• 제목/요약/키워드: 피로안전성

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강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더의 정적 및 피로거동 (A Study on the Static and Fatigue Behavior of Steel-Confined Prestressed Concrete Girder)

  • 김정호;박경훈;황윤국;이상윤
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권6호통권73호
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    • pp.725-736
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    • 2004
  • 최근 국내에서 I형 거더의 외부가 강재로 이루어지고 내부에 무근콘크리트가 채워져 합성된 거더에 프리스트레스를 도입하여 경간을 장대화할 수 있는 새로운 개념의 합성거더인 '강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)'가 개발되었다. 또한 개발된 거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하고 정적하중 재하에 의한 파괴실험을 통해 공용 중 안전성에 대한 실험적 검증이 수행되었다(김정호 등, 2002). 그러나 SCP 합성거더의 실용화를 위해서는 교량 파손의 주원인이 주행하중의 영향에 의한 피로파손인 점을 고려하여 반복하중에 대한 피로거동의 연구 및 피로 안전성 확보가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SCP 합성거더에 대한 피로거동 특성을 파악하고 피로설계를 위한 기초적인 자료를 제시하기 위해 피로실험을 실시하였다. 피로실험을 위한 시험체의 제작은 1등교에 해당하는 설계활하중(DB-24)에 대하여 10m 지간으로 설계 제작하였으며, 실험결과 도로교설계기준(한국도로교통협회, 2000)의 상세피로범주에 따른 허용피로응력범위를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 초기정적재하를 통해 설계의 타당성과 구조적 거동을 분석하였으며, 피로실험 종료 후 거더 외부를 이루고 있는 강재를 제거하여 내부콘크리트의 상태를 관찰하였다.

폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 어린이 놀이터 바닥의 안전성에 관한 실험적 연구 (Study on the Safety of Playground Flooring Made of Polyolefin Foam Waste and Rubber Paving)

  • 최수경;전명훈;이도헌
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.246-254
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    • 2013
  • 본 연구에서는 폐폴리올레핀 폼을 완충재로 이용한 어린이 놀이터 바닥의 안전성을 알아보기 위하여 한계하강높이, 보행적합성 및 장기피로예측, 미끄럼저항성에 대하여 시험하고 평가하였다. 시험체는 두께 30mm, 50mm, 70mm의 폐폴리올레핀 폼에 각각 탄성 포장재를 12mm, 15mm 두께로 포설한 6종류로 하였다. 한계하강높이 시험은 KS G 5758:2009에 의거하여 실시하였다. 보행적합성 및 장기피로예측 시험에는 바닥 경도 시험장치(O-Y HMA)를 이용하였으며, 미끄럼저항성 시험에는 휴대형 미끄럼 시험기(ONO PPSM)을 이용하였다. 시험결과, 폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 바닥은 충격저감성 관점에서 상당히 안전한 것으로 나타났다. 바닥의 경도는 남성에게는 보행감이나 피로 측면에서 우수한 성능을 발휘하지만, 여성에게는 구두(미들 힐)를 신고 보행하기에 적합하지 않고 오래 사용할 경우 쉽게 피로감을 느낄 수 있는 것으로 나타났다. 미끄럼저항성은 표면에 물기 등의 이물질이 있더라도 일상적인 동작에 대해서는 비교적 안전한 것으로 나타났다.

6경간 SCP 거더교의 연속화에 따른 중간 지점부 구조거동에 관한 연구 (A Study on the Structural Behaviors of Interior Support of 6 Span SCP Continuous Girder Bridge)

  • 임성순;손석호;서기홍
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.135-143
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    • 2004
  • 본 연구에서는 6경간 SCP(Steel Confined Prestressed Concrete) 거더교의 연속화에 따른 연속지점부의 구조거동에 대해 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 콘크리트 바닥판의 균열 및 피로에 대한 사용성과 안전성을 분석하였다. SCP 거더의 구조거동을 분석하기 위해 기존의 PSC 이론과 강 거더 이론을 혼용하여 합성효과를 분석하였고, 정적재하실험과 피로실험에 의해 바닥판 콘크리트의 균열 발생 여부와 콘크리트의 응력 및 강재의 피로응력을 검토하였다. 검토 결과 실제 교량에 대해 내부지점을 연속화한 6경간 SCP 거더교는 공용하중에 대하여 콘크리트의 균열 및 피로에 대해서는 구조적으로 안전한 것으로 판단된다.

레일강의 샬피거동 및 피로균열 성장거동에 관한 파괴역학적 고찰 (Fracture Mechanical Study on the Charpy V-notch and Fatigue Crack Propagation 8ehavior of Rail Steels)

  • 김성훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1319-1327
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    • 1994
  • 레일강에 있어서 피로균열은 레일의 파괴와 그에 따른 열차탈선의 근본적인 요인으로서 실험실시험의 분석 결과에 의한 피로거동 및 파괴특성의 정량적 평가는 피로수명 추정 및 안전조사 주기설정의 기본이 된다. 따라서 본 연구에서는 살피충격시험의 결과로부터 레일강의 샬피거동 및 파괴인성거동을 평가하고 일정진폭하중하에서 피로시험의 분석 결과로부터 피로균열성장거동에 미치는 균열의 방향성, 온도, 그리고 응력비 R의 효과를 파괴역학적 수법을 도입하여 평가하였다.

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대규모해석을 활용한 수직형 배열회수 증기발생기의 안전설계에 관한 연구 (Study on Safety Design of Vertical-Type Heat Recovery Steam Generator Based on Large-Scale Analysis)

  • 류태영;양상모;장현민;최재붕;명기출;이동윤;최신범
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1535-1542
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    • 2012
  • 배열회수 증기발생기는 복합발전플랜트에서 사용되는 주요기기로서, 박판으로 제작된 대형구조물이며 열변형과 열피로에 매우 민감하다. 따라서 운전 중에 발생하는 열피로에 의한 파손을 예방하기 위하여 대규모해석 기반의 안전성 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대규모해석을 수행하고 이를 활용하여 배열회수 증기발생기의 손상 메커니즘 분석 및 해결방안을 도출하고자 한다. 또한 이를 반영하여 열변형과 열피로를 예방하고 건전성을 확보할 수 있는 모델을 제안 및 검증하고자 한다. 이는 수직형 배열회수 증기발생기의 안전성 향상을 위한 기초자료로 활용된다.

가변정보판이 설치된 지주구조물에 대한 피로 시험 및 AASHTO설계기준 적용성 평가 (Fatigue Field Test of Variable Message Sign Structure and Evaluation of AASHTO Specifications)

  • 박종섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.11-22
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    • 2006
  • 가변정보판이 설치된 지주 구조물은 차량 운전자들에게 안개, 사고 등에 의한 교통혼잡 및 유지 보수를 위한 차선 통제 등 발생 가능한 위험 사항을 경고해 줌으로서 안전사고예방에 큰 역할을 수행하고 있다. 이러한 지주구조물은 자연풍과 트럭이 하부를 통과하면서 생기는 바람으로 인하여 반복피로하중을 받게 된다. 본 연구에서는 가변정보판이 설치된 지주구조물에 대한 피로성능을 평가하기 위하여, 유한요소해석 프로그램인 GTSTRUDL(2003)을 이용한 구조해석 및 현장시험이 실시되었다. 구조해석 및 현장시험결과를 토대로 본 대상구조물의 안전성 및 피로수명을 검토하였다. 피로성능평가 분석결과 본 대상 구조물은 AASHTO(2001) 교통신호 지주구조물을 위한 설계기준이 제시하고 있는 무한피로 수명을 확보하고 있지 못함을 알 수 있었다. 또한, 본 연구결과를 토대로 AASHTO(2001) 설계기준이 안전 측으로 트러스형 지주구조물에 적용 가능함을 확인할 수 있었다. 본 대상 구조물보다 상대적으로 작은 경간장을 가지는 국내 교통신호 지주구조물을 위한 설계 및 유지보수기준 마련에 본 연구가 매우 유용하게 활용될 것이다.

자전거의 디지털 변속기 시스템 개발 (Development of a digital transmission system of a bicycle)

  • 김민;이형기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.910-912
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    • 2014
  • 최근 친환경과 헬스케어에 관심이 높아짐과 더불어 자전거 타는 것에도 관심이 높아지고 있다. 우리나라 정부에서도 거기에 발맞춰 자전거 전용도로를 전국에 설치하기고 했다. 처음 자전거를 배우기 시작해서 어느 정도 중심을 잡게 되면 보통 변속기를 사용하게 된다. 변속기를 사용하게 되면 승차 자들은 도로나 환경에 맞지 않게 미숙하게 변속을 하게 되며, 이에 따른 사용자의 조작에 사용하는 엄지 또는 검지의 손가락에 피로감이 높아지고 안전위험이 증가하게 되지만, 사용하는 개인들은 그것을 모르고 사용하는 경우가 많다. 본 연구에서는 자전거 사용을 활성화 하고 안전에 도움을 주고, 변속 조작에 사용하는 엄지 또는 검지 손가락 피로를 줄일 수 있는 디지털변속기를 개발하였다. 디지털변속기를 사용함으로 자전거 변속에 어려운 승차 자들을 위해 디지털 변속을 사용하므로 서 주행효율을 개선하고, 안전하게 자전거를 사용할 수 있을 것으로 사료된다. 승차 자가 속도 및 구배 정확하지 않는 변속에 의한 피로가 누적되어 하체에 무리가 많이 가게 되어서, 이로 인해 사고율도 높아 질수 있다. 기존 변속에 의한 문제점들을 해결하여 자전거의 운용을 효율성과 편의성을 개선하여, 안전 주행이 가능하게 하는 디지털 변속기를 개발 하였다.

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충격하중에 의한 피로파괴 해석 기법 (Fatigue Analysis Technique Under Impact Load)

  • 이준현
    • 전산구조공학
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    • 제10권3호
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    • pp.39-45
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    • 1997
  • 최근 우리 주변에는 기계, 구조물의 고속화 및 대형화에 따른 충격하중의 발생빈도가 급격하게 증가하고 있다. 따라서 이와 같은 충격하중을 받는 기계 및 구조물의 안전성 및 신뢰성 확보를 위하여는 먼저 충격하중 특성을 고려한 내충격 설계기법의 확립이 필요하다. 특히 충격하중의 경우 종래의 파괴역학적 관점에서 주로 다루어 왔던 정적하중 및 피로하중 하에서의 재료거동 특성과 달리 응력파의 전파특성이 재료의 충격강도 및 균열발생, 전파특성에 큰 영향을 미치기 때문에 이를 고려한 역학적 검토가 필요하다. 한편 이와 같은 충격하중이 반복적으로 작용하는 충격피로의 경우 지금까지 많은 연구로 내피로 설계기법이 확립된 일반 피로 특성과 달리 아직 그 주요 메카니즘이 규명되지 않은 부분이 많아 이 부분에 대한 체계적인 연구가 국내에서도 요구된다.

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2거더교의 수직보강재 연결상세부의 피로설계에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Design of Joint Detail of Vertical Stiffener in Two-Girder Bridge)

  • 권순철;경갑수;박진은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.93-103
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    • 2009
  • 2거더 플레이트교는 주부재인 바닥판과 거더, 2차부재인 가로보, 수직보강재 및 수평보강재 등으로 구성되어 있다. 2거더교는 AASHTO와 국내의 도로교설계기준에는 하나의 거더가 손상되면 그 교량의 기능과 안전성에 문제가 야기되는 단재하 경로 구조로 규정되어 있다. 이러한 이유 때문에 2거더교의 피로균열은 교량의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 2거더교에서 피로균열 발생 가능성이 높은 수직보강재와 거더 복부의 연결부를 대상으로 수직보강재 스캘럽 곡률반경 및 복부두께를 변화시키면서 피로 평가를 수행하였다. 이 결과에 기초하여 피로에 유리한 구조상세 및 간이 평가식을 제안하였다.