• Tribology and Lubricants
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• 제38권5호
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• pp.179-184
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• 2022

The power train of transmission for 21-ton grade wheel excavator makes use of a complex gear train composed of a planetary and helical gear system to drive the wheel excavator by transmitting power to the axle. The complex gear train with a shift mode is an important part of the transmission because of strength problems in an extreme environment. To calculate the specifications of the complex gear train and analyze the gear bending and compressive stresses of the complex gear train, this study analyzes gear bending and compressive stresses accurately for the optimal design of the complex gear train with respect to cost and reliability. In this article, the gear bending and compressive stresses of the complex gear train are calculated using the Lewes and Hertz equation. Evaluating the results with the data of the allowable bending and compressive stress from the stress and number of cycles curves of the gears verified the calculated specifications of the complex gear train. A computer structure analysis is performed with the 3D model of the planetary and helical gears to analyze the structure strength of the complex gear train. The results demonstrate that the durability and strength of the complex gear train are safe, because the safety factors of the bending and compressive stresses are more than 1.0.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-13
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• 2019

최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 국지성 집중호우의 피해가 증가함에 따라 초기 우수에 대응할 수 있는 시설물 설치가 필요한 실정이다. 이를 위해, 빗물을 직접 유출하지 않고 저류 시키는 저영향 개발(Low Impact Development)기법을 적용한 시설물 설계 및 수치모형을 이용한 유출저감효과 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 유출저감효과에 대한 검토만 수행된 반면, 시설물에 유입되는 유량에 의한 흐름특성 변화 검토 및 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 LID 기법이 많이 적용되고 있는 회전교차로를 대상으로 하여, 회전교차로 내의 우수저류조의 관망시스템의 안정성 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 우수저류조의 최적의 설계방안 도출을 위하여 우수저류조의 수를 증가하여 용량증가에 따른 유속과 동압의 변화를 검토하고 설계기준과 비교하였다. 우수저류조의 제원 및 유입유량은 선행연구에서 제시된 값을 적용하여 수치모의를 수행한 결과, 유속은 저류조 설치개소 수가 증가할수록 빨라지는 것을 확인하였고, 대부분 설계기준 범위 안에 유속이 형성되는 것을 확인하였다. 다만 추가 저류조가 3개 이상일 경우는 추가저류조관에서 유속이 3.44 m/s가 발생하여 설계유속의 허용범위를 초과하였고, 유속의 증가율도 일정해지는 것으로 나타났다. 난류강도 및 바닥전단력 비교의 경우, 저류조 설치 개소수가 증가함에 따라 바닥전단력이 한계소류력보다 크게 나타나 유입토사의 침전은 발생하지 않을 것으로 예상되나 난류강도의 크기가 작아져 플록(Floc)형성으로 인한 토사 침전이 발생할 수 있음을 고려해야한다. 최종적으로 유속을 이용한 동압 산정 결과를 우수관 설계에 일반적으로 사용되는 압력관의 허용내압과 비교하였을 경우, 동압이 허용내압보다 작게 나타났다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 우수저류조 제원으로 설계할 경우 추가 저류조를 2개까지 설치하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 저류조를 계속하여 설치하게 되면 배수가 원활해져 관내 유속이 빨라지고, 유속증가로 인하여 관의 마모손상 등의 문제가 일어날 수 있기 때문이다. 그러나 본 연구는 저류조의 제원 및 우수의 유입량을 가정하였고, 단순히 저류조를 추가하여 저류조 설계방안을 도출한 한계점이 있어 향후에는 다양한 저류조 형태 및 우수유입 시나리오를 적용하여 검토한다면 보다 효율적인 설계방안 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권4호
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• pp.446-455
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• 2015

국내외 기계등급제재목(구조재 및 층재)의 등급기준 및 설계강도 산출방법을 비교 분석하고 국내 제재산업 실정을 고려한 평균 탄성계수(modulus of elasticity, 이하 MOE) 기준방법 적용을 제안하였다. 먼저 올바른 기계등급제재목 기준 정착을 위해 기계등급구조재와 기계등급층재의 공통점과 차이점을 설명하였다. 최소 고정 MOE 기준 등급을 사용하는 국내 기준은 등급구분에는 편리하나 휨강도(modulus of rupture, 이하 MOR) 예측과 자원이용도 측면에서는 효율성이 낮은 것으로 파악되었다. 해외에서 사용되는 평균 MOE 기준 방법은 초기 컴퓨터 기반 작동을 요구하나 MOR-MOE 직선회귀에 근거한 합리적인 MOR 예측과 품질관리 측면에서 효율성이 높은 것으로 분석되었다. 무엇보다도 현 국내 기계등급구조재 등급체계는 수종별 강도 특성을 반영하지 못하고 있다는 것이 가장 큰 문제점으로 분석되었으며 이러한 결과를 기반으로 MOR-MOE 직선회귀분석에 근거한 기계등급제재목 등급기준 및 기준설계값 산출방법 적용을 제안하였다. 이를 통하여 궁극적으로 부가가치가 높은 국산 기계등급구조재 생산 활성화를 이루고, 기계 등급구조재의 층재 전용 가능에 따른 구조용 집성재 가격경쟁력 제고 효과를 얻을 수 있다고 사료되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.109-116
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• 1988

구조(構造)의 강도(强度)와 하중(荷重)은 시간(時間)이 경과함에 따라 변하며 확률과정(確率過程)이 된다. 이들의 상호관련성(相互關聯性)으로부터 신뢰도(信賴度)의 추정(推定)이 가능하다. 따라서 안정성(安定性)을 확보(確保)하기 위한 안전(安全)의 여유를 고려하는 경우 허용응력(許用應力)은 신뢰성(信賴性)에 근거한 안전율(安全率)로부터 구하는 것이 합리적(合理的)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 장기적(長期的)으로 피로하중(疲勞荷重)을 받는 철도(鐵道)레일을 대상(對象)으로 해서 신뢰성(信賴性)의 지표(指標)인 파괴확률(破壞確率)을 구하는 방법(方法)을 적용(適用)해 보았다. 신뢰도(信賴度)의 추정(推定)에 있어서 모수(母數)의 추정(推定)이 어려운 경우 파괴확률(破壞確率)의 수치계산(數値計算)은 의미가 없다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 상대적(相對的)인 신뢰성(信賴性)을 구하는 관용설계법(慣用設計法)이 제안(提案)되었다. 본(本) 연구(硏究)에서는 Cornell의 관용설계법(慣用設計法)을 적용(適用)하였다. 불확정요소(不確定要素)로서는 강도(强度)와 하중(荷重)의 변동계수(變動係數)를 사용하였고 이들의 파괴확률(破壞確率)에 대한 영향과 신뢰성(信賴性)에 근접(根接)한 안전율(安全率)을 검토하였다. 본(本) 연구(硏究)의 결과는 다음과 같다. 신뢰성(信賴性)에 있어서 용접재(鎔接材)는 강도변동(强度變動)의 영향을 크게 받고 모재(母材)는 하중변동(荷重變動)의 영향을 크게 받았다. 신뢰도(信賴度)에 근접(根接)한 안전율(安全率)로 구한 허용응력범위(許用應力範圍)는 안전측(安全側)에 있음을 확인(確認)하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.43-52
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• 2019

지하철 정거장의 하부에 비개착공법 적용하여 안정성 영향분석을 위하여 유한요소 변위 해석, 유한요소 응력해석, 강관추진 진행 과정에 따른 변위, 내부 굴착에 따른 변위 및 강관의 응력변화, 지반의 물리적 특성인 탄성 및 탄소성 이론 등을 도입하였다. 구조적으로 적당한 미소 요소로 분할해서 각 요소가 유한개의 점으로 연결되는 요소로 가정한 모델로 하여 수치적 해석을 통하여 비개착공법 적용시 구조물 안정성에 미치는 영향을 국토교통부와 외국 자료를 근간으로 한 구조물 관리기준과 비교 검토하였다. 그 결과 최대 변위 7.21 mm가 발생되어 허용변위 기준(25.00 mm) 이내, 최대 각 변위는 1/3,950으로 허용 각변위 기준(1/500) 이내, 비개착공법 강관다발 구조체의 최대 휨압축응력량도 70.29 MPa로 허용기준(210.00 MPa) 이내로 분석되었고, 최대 전단응력량은 47.38 MPa로 허용기준(120 MPa) 이내로 분석되어 유한요소 해석결과, 설계 및 시공 안정성을 검증하였다.

• 토지주택연구
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• 제3권3호
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• pp.279-286
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• 2012

뢰성에 기반한 한계상태설계법은 국제표준화기구인 ISO뿐만 아니라 국내의 각종 건설관련 기준에서도 적용되는 등 국내외적으로 기존 허용응력설계법을 대체하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 국내에서 건축물의 기초로 많이 사용되고 있는 PHC 매입말뚝을 대상으로 한계상태설계법의 일종인 LRFD 설계정수를 제안하였다. PHC 매입말뚝의 LRFD 설계정수를 제안하기 위해 81개의 현장 동재하 시험자료와 이들 말뚝에 대한 지지력 설계(Meyerhof 설계법, SPT-CPT 전환 설계법) 자료를 분석하고 목표 신뢰도 지수 2.33과 3.0에 대해 하중저항계수를 제시하였다. PHC 매입말뚝의 저항계수는 목표 신뢰도 지수에 따라 Meyerhof 방법, SPT-CPT 전환법은 각각 0.36~0.44, 0.24~0.31을 나타내었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.407-424
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• 2016

This study tests ten full-size simple-supported beam specimens with the high-strength reinforcing steel bars (SD685 and SD785) using the four-point loading. The measured compressive strength of the concrete is in the range of 70-100 MPa. The main variable considered in the study is the shear-span to depth ratio. Based on the experimental data that include maximum shear crack width, residual shear crack width, angle of the main crack and shear drift ratio, a simplified equation are proposed to predict the shear deformation of the high-strength reinforced concrete (HSRC) beam member. Besides the post-earthquake damage assessment, these results can also be used to build the performance-based design for HSRC structures. And using the allowable shear stress at the peak maximum shear crack width of 0.4 and 1.0 mm to suggest the design formulas that can ensure service-ability (long-term loading) and reparability (short-term loading) for shear-critical HSRC beam members.

• 상하수도학회지
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• 제22권6호
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• pp.609-617
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• 2008

Water pipes are supposed to deliver the predetermined demand safely to a certain point in water distribution system. However, pipe burst or crack can be happened due to so many reasons such as the water hammer, natural pipe ageing, external impact force, soil condition, and various environments of pipe installation. In the present study, the reliability model which can calculate the probability of pipe breakage was developed regarding unsteady effect such as water hammer. For the reliability model, reliability function was formulated by Barlow formula. AFDA method was applied to calculate the probability of pipe breakage. It was found that the statistical distribution for internal pressure among the random variables of reliability function has a good agreement with the Gumbel distribution after unsteady analysis was performed. Using the present model, the probability of pipe breakage was quantitatively calculated according to random variables such as the pipe diameter, thickness, allowable stress, and internal pressure. Furthermore, it was found that unsteady effect significantly increases the probability of pipe breakage. If this reliability model is used for the design of water distribution system, safe and economical design can be accomplished. And it also can be effectively used for the management and maintenance of water distribution system.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권4호
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• pp.45-52
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• 2023

This study was conducted to examine the possibility of use as a structural material for ginseng cultivation facilities of recycled plastics. In order to determine the possibility that recycled plastic can replace timber used as a structural material for ginseng cultivation facilities, the specimens collected by elapsed time were compared with timber through bending tests. In addition, in order to analyze the effect of external environmental conditions on recycled plastic products, bending test was conducted with the specimens that had completed weathering test and accelerated heat aging test respectively. As a result, the bending strength of recycled plastic specimens with the elapsed time of 360 days was lower than that of timber. But bending strength of recycled plastic specimens exceeded the design allowable stress standard set by the Korea design standard (MOLIT, 2016). There was no degradation in quality of recycled plastic due to the external environment, and it was found that there would be no problem even if it was used as a structural material for ginseng cultivation facilities.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권2호
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• pp.29-40
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• 2018

Strength design wind loads for the wind resistance design of structures shall be evaluated by the product of wind loads calculated based on the basic wind speed with 100 years return period and the wind load factor 1.3 specified in the provisions of load combinations in Korean Building Code (KBC) 2016. It may be sure that the wind load factor 1.3 in KBC(2016) had not been determined by probabilistic method or empirical method using meteorological wind speed data in Korea. In this paper, wind load factors were evaluated by probabilistic method and empirical method. The annual maximum 10 minutes mean wind speed data at 69 meteorological stations during past 40 years from 1973 to 2012 were selected for this evaluation. From the comparison of the results of those two method, it can be found that the mean values of wind load factors calculated both probability based method and empirical based method were similar at all meteorological stations. When target level of reliability index is set up 2.5, the mean value of wind load factors for all regions should be presented about 1.35. When target level of reliability index is set up 3.0, wind load factor should be presented about 1.46. By using the relationship between importance factor(conversion factor for return period) and wind load factor, the return periods for strength design were estimated and expected wind speeds of all regions accounting for strength design were proposed. It can be found that return period to estimate wind loads for strength design should be 500 years and 800 years in according to target level of reliability index 2.5 and 3.0, respectively. The 500 years basic wind speed map for strength design was suggested and it can be used with a wind load factor 1.0.