연구의 실험 대상 GFRP 보강 바닥판의 피로수명은 철근 콘크리트 바닥판의 수명 예측값보다는 다소 낮은 값을 나타내었고 FRP 보강 콘크리트 바닥판의 기존 예측값보다는 높은 값을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.249-258
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• 2012

교대 일체식 교량과 강합성 라멘교는 유지보수의 주된 원인이 되는 신축이음 및 받침이 생략되어 유지관리 및 구조적인 장점을 얻을 수 있는 교량 형식이다. 하지만, 통상적으로 거더를 교대에 매립하는 형태로 시공되는 접합부는 시공상세가 복잡하고 접합부의 시공상세를 간략화하여 시공효율을 향상시킨 새로운 교량 형식을 제안하였다. 제안된 형식의 교량은 PS 강봉에 긴장력을 도입하여 강재로 제작된 거더와 교대를 일체화하는 형태의 교량이다. 이 연구에서는 PS 강봉으로 일체화된 접합부의 피로 성능을 평가하기 위하여 접합부에 대한 유한요소해석 및 피로실험을 실시하였다. 유한요소해석 결과, 제안된 교량의 접합부는 기본적으로 피로에 의한 손상의 가능성이 매우 낮은 것으로 나타났으며, 피로시험 결과로부터 2,000,000회의 피로반복하중이 재하된 상태에서도 접합부의 일체화 성능을 유지하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한인간공학회지
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• 제33권6호
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• pp.565-575
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• 2014

Objective: The aim of this study is to evaluate the effect of weight of load and time on the physical workload of repetitive upper-limb tasks with handling light weight loads using EMG and perceived discomfort, and to investigate the relationship between EMG and perceived discomfort for those repetitive tasks of moving light weight loads. Background: Repetitive upper-limb motion is known as one of the main risk factors of musculoskeletal disorders, and a lot of repetitive tasks are carried out while handling light weight loads in the industry. In evaluating the workload of repetitive tasks handling light weight loads, EMG and perceived discomfort can be used, though their relationship in those work conditions are not much investigated. Method: A laboratory experiment with 18 healthy males were conducted to record EMG signals from 5 muscle sites of the right arm and shoulder and rate perceived discomforts for the body parts and the whole body while carrying out repetitive materials-handling tasks for 52min. The subjects were divided into 3 groups which handled the loads of 1kg, 2kg and 3kg, respectively. ANOVAs were conducted to analyze the effects of the weight and time on RMS of EMG amplitude (normalized RMS: NRMS), median frequency of power spectrum of EMG (normalized MDF: NMDF) and perceived discomfort. The correlations between NRMS and NMDF and perceived discomfort were also analyzed. Results: Statistically significant muscular fatigue effects were not found from NRMS and NMDF in most muscles, while there were significant increases of discomfort as the task time elapsed. It was shown that there were an increasing trend of the muscular activity as the weight of load increased and a decreasing trend of median frequency of EMG of upper and lower arms as time elapsed. It was found that there were significant negative correlations between NMDFs from the lower arm and discomfort ratings, though the relationships were weak. Conclusion: It can be concluded that the working conditions adopted in this study were not enough to induce muscular fatigue, while there was significant increase in perceived discomfort. A further study is necessary to integrate the objective and subjective measures for more reliable and sensitive evaluation of workload of repetitive tasks of handling light weight loads. Application: This study can be used as a basic study for the evaluation of workload of repetitive tasks handling light weight loads.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권1호
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• pp.245-253
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• 2017

The relative displacement of a piping system installed between isolated and nonisolated structures in a severe earthquake might be larger when without a seismic isolation system. As a result of the relative displacement, the seismic risks of some components in the building could increase. The possibility of an increase in seismic risks is especially high in the crossover piping system in the buildings. Previous studies found that an elbow which could be ruptured by low-cycle ratcheting fatigue is one of the weakest elements. Fatigue curves for elbows were suggested based on component tests. However, it is hard to find a quantitative evaluation of the ultimate state of piping elbows. Generally, the energy dissipation of a solid structure can be calculated from the relation between displacement and force. Therefore, in this study, the ultimate state of the pipe elbow, normally considered as failure of the pipe elbow, is defined as leakage under in-plane cyclic loading tests, and a failure estimation method is proposed using a damage index based on energy dissipation.