철근 콘크리트 구조부재는 철근과 콘크리트로 구성된 합성부재이므로, 철근콘크리트 구조부재의 피로강도는 철근과 콘크리트 고유의 피로특성에 따라 변화하게 된다. 철근자체의 피로특성은 철근의 정적강도 특성과 상이함으로, 실험을 통하여 규명할 필요가 있다. 본 논문에서는 대표적인 국내 2개사에서 생산되는 철근에 대하여 직접인장 피로실험을 실시하여 이들의 피로특성을 규명하였으며, 철근콘크리트 휨부재 내부의 철근 피로특성과 철근만의 직접인장 피로특성의 비교 분석으로부터 직접인장 피로실험만으로 철근콘크리트 휨부재의 피로특성을 평가할 수 있음을 밝혔다. 또한 반복하중을 받는 철근콘크리트 부재의 피로점토를 위한 기준을 제시하였다.
실제 교량 바닥판의 거동은 반복하중에 의한 피로누적 손상에 의해 발생되므로 성능분석을 위해서는 피로 실험결과를 통한 구조거동 분석이 이루어져야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 현재 개발 중인 초간편 강합성 바닥판의 피로성능을 파악하기 위해 일점 재하 방식으로 반복 하중을 재하 하였다. 실험체의 거동을 파악하기 위해 변위계를 설치하여 변위를 측정하였고 이 실험의 결과로 신형식 바닥판인 초간편 강합성 바닥판의 피로 파괴 양상을 알 수 있었으며 피로 곡선을 얻을 수 있었다. 하지만 바닥판의 파괴요인 중 외부 환경적 요인과 실제 차량 하중 이동을 모사한 윤하중 재하 시 피로 성능에 대한 연구가 추가로 이루어져야 할 것으로 판단된다.
인간에게 운동감을 적절히 제시해주기 위하여는 Newton에 의한 운동의 세가지 법칙뿐만 아니라 EInstein의 상대성이론이 첨가되어야 한다. 즉, Newton운동의 제1법칙에 의하여 피실험자가 외력을 받지 않으면 등속운동 또는 정지상태를 계속 유지하게 되어 자신이 등속좌표계에 고정되어있기 때문에 시각적 인 정보가 없으면 어떠한 운동감도 못 느낀다. 이때 피실험자에게 정지해있는 기준좌표계에 대하여 등속 으로 움직이는 것을 인식시켜주기 위하여 피실험자에 대한 기준좌표계의 상대속도를 시각정보로 제공해 주어야 한다. 또한 Newton운동의 제2법칙에 의하여 똑같은 힘이 외력으로 작용하더라도 피실험자의 질량과 가속도는 서로 반비례하므로 화면이동속도변화를 피실험자의 질량에 반비례하도록 제시해 주어야 한다(김 정흠, 1982). 본 연구에서는 이러한 개념에 근거하여, 체중이 다른 여섯 피실험자들로 구성된 시스템에 대해서 각 피실험자에게 서로 다른 변위를 주고자할 때, 여섯가지 외력에 요구되는 작용시간을 Jacobi Iteration 방법과 Gauss-Seidel Iteration 방법으로 구하는 알고리즘을 제시하였다(D.V. Griffiths and I.M. Smith, 1991).
이 연구는 국내에서 생산되고 있는 철근이 반복하중을 받는 경우의 파괴 특성에 대한 검증을 목적으로 한다. 이 논문은 철근콘크리트 하부구조(파일과 교각)에 배근된 축방향 철근에 대한 저주파 피로 거동을 다루었다. 전체 81개의 철근 실험체에 대하여 변형률 진폭에 따른 반복 축방향 변형률 제어 방식으로 저주파 피로 실험을 수행하였다. 실험 변수는 인장변형률과 압축변형률의 비율, 축방향 철근의 항복강도, 철근지름에 대한 철근길이의 비율, 철근의 크기와 변형률 진폭으로 선택하였다. 이 논문에서 실험 결과에 따른 저주파 피로 거동과 저주파 피로 수명을 분석하였다.
본 연구에서는 국산 PS 강봉의 직경, 반복최소응력 및 반복최대응력 등을 실험변수로 하여 직접 인장 피로실험을 수행하였다. 정적 인장실험 결과, 국산 PS 강봉의 응력 - 변형률 곡선과 극한강도 등을 얻었다. 또한, 피로실험에서의 특징적인 실험결과는 PS 강봉의 직경은 피로 수명에 중요한 인자가 아니며, 반복 최소응력의 크기는 국산 PS 강봉의 피로수명에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 피로실험결과를 통계 분석하여 PS 강봉의 응력 범위 및 반복 최소응력 등을 변수로 하는 피로강도 예측식을 제안하였다. 피로실험 중, 시편중앙에 설치한 Extensometer를 이용하여, 변형률의 변화를 측정하였으며, 측정된 변형률 변화현상에서 탄성계수의 변화현상을 구하였다. 변형률 증가현상은 3단계의 형태 즉, 초기에 급격한 증가 후 서서히 증가하며 파괴 직전에 급격하게 증가하는 형태로 나타났다. 탄성계수의 변화현상은 변형률 변화현상과 유사하게 감소하는 것으로 나타났으며 응력수준은 탄성계수 변화에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 자동차의 안락성에 큰 영향을 미치는 운전자세와 운전에 따른 피로도를 평가하는 방법에 대해 다루고자 한다. 이러한 피로도를 평가하기 위해서 EMG, ECG와 같은 생리신호를 이용한 정량적인 평가방법과 졸림감 주관적 피로도 등과 같은 정성적인 평가방법을 동시에 수행하였다. 본 실험은 실제 차량에서 동일탄 구간을(호남고속도로 대전-정읍)을 왕복 주행하면서 수행되었으며, 실험에 참여한 인원은 콩 6명이었다. 실험 결과 운전시간이 증가함에 따라 근육의 피로가 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 동시에 졸림감 또한 증가하였다. 운전 자세에 따른 피로도의 평가 결과 졸림감이 중요한 요인으로 나났는데, 이는 안락한 운전자세 뿐만 아니라 안전한 운전을 위해서도 아주 중요한 요인이라 생각된다. 본 연구는 실제 차량을 통탄 피로도의 편가를 하는데 있어서 피로를 평가하는 방법에 대탄 가이드로써 그 역할이 중분하리라 생각이 되며. 무엇보다도 실제 차량에서 실험한 결과 샘플수가적기 때문에 객관적인 결과라고 말하기엔 어렵겠지만, 운전 자세에 따라서 유의한 자이를 보였다.
교량, 도로, 공항 및 해양구조물 등은 반복하중을 받게 되는 대표적 토목구조물이다. 특히 공항이나 도로포장체는 휨에 의한 인장에 의해 파괴되기 때문에 사용재료의 특성에 기초한 피로수명의 고찰은 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 포장 콘크리트의 피로수명을 주요 실험변수에 따라 실험하고 실험방법에 따라 비교 분석하고자 하였다. 피로실험은 쪼갬인장 피로실험 ($\phi150mm{\times}75mm$)과 휨인장 피로실험 ($150mm{\times}150mm{\times}550mm$) 방법을 적용하여 하중재하 속도(1, 5, 10, 20Hz), 하중재하 형상(사각파, 정현파, 삼각파). 시험체의 습윤조건(건조상태 습윤상태) 및 양생기간(28일, 56일)을 주요 실험변수로 하여 수행하였다. 실험결과 하중재하 속도가 느릴수록 피로수명은 현저히 감소하는 것으로 나타났으며, 하중재하 속도가 빠를수록 피로수명은 증가하는 것으로 나타났다. 하중재하 형상에 따라서는 정현파를 기준하여 사각파에서는 피로수명의 급격한 감소를 나타냈으며 삼각파에서는 피로수명이 증가하는 것으로 나타났다 또한, 시험체의 습윤조건에 따라서는 건조상태에 비하여 습윤상태에서는 피로수명이 감소하였으며, 양생기간에 따라서는 재령 28일에서 56일로 증가함에 따라 피로수명이 증가함을 나타내었다.
본 연구에서는 고압산소치료 후 포유동물의 피부에서 Melanin 세포의 생성이 줄어들었음을 이미 보고된 바 있고, 치료 후 전층 피부이식 생존율을 높였고, 또한 인체의 피부 진피층 확인은 더 많은 임상데이터가 필요하나 고압산소치료 후 표피면의 변화는 빠른 시간에 확인 할 수 있다고 판단됨으로 이에 피부진단기의 기준면과의 평행(parallel polarization) 이미지로 피부표피의 변화를 확인 하고자 했다. 본 연구의 고압산소챔버를 활용한 피부표피에 대한 분석 및 실험 결과, 주름살 및 상처(Wrinkle & Scar) 분석에서 피실험자 남자1 3%, 남자2 2%, 여자1 5.9%, 여자2 2.3%로 피실험자 모두 감소 현상을 보여 피부 탄력도가 좋아 지는 효과를 보였다. 피부미백(S-Gray) 분석에서는 피실험자의 피부 표피면의 멜라닌 및 에리즈마 색소의 피부 톤이 남자1 1.1%, 남자2 2.3%, 여자1 4% 로 피실험자 4명 중 3명은 상승 효과를 얻었으나, 피실험자 다른 1명인 여자2는 2.3% 하향의 결과가 나타났다. 홍도(Erythema) 분석, 피실험자 정상인 부위인 D.BLUE/BLUE 값이 남자1 5.6%, 남자2 4.9%, 여자1 17.3%, 여자2 15.3% 증가 현상을 보였으며 남자와 여자의 효과 차이가 10% 이상으로 나타낸 것으로 보아 남자 보다는 여자가 우세한 것으로 판단되었으며, 비정상인 에리즈마 색소(민감도)의 비정상인 부위인 YELLOW/RED 컬러 값에서 남자1 5.2%, 남자2 5%, 여자1 9.2%, 여자2 4.5% 감소 하였음을 보였다. 이에 피실험자 모두 에리즈마인 민감성 산소치료에 따른 피부에 미치는 영향이 효과가 있는 것으로 판명되었다.
본 연구에서는 국내에 적용된 강바닥판의 데크플레이트와 종리브 현장 연결 스캘럽부의 구조상세를 검토하고 실험체를 제작하여 정적재하실험 및 피로실험을 실시하였다. 또한 FEM 해석을 통하여 스캘럽 길이, 스캘럽 곡률반경, 데크플레이트 두께 등과 같은 매개변수가 종리브 스캘럽부의 응력에 미치는 영향을 살펴보았으며, 이를 통하여 스캘럽부에 대한 S-N선도를 추정하였다. 피로실험을 수행한 결과, 낮은 응력수준에서는 스캘럽부에서 피로균열이 발생하였고, 높은 응력수준에서는 핸드홀 덮개판의 파괴 후에 종리브의 갑작스런 파괴가 일어났다. 피로실험결과를 JSSC 피로등급과 Shigley와 Juvinall이 제안한 방법에 의한 피로강도와 비교검토한 결과, 데크플레이트와 종리브 현장연결 스캘럽부는 규정된 피로등급를 만족하였다.
본(本) 논문(論文)에서는 휨하중을 받는 콘크리트의 피로특성 및 피로신뢰성이 연구(硏究)되었다. 콘크리트보에 대한 피로실험이 수행되었으며, 피로하중은 4 점하중 상태로 작용되었다. 본(本) 실험결과(實驗結果)로부터 S-N 관계가 얻어졌으며, 콘크리트의 휨피로 강도를 예측하기 위한 공식(公式)이 도출되었다. 또한 본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트의 휨피로에 대한 확률론적 해석방법이 제안되었다. 본(本) 연구결과(硏究結果) 콘크리트의 피로거동을 서술하는 데는 Weibull 분포가 적절한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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