• 제목/요약/키워드: 응력 변동

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상자형 어초의 흐름 및 구조응답 특성 (Flow and Structural Response Characteristics of a Box-type Artificial Reef)

  • 김동하;우진호;나원배;윤한삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.113-119
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    • 2014
  • 콘크리트와 강재로 제작된 상자형 어초의 흐름응답과 구조응답 수치해석을 수행하였다. 흐름해석으로부터 대상 어초의 후류역과 항력계수를 평가하였으며 압력장을 외력으로 재하하여 구조해석을 수행하고 대상어초의 응력과 변형을 평가하였다. 후류역 평가를 위하여 후류체적 개념을 도입하였고 이로부터 유향과 유속에 따른 후류역의 변동을 정량적으로 제시하였다. 해석결과로부터 흐름응답은 유향에 지배적인 영향을 받으나 유속과는 무관하며 구조응답은 유향과 유속에 영향을 받지만 그 크기가 매우 작고, 단일어초의 최적 설치 조건(유향 $30^{\circ}$)에서 대상어초의 후류체적은 공용적의 3.52배임을 알 수 있었다.

하상재료에 따른 교각국부 세굴심의 시간적 변화에 관한 실험연구 (Temporal Effect of Pier Local Scour on Bed Material)

  • 강준구;여홍구;노영신;최종석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.583-587
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    • 2006
  • 국부세굴의 발생은 일반적으로 흐름조건, 구조물 조건과 하상재료 세 가지의 주 원인으로 구분할 수 있다. 흐름조건의 경우 구조물 영향으로 발생되는 3차원적인 와류가 주요원인이며 하상재료의 경우 여러 요인이 있겠지만 비중이 같은 입자라 가정할 경우 입자의 크기를 주요 변수로 정할 수 있다. 교각 국부세굴에 관한 연구는 1960년대 이후 연구자들에 의해 매우 다양하게 수행되어 졌으며 많은 산정공식도 제시되었다. 하지만 기존 연구는 최대세굴심 조건으로 다양한 하상재료와 시간에 대한 세굴변동(홍수사상 등)에 대한 영향을 고려하는데 어려움이 있다. 특히 국내의 경우 다양한 하상재료와 홍수빈도를 고려할 때 이에 대한 세굴적용은 매우 중요한 인자라 할 수 있다. 따라서 교각세굴에 대한 궁극적인 목적은 다양한 하상재료와 홍수빈도를 고려할 수 있는 세굴평가를 제안하는데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 우선적인 연구로 입자의 다양성과 이미지 기법을 이용한 실시간 측정을 통해 보완하여 입자에 따른 시간적 변화를 분석하였다. 현재 4가지의 하상재료의 입경차이에 따른 국부세굴의 시간적 변화와 초기세굴 발생의 수리적 조건을 파악하고 기존연구와 비교분석하였으며, 이를 기초자료로 세굴심$(S,\;S_{max})$, 교량주변 전단력$({\tau}_p,\;{\tau}_{pc})$, 접근수로부 전단력$({\tau}_a)$와 입자한계전단력$({\tau}_c)$에 대한 시간분석 (time effect)을 통해 다양한 하상재료와 홍수빈도를 해석을 위한 초기분석을 수행하는데 목적이 있다. 수리모형실험에 사용된 가변경사수로의 제원은 $0.6m(W){\times}20m(L){\times}2m(H)$이며 모형구조물은 투명한 아크릴로 제작하였다. 실험방법은 교각 내부에 CC카메라를 전 후면 및 상측면에 설치하여 세굴 발생을 실시간으로 촬영한 후 이미지 분석을 통해 분석하였다.

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환자 특정 경동맥 분기부 모델 혈류유동에 대한 입구부 이차곡률의 영향 (Influence of Inlet Secondary Curvature on Hemodynamics in Subject-Specific Model of Carotid Bifurcations)

  • 이상욱
    • 비파괴검사학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.479-486
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    • 2011
  • 의료영상을 기반으로 한 경동맥 분기부 혈류유동장 전산유체역학 해석의 수행에 있어 입구부 경계 조건 도출을 위한 환자 특정 시간 변동 상세 유속 분포를 얻는 것은 일반적으로 쉽지 않다. 그러므로 대부분의 경우 계측된 혈류량을 바탕으로 이상적인 축대칭 완전발달 유속 분포를 적용하게 된다. 그러나 MRI로 직접 계측한 총경동맥 혈류 유속분포를 적용한 기존의 연구에서 입구부 유속분포 경계 조건이 경동맥 분기부 혈류 유동장 해석 결과에 중요한 영향을 미친다는 것을 보였으며, 특히 계측된 혈류 유속분포가 전형적인 Dean type 유동과 다른 독특한 형태를 가진다는 것을 보고하였다. 본 연구에서는 이러한 독특한 형태의 유속 분포가 경동맥 입구부 형상의 이차곡률에 의해 생성됨을 보이고, 직접 경동맥 분기부 유동장 CFD 해석의 경계 조건으로 적용하여 이의 영향을 조사하였다. 이를 통하여 충분한 길이의 실제 경동맥 입구부 형상을 적용 할 경우, 입구부 경계 조건의 영향이 의료영상으로 부터 혈관 형상을 도출하는 과정에서 불가피하게 유기되는 영상 처리 오차에 의한 영향에 비해 상대적으로 크지 않음을 알 수 있었다.

지하수위 저하에 따른 고속철도 토공노반 침하특성에 관한 연구 (A Study on Settlement Characteristics of Earthwork Subgrade with Lowering the Groundwater in High-speed Railway)

  • 김영하;엄기영;한상재;박용걸;정재현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.67-74
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    • 2015
  • 지하수위 하강에 따른 침하량은 1차 압밀 침하량에 비해 비교적 작기 때문에 잔류침하량 산정시 별도로 고려하지 않는다. 그러나 고속철도 콘크리트 궤도에서의 허용잔류침하량은 30mm로 작기 때문에 예기치 못한 과도한 지하수위 하강으로 인하여 허용잔류침하량을 초과할 수 있다. 본 연구에서는 응력-간극수압 유한요소 해석을 통하여 지하수위 변동에 따른 침하 영향을 분석하여 해석결과와 실측자료를 비교하였다. 그 결과 허용잔류침하량을 만족하기 위한 탄성계수 범위를 제시 하였으며 설계 시 지하수위 저하 영향이 반영되는 것이 타당하다고 판단된다.

가을철 대한해협 표면혼합층의 단기변화 (Short-term Variation of the Mixed Layer in the Korea Strait in Autumn)

  • 장찬주;김구;심태보
    • 한국해양학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.512-521
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    • 1995
  • 표면혼합층의 단기(2시간~24시간)변화를 조사하기 위하여 대한해협의 한 정점에 서 1983년 10월 12일에서 10월 14일까지 48시간 동안 주로 1시간 간격으로 해양과 기 상에 대한 관측을 실시하였다. 표면혼합층의 깊이와 수온을 시간당 변동률이 평균적으 로 각각 5.2 m/hour, 0.2$^{\circ}C$/hour로 해표면에서의 바람 응력, 부력속과의 상관관계가 매우 적다. 표면 혼합층은 표면혼합층의 수온와 염분이 높을 때 깊고, 낮을 때 얕다. 한편, 표면혼합층 수온의 급격한 하강 또는 상승이 관측되었다. 인공위성 자료와 XBT 자료 분석에 의하면 표면혼합층 수온의 급격한 상승은 고온의 해수의 이류에 의한 일 어남을 알 수 있었다. 위의 결과들은 해류가 비교적 강하고 해수물성이 서로 다른 수 괴가 존재하는 가을철 대한해협에서는 해수의 이류가 표면혼합층의 단기변화에 크게 영향을 준다는 것을 나타낸다.

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선급 EH47-TM용 EGW 용접재료의 특성 (Characteristics of EGW Welding Consumables for EH47-TM Steels)

  • 안영호;한일욱
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.69-69
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    • 2010
  • 최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.

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Lade의 Double Work-Hardening 구성모델의 토질매개변수(土質媒介變數) 민감도(敏感度) 해석(解析) (Sensitivity Analysis of Parameters for Lade's Double Work-Hardening Model)

  • 정진섭;김찬기;이문수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.191-203
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    • 1992
  • 본(本) 문(文)은 사질토의 거동을 예측함에 있어서 각 토질매개변수의 민감도를 규명하는데 있다. Lade의 2중일경화구성모델을 선정하여 이 모델에 필요한 14종의 토질매개변수를 시험자료로 부터 회귀분석 방법에 의하여 각각 27개 씩 구하였다. 이 때 사용된 시료는 백마강 모래이며, 시험은 12회의 등방 압축시험과 구속압력을 달리한 9회의 배수3축압축시험을 하였다. 또한 이들 토질매개변수의 평균, 분산 및 변동계수 등을 구하여 각 토질매개변수의 특성을 파악하였으며 평균에 표준편차를 증감하여 응력-변형율을 해석하고 그 분산의 범위를 검토하여 민감도를 분석하였다.

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구조물의 피로파괴 예지를 위한 이중센서 개발 (Development of Dual Sensor for Prognosticating Fatigue Failure of Mechanical Structures)

  • 백동천;박종원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권8호
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    • pp.721-724
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    • 2016
  • 실제 사용되는 기계 구조물의 수명 예측은 공정산포, 미래의 하중조건, 손상 모델의 불완전성 등으로 인하여 실험실에서 얻은 결과와 차이를 보일 수 밖에 없다. 본 연구에서는 이러한 불확실성이 내포된 기계 구조물의 피로파괴를 사전에 예지하기 위해 이중센서를 개발하고, 상온에서 단축 피로 하중을 받는 구조물에 적용하여 실증하였다. 이중 센서는 피로하중을 받는 대상 구조물보다 약간 더 큰 응력이 인가되도록 고안된 감지 구조물에 변형률 게이지를 부착한 형태이며, 균열이 센서자체에 먼저 발생함으로써 피로파괴를 예지하며, 쌍으로 제작된 감지부의 변형률 차를 이용하여 변동하중 하에서도 정상상태와 고장상태를 구분이 가능하다.

주인장 철근을 가진 HPFRCC 보 부재 전단 강도 예측 모델 (Shear Strength Model for HPFRCC Beams with Main Longitudinal Tensile Reinforcements)

  • 이성철;신경준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.60-67
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    • 2020
  • 최근 HPFRCC의 구조 거동에 대한 연구가 많이 이루어져 왔으나, 휨 거동에 대한 연구가 주로 수행된 반면, 전단 거동에 대한 연구는 많이 부족한 상황이다. 이 연구에서는 전단 철근이 없는 HPFRCC 보 부재의 전단 강도를 합리적으로 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 모델을 개발하기 위해 HPFRCC 보 부재를 휨 모멘트에 저항하는 상·하현재와 전단력에 저항하는 복부 전단 요소로 간단히 이상화하였다. 이후 HPFRCC의 인장 거동 특성을 바탕으로 전단 파괴 시 복부 전단 요소의 주압축대 기울기 및 전단 응력을 산정하였으며, 이로부터 HPFRCC 보부재의 전단 강도를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 제안 모델의 검증을 위해 기존의 전단 파괴된 48개의 HPFRCC 보 부재의 실험 결과와 비교하였다. 실험과 비교한 결과, 제안 모델이 실제 전단 강도를 평균 1.045, 변동계수 0.125로서 상당히 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다. 이 연구의 주요 내용은 향후 HPFRCC가 적용되는 부재 또는 구조물에 대한 관련 연구 및 설계에 유용할 것으로 기대된다.

강제냉각(强制冷却)에 의한 콘크리트 제체(堤體)의 시공중(施工中) 온도변동(溫度變動) (Temperature Variation during Construction in the Concrete Dam Body by Artificial Cooling)

  • 이배호;김홍철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.39-48
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    • 1989
  • 매스콘크리트(mass concrete)는 시멘트의 수화숙(水和熟)에 의하여 온도응력(溫度應力)이 생기며, 균열(龜裂)을 일으키게 된다. 매스콘크리트 내부(內部) 온도(溫度) 해석(解析)에는 Carlson의 방법(方法)이나, Glover의 방법(方法) 등이 오늘날까지 많이 쓰여 왔으나 이 방법(方法)들은 공학적(工學的)으로 간단한 가정(假定)을 하여 온도(溫度) 해석(解析)하고 있으므로, 실체적인 추정치(推定値)가 되지 못 한다고 알려져 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 유한차분법(有限差分法)(FDM)에 의하여 콘크리트 댐의 내부온도(內部溫度)를 해석(解析)하고, 이것의 유용성(有用性)을 검토(檢討)하기 위하여 계산기(計算機)로 계산한 계산치(計算値)와 충주(忠州) 대에서 실측(實測)한 실측치(實測値)를 비교검토(比較檢討)한 결과 좋은 근사치(近似値)를 얻었다.

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