• 비파괴검사학회지
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• 제20권6호
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• pp.481-489
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• 2000

구조용 부재에서 충격하중에 의해 발생하는 탄성파의 분산특성을 해석하기 위하여 시간-주파수 신호처리를 이용하였다. 강재 보와 알루미늄 판에서 충격하중을 모사하기 위하여 강구 낙하와 연필심 파단을 사용하였으며, 이로 인해 발생한 탄성파를 초음파 탐측자와 음향방출(AE) 센서를 사용하여 수신하였다. 실험에서 수신한 시간 영역의 신호해석을 위하여 분산성 파의 시간-주파수 해석이 가능한 웨이브렛 변환(WT)을 적용하였다. WT 변환의 크기의 최대값은 군속도의 도달시간을 나타냄을 보였다. 실험에서 측정한 보의 굽힘파의 군속도를 전단변형과 회전관성을 고려한 Timoshenko 보 이론과 비교하였으며, 판의 신장파와 굽힘파의 군속도를 Rayleigh-Lamb 분산관계식의 최저차 대칭($S_0$) 및 비대칭 모드($A_0$)의 속도값과 비교하였는데 모두 잘 일치하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.29-34
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• 2012

압축을 받는 복합적층판의 보강을 위해 폐단면리브를 적용하는 것이 효과적이나, 적정 크기나 최적 두께에 대한 충분한 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에 따라 폐단면리브 단면 제원에 따른 복합적층판의 압축좌굴 거동에 대한 영향이 우선 검토되어야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 직교이방성 $[(0^{\circ})_4]_s$와 Cross-ply $[(0^{\circ}/90^{\circ})_2]_s$ 적층단면을 각각 고려하여 U리브 단면강성에 따른 복합적층 보강판의 탄성좌굴강도 및 좌굴모드의 변화를 수치해석적으로 검토하였다. 구조부재로써 적용성을 고려하여 U리브 단면 모델을 선정하였고 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 U리브 적층두께에 따른 고유치 해석을 실시하였다. U리브와 같은 폐단면 보강재를 적용한 복합적층판에서는 단순지지 조건의 판좌굴 강도에 비해 상승효과가 있음이 본 연구의 수치해석 결과로부터 입증되었으며 본 해석연구 대상 모델에 대해 U리브 최적 적층두께를 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 향후 U리브의 최적 단면 선정방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.21-28
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• 2012

이 연구에서는 직교이방성 판의 좌굴 및 직교이방성 판요소로 구성된 구조용 압축재의 국부좌굴에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 섬유보강 폴리머 플라스틱 재료는 높은 비강도 및 비강성, 높은 부식저항성, 경량성 등 강재나 콘크리트와 비교해서 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 펄트루젼 생산 방식은 섬유보강 폴리머 플라스틱 재료의 여러가지 생산방법 중 구조용 플라스틱 부재를 대량으로 생산하기에 가장 적합한 방법이다. 펄트루젼 생산방식은 부재의 축을 따라 주요 보강섬유가 배치되기 때문에 이 재료는 직교이방성으로 간주된다. 그러나, 펄트루젼 섬유보강 플라스틱 부재는 낮은 탄성을 갖고 있고 얇은 판요소로 구성되어 있기 때문에 압축하중이 재하될 경우 좌굴이 발생할 수 있다. 따라서, 이 부재를 설계하는데 안정성은 매우 중요한 문제가 된다. 이 연구에서는 기존의 연구를 따라서 직교이방성 판 및 직교이방성 판요소로 구성된 압축재의 국부좌굴에 대하여 검토하였으며, 국내에서 생산된 직교이방성 판요소로 구성된 압축재의 국부좌굴강도를 계산하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 1996

선체구조는 기본적으로 판부재로 구성되어 있으며, 그 강도는 각 판부재의 강성과 강도에 따라 좌우된다. 판부재의 좌굴 검토(check)는 치수결정 및 강도평가시 가장 중요한 설계 과정중의 하나이다. 따라서, 보다 효과적이고 정확도있는 설계를 수행하기 위하여 합리적인 좌굴식이 개발되어야 한다. 기존선급들의 좌굴강도 평가식들은 판부재에 대한 면내 압축력과 전단력은 고려하고 있으나, 면내 인장력에 의한 영향은 무시하고 강도 평가가 이루어지고 있다. 따라서, 면내 인장력이 좌굴강도에 어떤 영향을 미치는 가를 검토한후, 보다 정확한 좌굴강도 평가법이 정립될 필요가 있다. 본 연구에서는 면내인장력을 고려한 판부재의 좌굴 설계공식이 이론해 또는 참고논문으로부터 얻어졌고 이것을 간이식 형태로 유도하였다. 개발된 좌굴 강도평가식의 정확도를 검증하기 위하여 이론해, 다른 기존평가식(Ueda), 기존선급식(LR) 그리고 판부재에 대한 탄소성 대변형 구조해석 결과치와 비교하였다. 그 결과, 탄성좌굴이 일어나는 경우에는 본 제안식에 의한 좌굴상관관계가 이론식 또는 탄소성 대변형 구조해석 결과치와 잘 일치하였으며, 탄소성 좌굴이 일어나는 경우에도 순수전단력 또는 압축력만 작용시의 구조해석에 의한 좌굴임계치가 기존 소성수정식에 의한 좌굴임계치와 서로 일치하면 개발된 좌굴평가식에 의한 좌굴상관관계가 구조해석 결과치와 비교적 잘 일치하였다. 따라서, 본 제안식은 판부재의 좌굴 평가시 보다 정확도 높게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6D호
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• pp.579-586
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• 2012

본 연구의 목적은 장경간 강바닥판 교량의 교면포장 재료로서 에폭시 아스팔트 혼합물을 평가하고, 현장에 적용하는 것에 있다. 에폭시 아스팔트 혼합물의 국내 적용을 위한 골재입도를 제시하였고, 실내 공용성 실험을 수행한 결과 내구성능 면에서 매우 우수함을 알 수 있었다. 또한, 온도에 따른 회복탄성계수와 전단부착강도 시험결과를 활용하여 구조해석을 실시 후 전단응력 검토결과 전단부착강도의 9%로도 충분한 접착 성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 에폭시 아스팔트 교면 포장에 발생하는 인장응력의 경우 중국에 시공되어 검증된 난징대교 실내시험결과와 비교 시 유사하거나 작은 값을 나타내어 충분한 공용 성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 에폭시 아스팔트 혼합물은 일반 아스팔트에 비해 매우 우수한 내구성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 하지만 현장에서 장경간 강바닥판 교량의 교면포장 재료로서 에폭시 아스팔트 혼합물을 적용할 경우 온도와 양생기간에 따른 강도발현에 차이가 있을 수 있으므로 현장 적용 시, 생산 시료로 제작한 혼합물에 대한 평가가 이루어져야 한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.61-71
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• 2007

Navier 해 및 유한요소 해를 두께 방향으로 재료의 성질이 변하는 점진기능재료 판 및 쉘의 해석을 위해 제시하였다. 판과 쉘의 두께를 따라 완만하게 변하는 등방성 구조물의 두께방향에 따른 역학적 특성을 고려하기 위하여 S 형상 함수를 적용한 점진기능재료를 고려하였다. 비선형 9 절점 요소기저 Lagrangian 쉘 요소의 정식화를 기하학적 비선형 해석을 위해 제시하였다. 자연 좌표계에 의한 변형률이 본 연구의 쉘요소에 사용된다. 1차 전단변형이론에 의한 수치 해석 예제로 상면과 하면의 탄성 계수의 변화, 하중조건, 형상 비 그리고 폭-두께 비에 따른 역학적 거동을 연구하였다. 또한 거듭제곱 매개 변수의 변화에 따른 점진기능재료 구조물의 결과들을 조사하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.15-23
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• 2002

방수시스템의 거동은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계 상세, 그리고 시공의 질에 따라 결정되고, 방수성은 교면과의 접착성과 방수재의 손상정도에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재의 종류별로 방수시스템의 성능을 현재 각 시공현장에서 하자의 원인으로 가장 빈번하게 발생되는 요인들을 중심으로 인장접착 특성을 비교하였다. 방수시스템에 대한 인장접착강도 시험 결과, 함수비 10% 이상에서는 무기질탄성계 도막방수재를 제외하고는 접착력이 감소하였으며, 바닥판 콘크리트 강도가 증가할수록 일반적으로 인장접착강도는 증가하였다. 또한 바닥판 콘크리트의 양생방법에 따라 내부의 공극구조 및 평탄성의 차이로 인해 수중양생한 시편이 전반적으로 접착력이 더 큰 것으로 나타났다. 아스팔트 혼합물 포설전 보다 아스팔트 혼합물 포설후 인장접착강도가 증가하는 경향을 나타냈지만 도막식의 경우, 오히려 감소하는 결과가 나타났다. 그리고 방수재 시공시 대기온도가 상승함에 따라 접착력이 저하되어 방수 시스템의 성능에 악영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제7권4호
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• pp.103-111
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• 1994

앞의 논문 Part 1 에서 유도한 변분원리를 이용하여 복합재료적층판의 진동해석을 할 수 있는 유한요소해석 모델을 개발하였다. 이 모델에서는 어느 한 층의 면내 변위와 나머지층 단면의 회전각, 그리고 판 전체의 연직방향처짐을 절점변수로 취하게 되어 n개층으로된 적층판의 경우 2(n+1)+1의 절점 자유도를 갖는다. 따라서, 판의 주변에서는 한층의 면내변위와 각층단면의 회전각을, 판의 면내에서는 연직방향 처짐을 경계조건값으로 정의할 수 있다. 이 모델에 의해 개발한 프로그램을 이용하여 각층의 재료특성이 크게 다른 혼종형 복합재료적층판(hybrid laminate)의 고유진동문제를 해석하였다. 탄성이론해 및 다른 유한요소해석결과와 본 해석결과와의 비교를 통해 제시모델이 기존의 다른 유한요소모델보다 정확함을 예시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1387-1394
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• 2014

광탄성 실험법에 의해 측정된 등색프린지 차수를 응력으로 변환시키기 위해서는 광탄성 재료 응력 프린지 상수를 알아야 한다. 광탄성 재료 응력 프린지 상수는 단순 인장시편 또는 압축하중을 받는 원형디스크를 이용하여 측정하는 방법 등이 있다. 이들 방법에서는 시편에 여러 하중을 가하여 하중에 응답하는 프린지 차수의 관계를 최소자승법 등을 이용하여 재료 상수를 결정한다. 본 논문에서는 4점 굽힘 시편에 하중을 가하여 나타나는 프린지로부터 재료 응력 프린지 상수를 결정하였다. 4점 굽힘 시편의 순수 굽힘 구간에서는 주응력 방향이 일정하므로 4단계 위상이동법의 적용이 가능하다. 이 방법은 원형편광기에서 검광판을 0, ${\pi}/4$, ${\pi}/2$, 그리고 $3{\pi}/4$ 라디안 회전시켜 얻은 4개의 광탄성 프린지를 필요로 한다. 4점 굽힘 시편을 이용한 재료의 프린지 상수를 결정하는 방법에서는 일정 하중을 가하여 서로 다른 위치에서도 측정할 수 있는 장점이 있다. 이 방법으로 측정된 재료 응력 프린지 상수는 제조회사에서 제시한 범위이내에 분포하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.96-106
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• 2014

철도차량에 의한 진동은 지반을 통해 주변 지역에 영향을 주고 피로균열등 구조적 손상을 주고 있다. 본 논문은 새롭게 개발된 탄성 스페리컬 받침을 기존 강재스페리컬 받침과의 비교를 통한 진동저감성능에 대해 평가하였다. 탄성스페리컬 받침은 반구형 곡률과 크기를 변경함으로써 현장 여건에 맞는 강성을 구현할 수 있는 장점이 있다. 탄성 스페리컬 받침은 반구형 고무 및 보강판의 적층 받침으로써 성능특성을 확인하기 위해 설계와 해석결과를 비교하고 특성시험을 실시하였다. 또한 진동저감성능 확인을 위해 열차의 실대차 축소모형 시험을 실시하였다. 해석적 검증비교를 통한 특성시험에서는 설계하중 500kN 시험체의 압축 및 회전 시험결과 압축보다 회전에 의한 강성 증가가 적은 것으로 확인되었다. 또한 압축 및 회전 시험 후 시험체에 외관변형 및 영구적인 손상, 찢어짐 등은 발견되지 않았다. 축소 스케일 진동 측정 시험에서는 실대차 모형을 1/50축소하여 교량의 진동을 측정하였다. 그 결과 강재 스페리컬 받침에 비해 탄성 스페리컬 받침의 진동 저감능력이 탁월한 것으로 판단되며, 거리별 진동감쇠 성능도 높은 것으로 확인되어 탄성스페리컬 받침의 철도교 적용 시 진동저감효과가 우수할 것으로 판단된다. 향 후 실제 철도교량에서의 현장실험을 통해 성능을 검증할 계획이다.