• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.65-73
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• 2012

본 연구에서는 PSC 거더교의 장경간 적용을 위해 개발된 Half-Decked PSC 거더의 구조적 성능을 실험하였다. 이를 위해 힌지-롤러의 지점 조건의 단순교로 설계된 60 m 경간의 실물 크기 거더를 제작하여 4점 재하실험을 수행하였다. 거더의 중앙을 기준으로 양쪽으로 5.5 m 씩 떨어진 위치에 가력장치를 설치 후 1 kN/sec의 속도로 하중을 재하하여 총 4단계에 걸쳐 반복하중을 가하였다. 1단계부터 4단계까지 1,000 kN, 1,200 kN, 1,500 kN, 2,000 kN의 하중을 재하하고 제거하기를 반복하며 거더의 변위, 콘크리트와 철근의 변형률, 균열 등을 확인하였다. 이를 분석하여 거더의 내하력을 평가하고 하중 제거 시 나타나는 복원력 등을 살펴보았다. 1,400 kN 인근에서 초기 휨균열이 발생하여, 이 시점부터 하중 재하 시 비선형 성이 나타나며 뚜렷한 잔류변형이 계측되었다. 초기 균열이 1등교 기준의 사용하중보다 2배 이상 큰 하중에서 계측되어 충분한 내하력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 실험 결과의 검증을 위해 수치해석을 수행하여 결과 값을 비교하였고 그 결과 실험 결과와 해석 결과의 유사한 거동을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 거더의 정적재하실험을 통하여 그 구조적 성능을 입증하였으며, 이를 바탕으로 Half-Decked PSC 거더 형식의 60 m 경간 실교량 설계 적용 가능성을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제11권5호
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• pp.128-135
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• 1995

Atomic force microscopy/friction force microscopy (AFM/FFM) techniques are increasingly used for tribological studies of engineering surfaces at scales, ranging from atomic and molecular to microscales. These techniques have been used to study surface roughness, adhesion, friction, scratching/wear, indentation, detection of material transfer, and boundary lubrication and for nanofabrication/nanomachining purposes. Micro/nanotribological studies of single-crystal silicon, natural diamond, magnetic media (magnetic tapes and disks) and magnetic heads have been conducted. Commonly measured roughness parameters are found to be scale dependent, requiring the need of scale-independent fractal parameters to characterize surface roughness. Measurements of atomic-scale friction of a freshly-cleaved highly-oriented pyrolytic graphite exhibited the same periodicity as that of corresponding topography. However, the peaks in friction and those in corresponding topography were displaced relative to each other. Variations in atomic-scale friction and the observed displacement has been explained by the variations in interatomic forces in the normal and lateral directions. Local variation in microscale friction is found to correspond to the local slope suggesting that a ratchet mechanism is responsible for this variation. Directionality in the friction is observed on both micro- and macro scales which results from the surface preparation and anisotropy in surface roughness. Microscale friction is generally found to be smaller than the macrofriction as there is less ploughing contribution in microscale measurements. Microscale friction is load dependent and friction values increase with an increase in the normal load approaching to the macrofriction at contact stresses higher than the hardness of the softer material. Wear rate for single-crystal silicon is approximately constant for various loads and test durations. However, for magnetic disks with a multilayered thin-film structure, the wear of the diamond like carbon overcoat is catastrophic. Breakdown of thin films can be detected with AFM. Evolution of the wear has also been studied using AFM. Wear is found to be initiated at nono scratches. AFM has been modified to obtain load-displacement curves and for nanoindentation hardness measurements with depth of indentation as low as 1 mm. Scratching and indentation on nanoscales are the powerful ways to screen for adhesion and resistance to deformation of ultrathin fdms. Detection of material transfer on a nanoscale is possible with AFM. Boundary lubrication studies and measurement of lubricant-film thichness with a lateral resolution on a nanoscale have been conducted using AFM. Self-assembled monolyers and chemically-bonded lubricant films with a mobile fraction are superior in wear resistance. Finally, AFM has also shown to be useful for nanofabrication/nanomachining. Friction and wear on micro-and nanoscales have been found to be generally smaller compared to that at macroscales. Therefore, micro/nanotribological studies may help def'me the regimes for ultra-low friction and near zero wear.

• 한국측량학회지
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• 제10권2호
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• pp.63-71
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• 1992

디지탈 지도 데이타베이스는 다중 축적의 개념을 포함하여 여러 가지 목적을 두고 제작되며 단일 축적으로만 사용하기 위해 Base Map을 구축하는 사례는 극히 보기 드믄 현상이라고 할 수 있다. 따라서 지도의 일반화와 다중표현에 대한 Line의 단순화 처리에 있어서 가장 중요한 문제는 일반화된 그래픽 데이타의 정확도와 인식도를 모두 부여하기 위해 Base Map 상의 정보를 단순화하기 위해 설정하는 허용범위를 디지틸 화일내에서 Feature의 형태에 따라 수정이 가능하도록 하는 것이다. 본 연구에서는 하나의 디지털 화일내에서 다양한 축척상으로 수행되는 Line의 단순화에 대한 여러가지 알고리즘을 고찰하였으며, 지도의 표현상에 변화를 줄 수 있는 선형성 Feature 별로 축척에 따른 규칙을 설정하였다. 수치화된 line 데이타 사이의 상관성을 분석하기 위하여 2가지 변형량을 측정하여 5가지 알고리즘에 대한 평가를 시도하였다. 데이타의 분석결과 Douglas-Peucker 알고리즘이 단순화 후의 변형량에 있어 가장 작은 영향을 받음을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과로부터 디지탈 화일을 소축척으로 표현하기 위해 단순화를 실시할 경우 내부적으로 지니고 있어야 하는 기하학적인 항목으로서 그 크기와 변동량에 대한 수치적인 안을 제시함에 따라 지도의 단순화에 대한 가능성을 입증하였다.

• 지질공학
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• 제30권2호
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• pp.185-198
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• 2020

고밀도 급속 팽창재는 주입과 동시에 화학반응으로 인한 순간 발포반응이 생겨 주입재료의 고결부피를 증가시키는 공법으로써 구조물 축조 시 지반의 안정성 확보, 침하 구조물복원 및 차수에 효과적인 공법이다. 이와 관련하여 본 연구에서는 주입재료의 역학적 실험을 통하여 구조물 기초지반의 안정성 평가와 현장시공을 이용한 지내력 증대 효과를 분석하였다. 실험 결과, 사질토 지반의 경우 주입재의 주입 후 약 10.5% 정도 흙의 단위 중량이 감소 된 것으로 확인되었으며, 구조물에 대한 허용지지력 모두 안전하다고 판단되었고 지반개량 후 각 단면별 침하량은 허용 침하량 5 cm 이내인 2.28, 1.55, 0.46 cm로써 안전하다고 판단되었다. 현장 실험 후 대상 건축물의 최상층에 5개의 경사계를 설치하여 X, Y축에 대한 변위를 측정하였다. 계측결과, 시공 후 약 16개월(509일)동안 구조물의 부등침하 또는 침하균열 현상과 관련된 변위는 측정되지 않았다. 이는 급속 팽창재의 주입 후 지반의 안정성이 충분히 증대된 것이라고 판단할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권4호
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• pp.582-591
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• 2019

본 연구는 산림작업로의 사용이후에 존치시켜 지속적으로 활용하기 위하여 필요한 저비용 구조의 간이 사면안정구 조물을 개발하고, 그 시공효과를 살펴보고자 실시하였다. 국립산림과학원 산림기술경영연구소 관내에 시설된 산림작업로의 성토사면에 안정구조물을 시공하였다. 성토사면 간이 안정구조물에 대하여 차량의 통행으로 인한 노면 침하량 및 지지력 분석을 실시하였고, 모든 사면안정구조물에 대해서는 차량통행으로 인한 안정구조물의 변위량을 측정하여 안정성을 판정하였다. 성토사면 간이 사면안정구조물을 대상으로 한 소운재 차량(총 중량 17톤)을 최대 100회(목재운송량 780 ㎥)까지 통행 후 운송횟수별 노면의 지지력과 침하량을 분석한 결과, 안정처리공법별로 노면의 침하량은 최대 150 mm 이하로 양호한 것으로 나타났으나, 노면지지력의 효과는 크게 없는 것으로 나타났다. 또한, 안정구조물의 안정성을 평가한 결과, 뿌리쌓기 공법에서 안정성이 다소 낮았으나, 대체로 모든 구조물의 평균 변위량이 약 20 mm이하로 구조적 안정성에는 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 이와 같이 목재생산 이후에 존치되는 산림작업로를 대상으로 간이한 사면안정구조물을 적용한다면 효율적 목재생산이 가능할 뿐만 아니라, 부족한 임도를 보완할 수 있는 영구적인 생산기반시설로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.443-453
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• 2013

하이브리드 실험은 수치해석 모형과 물리적 부분구조 모형사이의 상호작용을 통하여 구조물의 거동을 예측하는 실험법이다. 본 연구에서는 지진하중 재하 시 1경간 2층 강 뼈대 구조물에 대한 다자유도 하이브리드 실험을 수행하고 유효성을 확보하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 전용 하이브리드 수치해석 프로그램인 FEAPH을 개발하였으며, 최적화된 시스템을 구축하였다. FEAPH은 고정 반복법(Fixed iteration)과 병렬화(Parallelization) 기법을 적용하여 순차적 해석에서 발생되는 비효율적 연산을 개선하였다. 또한, 종전에 데이터 통신과 부분구조물과 해석프로그램간의 인터페이스를 간략화하여 하이브리드 시스템 구성을 최적화 하였다. 그 결과, 입력 가진시간(30초) 대비 약 10%의 실험시간이 소요되었다. 시스템의 신뢰성을 검증하고 선형실험과 강 뼈대 구조물의 동적거동을 예측하기 위해 비선형 실험을 수행하였으며 수치해석과의 변위응답이력은 거의 일치 하였다. 그러나 최대변위에 대한 응답은 다소 차이를 보였으며, 이는 재료 비선형성에 대한 해석상의 오차와 영구변형에 의해 발생한 것으로 판단된다. 따라서 적절한 재료 비선형 모델과 알고리즘의 개선이 이루어지면, 실시간 하이브리드 시스템은 구조물의 동적거동을 예측하는데 유용하게 활용될 것이며, 추후 진동대 실험을 대체할 수 있는 효과적인 실험 방법이 될 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.243-253
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• 2011

본 논문은 내진설계규정이 적용되지 않은 국내 철근콘크리트 학교 건물에 관한 해석적 연구이다. 일본의 내진진단과 비선형 정적 및 동적 해석을 통하여 대상 건축물의 내진 성능을 평가하였다. 일본의 내진진단 방법에 기초하여 철근 콘크리트 학교 건물의 부족한 내진 성능을 파악하였다. 또한, 횡하중을 받는 학교 건물의 내진거동이 해석적으로 평가되었다. 건축물의 내진 보강을 위하여 1,300kN의 내력을 받는 전단벽과 K형 가새골조가 사용되었다. 비선형 정적해석 결과, 보강에 의한 전단내력은 보강 전에 비하여 30%이상의 향상을 보이는 것으로 나타났으며, 전단벽 보강 시 최대 하중 이후에서 가새골조 보강에 비해 큰 강성저하를 나타내었다. 또한, 성능점 산정 결과에서 가새골조로 보강된 건축물이 전단벽으로 보강된 건축물에 비해 30% 이상의 변형능력을 보였다. 한편 비선형 동적해석의 시간이력해석 결과에서는 가새골조와 전단벽에 의해 보강된 건축물의 최대 변위가 보강량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구는 이 외에도 지진 지역에서의 건축물의 내진성능 향상을 위해 다양한 지반 조건과 지진파를 고려되어야 한다고 판단된다.

• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.368-376
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• 1999

본 논문에서는 머리빗형 액튜에이터의 제작 공정 중에서 RIE 식각 공정시 발생하는 식각의 비등방도의 변화에 의해서 머리빗형 액튜에이터의 스프링 상수, 공진 주파수, 정전 구동력 과리고 진동자 변위 등에서 발생하는 동작 특성이 설계 값으로부터 변화되는 것을 예측하였다. 이를 위해 $6\;{\mu}m$ 두께의 폴리실리콘에 대한 RIE 식각 실험을 수행하여 RF power, $Cl_2$ 유량 그리고 챔버내 압력에 따른 비등방도를 측정하였다. 실험 결과에서 RF Power, $Cl_2$ 유량, 그리고 챔버내 압력이 증가할수록 비등방도 감소하였다. 이러한 비등방도 감소에 따른 머리빗형 구조물의 동작 특성을 세 가지 다른 지지빔의 경우에 대해 예측하였는데 세 가지는 fixed-fixed, crab-leg, 그리고 double crab-leg 구조이다. 비등방도가 감소함에 따라 즉, 지지빔의 단면이 직사각형이 아니고 사다리꼴이 되면서, 머리빗형 액튜에이더의 스프링 상수, 공진 주파수, 그리고 정전 구동력은 감소하였지만 질량체의 변위는 증가하였다. 그리고 세 가지 구조물 중에서 double crab-leg 지지빔을 갖는 머리빗형 액튜에이터의 특성이 비등방도에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.173-178
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• 2016

콘크리트 교량 상에 고속철도의 자갈 궤도가 시공될 경우 장대 레일의 종방향 변위가 고정된 반면 교량 바닥판 슬래브의 종방향 변위가 고정되지 않고, 온도 하중과 외부 하중에 의해 교량과 레일의 상대 변위가 발생한다. 현재 장대 레일 자갈 궤도에 대한 종방향 저항력(KR C-08080, UIC code 774-3)은 교량의 종방향 변위와 자갈 궤도와 콘크리트 슬래브 사이의 마찰력을 고려하고 있지 않다. 또한 종방향 저항력 값은 다소 보수적이어서 철도교의 장경간 및 연속화에 불리한 요소로 작용하고 있다. 따라서 실제의 거동을 보다 효과적으로 반영하기 위해 장대 레일의 종저항력은 콘크리트 슬래브와 궤도 사이의 추가적인 강성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 콘크리트 바닥판과 도상 궤도를 모사한 실대형 실험체(mock-up test specimen)를 제작하여, 교량 상에 설치된 도상 궤도의 종저항력을 측정하였고, 또한 차륜 하중의 재하 유무에 대해서도 그 거동을 평가하였다. 실험 결과, 최대 종저항력은 현재의 코드와 유사한 경향을 보였으나, 한계 변위까지의 강성은 현재의 코드보다 실험 결과가 작게 측정되는 것으로 나타났다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.443-451
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• 2020

하이퍼루프는 튜브 내를 부상한 상태로 초고속주행하는 미래형 이동 시스템으로 제안되었다. 하이퍼루프에서 달리는 포드 차량은 선형 동기모터 상에서 주행하기에 위치측정이 근본적 중요성을 가진다. 1000km/h 이상의 속도로 주행하는 포드 차량의 가속과 감속에 정밀한 위치측정이 요구되며 또한 차량간 거리 유지를 위한 속도 조절에도 요구된다. 본 논문은 laser surface velocimeter를 개량하여 새로운 범위조건의 위치측정을 시도한다. 높은 정밀도로 초고속 이동체의 위치를 측정해야 하기에 지나가는 타일의 레이저 반사율 차이 검출로 변위를 계산하는 상대위치 측정장치를 구현하여 성능시험으로 평가하였다. 500km/h 미만의 포드 속도에서 cm 단위의 정밀도로 정확한 위치 측정을 보였으며, 500km/h 이상의 포드 속도에서도 0.1% 미만의 매우 낮은 오차율로 위치측정 결과를 보여주었다. 향후 500km/h 이상에서의 오차율도 0에 수렴하도록 연구를 진행해야 한다.