• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.205-211
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• 2007

In this paper, foam-composite sandwich structures for EDM machine tool components such as column and column block designed by controlling stacking sequences and cross-sectional dimensions of the composite structures. The original column block is a box-shaped structure made of aluminum connecting a column and a Z-stage of the system. This research was focused on the design of efficient column block structure using a foam-composite sandwich structure which have good bending stiffness and damping characteristics to reduce the mass and increase damping ratio of the system. Vibration tests for getting damping ratio with respect to the stacking angle and thickness of the composites were carried out. Finite element analyses for static defection and vibration behaviour were also carried out to find out the appropriate stacking conditions; that is, stacking sequence and rib configuration. From the test and analysis results it was found that composite-foam sandwich structures for the microfactory system can be successful alternatives for high precision machining.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.303-310
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• 2023

The equivalent static load for non-structural elements has a limitation in that the sloshing effect and the interaction between the fluid and the water tank cannot be considered. In this study, the equations to evaluate the impulse and convective components in the design codes and previous research were compared with the shaking table test results of a rectangular water tank with flexible wall panels. The conclusions of this study can be summarized as follows: (1) It was observed that the natural periods of the impulsive component according to ACI 350.3 were longer than system identification results. Thus, ACI 350.3 may underestimate the earthquake load in the case of water tanks with flexible walls. (2) In the case of water tanks with flexible walls, the side walls deform due to bending of the front and back walls. When such three-dimensional fluid-structure interaction was included, the natural period of the impulsive component became similar to the experimental results. (3) When a detailed finite element (FE) model of the water tank was unavailable, the assumption S_ai = S_DS could be used, resulting in a reasonably conservative design earthquake load.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권8호
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• pp.661-669
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• 2021

종래 우주용 전장품 개발과정에서는 발사진동환경에 대한 탑재 전자소자 솔더 접합부의 피로수명 보장을 위해 기판 상에 보강재를 적용하여 강성을 증가시킴으로써 기판의 동적거동을 최소화하였다. 그러나 종래의 설계는 전장품의 부피 및 무게의 증가를 야기하여 소형/경량화 설계에 한계를 갖는다. 선행 연구에서 제안된 점탄성 테이프 기반 고댐핑 적층형 전자기판은 굽힘변위 저감을 통한 소자의 피로수명 연장에 효과적임을 입증하였으나 고댐핑 부여를 위한 적층구조가 기판에 직접 장착되는 관계로 소자 실장 공간의 효율이 저하되는 한계를 지닌다. 본 연구에서는 전장품 소형/경량/고집적화 설계 구현을 위해 일반 금속 대비 높은 댐핑과 복원 특성을 갖는 초탄성 형상기억합금에 점탄성 테이프를 적용한 적층구조의 초탄성 형상기억합금 보강재 기반 고댐핑 전자기판을 제안하였다. 제안 기판의 기본특성 파악을 위해 정하중시험 및 자유진동시험을 수행하였으며, 랜덤진동시험을 통해 진동환경 하 고댐핑 특성 및 설계 유효성을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.109-115
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• 2016

최근 구조물의 대형화에 따른 큰 지지력의 말뚝에 대한 수요가 증가하는 추세이다. 이에 따라 기성 PHC말뚝의 경우에도 700~1,200 mm 범위의 대구경 말뚝에 대한 활용이 증가하고 있고 최근 국내 현장에 적용되고 있다. 이 연구에서는 대구경 PHC말뚝의 휨성능을 향상시키기 위해 철근과 콘크리트로 보강하여 합성 PHC말뚝을 제작하였다. 휨강도 평가는 4등분점 제하실험을 통해 변위제어 방법으로 수행되었다. 휨실험을 통해 LICPT 실험체 횡방향 철근의 변형률 분포를 분석한 결과 횡방향 철근의 배근은 전단균열의 진전과 균열폭 제어에 효과적인 것으로 나타났고, 복부전단균열 발생을 억제할 수 있었다. LICPT 실험체는 LICP 실험체 보다 휨강도가 약 1.08배, 중앙부 변위가 약 1.19배 증가하였고, 횡방향 철근의 배근은 말뚝의 연성적인 휨거동 확보에 유리한 것으로 나타났다. 말뚝 제작시 사용되는 각각의 재료가 휨강도에 기여하는 수준을 층상화 단면 해석으로 계산된 축강도-휨모멘트 상관도를 통해 평가하였다. 기성 PHC말뚝과 LICP 실험체의 실제 휨강도를 1.13배, 1.16배의 안전율로 예측할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.127-133
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• 2005

Rotary swaging is one of the incremental forming process which is a chipless process using the reduction of cross-sections of bars, tubes and wires. The TDS(Tube Drive Shaft) of monobloc used in automotive has been developed by the rotary swaging process. The mechanical characteristics of swaged parts such as the hardness, thickness and roughness are also estimated to conduct experimental analyses of rotary swaging process with the materials of 34Mn5 Furthermore the change in the vibration mode of TDS due to design parameters, which are the tube length, diameter and thickness, has been investigated and analysed. The weight of the TDS product is smaller by about $12.8\%$ than that of SDS with the same performance. It could be evidently found that the TDS is designed to be much lighter than SDS (Solid Drive Shaft). This advantage might give some possibility to improve the NVH (Noise-Vibration-Harshness) characteristics. A maximum torque and a total number of torsional repetitions for the TDS is checked and measured to know the torsional intensity and fatigue strength through the static torsion test and torsional durability test, respectively. A total number of the torsional repetitions up to the fracture for the TDS is greater than 250,000 times.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.155-162
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• 2011

파형강판을 이용한 구조물은 기존의 철근콘크리트 구조물에 비하여 공기단축효과 및 경제성 등이 우수하고 유지관리비의 절감 측면에서 유리한 것으로 평가되고 있다. 최근 수로암거 및 생태 이동 통로등에 철근콘크리트 암거 대체 재료로 널리 활용되고 있으며 앞으로 적용실적이 더 증가할 것으로 예상된다. 파형강판을 사용한 구조물은 주로 아치형과 박스형의 두가지 형태이며, 아치형 구조물은 압축력에 의하여 설계하며 박스형 구조물은 플레이트 부재내의 모멘트에 의하여 설계한다. 따라서 본 연구에서는 기존의 대골형 파형강판보다 골의 피치와 깊이가 늘어난 성능 개선된 파형강판의 성능을 평가고하고 설계에 반영하기 위해 정적 압축 시험 및 휨시험을 수행하여 시험체 두께별 이음부의 극한강도 및 모멘트 강도를 검토 하였다.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1336-1349
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• 2018

Generally, a precast prestressed concrete (PSC) beam is used as girders for short-to-medium span (less than 30 m) bridges due to the advantages of simple design and construction, reduction of construction budget, maintenance convenience. In order to increase the span length beyond 50 m of precast PSC girder, PSC hollow box girder with unbonded prestressed H-type steel beam placed at the compressive region is proposed. The unbonded compressive prestressing in the H-type steel beams in the girder is made to recover plastic deflection of PSC girder when the pre-stressing is released. Also, the H-steel beams allow minimization of depth-to-length ratio of the girder by reducing the compressive region of the cross-section, thereby reducing the weight of the girder. A quasi-static 3-point bending test with 4 different loading steps is performed to verify safety and plastic deflection recovery of the girder. The experimental results showed that the maximum applied load exceeded the maximum design load and most of the plastic deflection was recovered when the compressive prestressing of H-type steel beams is released. Also using prestressed H-type steel as compression reinforcements in the upper part of cross section, repair and restoration difficulty and cost of PSC girders should be significantly reduced. The study result and analysis are discussed in detail in the paper.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2023

실리카 흄과 같은 고가의 혼화재 투입 없이 원심성형 공정 활용으로 콘크리트의 수밀성 증대 통한 콘크리트 압축강도 100 MPa급 초고강도 프리스트레스 각형보를 개발하였다. 벽체에 가설된 초고강도 원심성형 각형보는 상부슬래브 콘크리트와 합성된 후에 공용하중을 받게 되는데, 원심성형 보와 바닥판 사이에는 휨에 의해 수평전단응력이 발생되고 이는 스터드나 철근 등의 전단연결재를 통해서 보와 바닥판이 합성거동을 하게 된다. 본 연구에서는 공장에서 생산된 100 MPa급 원심성형 각형보 상부에 RC슬래브를 제작하여 합성시킨 실물모형 시험체에 대한 휨재하시험을 수행하였으며, 합성단면은 설계 공칭휨강도를 넘어 안정적인 합성거동을 하면서 파괴되어 구조적인 신뢰성을 입증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.405-418
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• 2024

To study the influence of different reduced beam section (RBS) on the mechanical performance of modular boltedwelded hybrid connection joints (MHCJs), this article uses ABAQUS to establish and verify the finite element model (FEM) of the test specimens on the basis of quasi-static test research. Based on, 14 joint models featuring different RBS are devised to evaluate their influence on seismic behavior, such as joint failure mode, bending moment (M)-rotation angle (θ) curve, ductility, and energy consumption. The results indicate that when the flange and web are individually weakened, they alleviate to some extent the concentrated stress of the core module (CM) and column end steel skeleton in the joint core area, but both increase the stress on the flange connecting plate (FCP). At the same time, the impact of both on seismic performance such as bearing capacity, stiffness, and energy consumption is relatively small. When simultaneously weakening the flange and web of the steel beam, forming plastic hinges at the weakened position of the beam end, significantly alleviated the stress concentration of the CM and the damage at the FCP, improving the overall deformation and energy consumption capacity of joints. But as the weakening size of the web increases, the overall bearing capacity of the joint shows a decreasing trend.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.61-69
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• 2011

강 구조물의 보강공법으로는 강판 보강공법이 대표적인 방법으로 통용되고 있으나, 일부 구조물에서는 고정 설비 및 기타 간섭물로 인하여 보강 시공이 번거롭고, 보강부재 접합시 원부재의 단면 손실이 수반되는 단점이 있다. 최근, 강재의 원가 상승으로 강판 보강공사의 시공비가 증가되고 있는 실정이다. 반면, 복합소재를 이용한 보강공사의 경우는 재료의 자중이 가벼워서 보강재 취급이 수월하고 내화학성능이 우수하기 때문에 유지비용이 절감되기 때문에 콘크리트 구조물에서는 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 복합소재를 이용한 강 구조물의 보강의 기술적 가능성을 검증하기 위해 강재와 복합소재와의 부착성능 및 보 부재를 통해 휨 보강 성능을 평가하였다. 그 결과, 항복 이전까지는 강재와 아라미드섬유 쉬트가 일체 거동에 따른 보강효과를 예상할 수가 있었다. 또한, 보강 겹수가 증가함에 따라 무보강 실험체 대비 내력이 증가했지만, 예상 보강효과(1 겹에서 12.5 %, 2겹에서 25 %)에 비해 절반 정도의 수준의 개선효과를 보였다. 그 이유는 모든 보강 실험체가 계면파괴로 파단되었고, 이후 아라미드섬유 쉬트가 실험체 내력 개선에 영향을 미치지 못했기 때문이다. 따라서, 최근 복합소재의 재료적 개선 및 접착제의 부착성능 향상으로 인하여 강 구조물의 보강공사에 적용할 수 있는 가능성을 찾을 수 있었으나, 보강성능을 향상시키기 위한 부착성능 향상을 위한 방법에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.