• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.532-542
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• 2018

자기부상열차는 비접촉자기부상과 안내 및 추진 시스템을 이용하므로 안전한 고속주행이 가능할 뿐만 아니라 진동이 적으므로 주행안정성에도 탁월하다. 최근 우리나라도 자기부상열차개발을 국가성장산업으로 지정하면서 자기부상열차의 시범제작과 시범운행을 시도하였으며 이에 대한 연구와 투자가 진행되고 있다. 본 연구는 고속주행으로 발생하는 각 모듈의 동적 응답의 상호관계를 분석하는 것이 연구목적이므로 주행속도, 노면조도, 현가장치의 물성치, 교량거더의 강성비 등 동적효과에 영향을 주는 주요변수들의 변화에 따라 동적응답들의 상호관계를 연구범위로 선택하였다. 따라서 콘크리트 박스거더교를 교량모델로 선택하였고 국내 생산중인 부상열차와 레일형식을 각각 이동열차하중과 가이드웨이 해석모델로 선택하였다. 해석결과 처짐 제한을 2000분의 L로 제시한 단면을 가진 자기부상열차용 교량의 고유진동수는 일반교량에 비해 높다는 것을 알 수 있다. 일반교량구조에서와 같이 자기부상열차용 철도교도 이동속도에 따른 거더의 동적응답은 속도에 비례하여 크게 증가함을 알 수 있다. 설계기준은 이동속도와 관계없이 10%의 충격계수로 동적효과를 나타내므로 설계기준의 값과 적용범위는 검증이 요구된다. 거더의 동적응답은 시속 240km/h에서 극대 값을 가지며 이후 속도증가에 따라 비례하여 증가함을 알 수 있다. 본 연구의 해석결과들은 자기부상열차용 철도교 설계에 적용할 수 있으며 설계기준을 확인하거나 검증할 때 기본 자료를 제공해 줄 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.385-392
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• 2014

동바리 되세우기 공법은, 타설되는 층의 바로 아래 바닥판을 지지하는 동바리를 임시 제거한 후 다시 동바리를 설치하는 방법으로, 각 층의 바닥판이 자신의 하중을 스스로 지지하게 유도함으로써 아래 층 바닥판의 시공 하중을 경감시켜 시공 중 안전성을 향상시킬 수 있다. ACI 347.2R-05에서 제안한 단순 해석 결과, 되세우기를 하지 않은 경우에 비해 바닥판과 동바리 시공하중은 각각 40%와 23% 저감되고, 동바리와 거푸집 물량은 각각 40%, 50% 절감 가능한 것으로 평가되었다. 현장 계측 결과, 되세우기를 실시한 층의 바로 아래 층의 동바리에는 상부 층 되세우기 작업 전에 비해 50%의 하중 저감이 발생하였다. 또한 되세우기를 실시하지 않은 영역의 동바리 하중에 비해 되세우기 작업 후 35%의 하중 저감이 발생되었다. 동바리 되세우기를 실시한 층의 상부 보 처짐은 최대 L/5000이 발생하였으며, 주철근의 변형률은 항복변형률 대비 3.6%가 발생하였다. 따라서 N+1층 콘크리트 타설 직전에 동바리 되세우기를 실시하는 것은 구조물의 안전성과 사용성에 문제를 야기하지 않을 것으로 판단된다. 계측된 동바리 하중을 통해 바닥판에 작용되는 최대 시공하중을 예측하면 1.52D로 ACI 347.2R-05의 단순 해석 결과인 1.38D와 유사하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.163-172
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• 2011

CFTA 거더는 아치형상을 갖는 콘크리트 충전 강관구조이며 초기처짐 및 공용 중 응력제어를 위해 외부긴장재를 배치한 거더 형식이다. 본 연구에서는 차량진행에 따른 거더의 동적거동에 긴장재가 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 유한요소 프로그램을 이용하여 거더 및 긴장재 등을 수치모델링하였으며 긴장재의 양과 긴장력을 다양한 값으로 변화시켰다. 차량하중은 도로교설계기준의 DB-24 하중을 고려하였으며 3축-2트랙으로 모델링하였다. 차량하중은 등가절점하중으로 적용시켰으며 차량하중의 이동은 차량통과 시간 및 절점수를 고려한 각 절점에서의 시간함수로 나타내었다. 차량속도는 40 km/hr에서 100 km/hr까지 20 km/hr씩 증가시켰다. 해석결과 긴장재의 긴장력 변화는 거더의 동적거동에 영향을 주지않았으며 초기처짐에만 영향을 주었다. 긴장재의 양에 따라서는 거더의 동적거동이 다르게 나타났으며 긴장재의 양이 적을수록 동적처짐은 증가하였다. 이를 바탕으로 거더의 동적증폭계수(DAF)를 산출하였으며 긴장재가 없는 경우에도 AASHTO LRFD와 도로교 표준시방서에서 정한 기준값보다 매우 작은 안정적인 거동을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.319-332
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• 2004

복합재료(FRP)는 재료적 고비강도, 고내구성 등으로 인하여 건설분야에 널리 사용되고 있어, 본 연구에서는 인발성형된 FRP 바닥판의 형상최적설계를 수행하였다. 최적설계의 정식화에서 목적함수는 단위모듈의 체적을 최소화하도록 하였으며, 설계변수는 바닥판 단면의 기하적 치수와 재료적 물성을 사용하였다. 반면 바닥판의 성능을 최대한 효율적으로 설계하기 위하여 설계 제약조건으로 처짐규정, 재료파괴 기준, 좌굴하중, 바닥판 최소두께와 응력을 사용하였다. 단면형상의 효율적 결정과 시공성을 고려하여 구조적 보조부재를 포함하지 않는 튜브 모양의 형상으로 제한하였으며, 최적화 알고리즘은 Index기법을 적용하여 수렴성을 극대화한 개선된 GAs를 사용하였다. 상용 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였고, 구조해석 결과를 최적화 과정에 필요한 제약조건으로 활용하고, 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 개발한 최적화 프로그램을 검증하기 위하여, 40m의 지간, 폭 12.14m에 주형 간격이 2.5m인 단순교를 대상으로 하였으며, 도로교 설계 기준을 만족하는 DB-24하중을 적용하였다. 복합재료의 재료로 E-glass섬유를 사용하였으며, 최적설계를 수행한 결과 인발성형공법에 의한 실용적인 단면을 제안하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.406-414
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• 2017

An experimental study in a recirculating water channel was carried out to investigate the effect of large coherent structures to the skin friction on a flat plate. Particle Image Velocimetry (PIV) technique was used to quantify characteristic features of coherent structures growing to the boundary layer. In the PIV measurement, it is difficult to calculate the friction velocity near the wall region due to laser deflection and uncertainty so that Clauser fitting method at the logarithmic region was adopted to compute the friction velocity and compared with the one directly measured by the dynamometer. With changing the free-stream velocity from 0.5 m/s to 1.0 m/s, the activity of coherent structures in the logarithmic region was increased over three times in terms of Reynolds stress. The flow field was separated by Variable Interval Time Averaging (VITA) technique into the weak and the strong structure case depending on the existence large coherent structures in order to validate its effectiveness. The stream-wise velocity fluctuation was scanned through at the boundary thickness whether it had a large deviation from background flow. With coherent structures connected from near-wall to the boundary layer, mean wall shear stress was higher than that of weak structure case. Proper Orthogonal Decomposition (POD) analysis was also applied to compare the energy budget between them at each free-stream velocity.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.173-183
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• 2010

본 논문은 I형 강재와 프리캐스트 콘크리트 바닥판으로 구성된 비합성 합성아치 생태교량에 대한 해석 및 실험 연구이다. 범용유한 요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 단위거더, 단위합성거더, 3거더 아치, 3거더 합성아치 등 4종류의 해석모델이 검토되었으며, 해석 결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 3거더 합성아치 모형실험체에 설치될 응력 및 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 본 연구의 정적파괴 하중실험에 사용된 실험체는 3개의 I형강 거더와 14개의 PC패널로 구성되어 있다. 모형실험체 정적파괴실험결과로부터 강거더 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 유한요소해석을 통해 얻어진 정적하중과 17%정도의 차이를 나타내고 있으며, 실험체 파괴하중은 1,961kN으로 AASHTO LRFD 교량설계기준 (2007)의 단면 소성모멘트를 이용한 작용가능하중은 1,380kN으로 본 실험체는 충분한 내하력을 나타내고 있다. 해석결과와 실험결과를 토대로 새로운 형식의 비합성 합성아치 교량의 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.45-51
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• 2016

The purpose of this study is to investigate the influence of train-induced end rotation of simple supported track girder on the performance of a direct fixation track system (DFTS) in Yeongjong grand bridge. In this study, the influences of deflection of a DFTS and track girder on dynamic rail-track girder interaction forces for the track girder ends currently employed in airport express lines were assessed by performing field tests using actual vehicles running along the service lines. Therefore, the dynamic displacement of rail and track girder and the fastener stress on the center and ends sections of DFTS were measured for two different trains (AREX and KTX) running in Yeongjong grand bridge. A three-dimensional finite element analysis (FEA) model using the time-history function based on the design wheel load was used to predict the train-induced track and track girder displacement, and the FEA and field test results were compared. The analytical results reproduced the experimental results well within about 3-7% difference in the values. Therefore, the FEA model of DFTS on track girder is considered to provide sufficiently reliable FEA results in the investigation of the behavior of DFTS. Using the analytical and experimental results, the influence of train-induced end rotation of simple supported track girder on the interaction behavior of rail and track girder installed on a simple supported track girder ends, i.e., upward displacement of rail-track girder and the fastener stress, was investigated. It was found that the train-induced end rotation effect of track girder was not significantly affected by the upward displacement of rails and the fastener stresses of track girder ends. Further, the interaction behavior of rail and track girder were similar to or less than that of the general railway bridge deck ends, nevertheless the vertical displacement of track was higher than that of conventional DFTS on the general railway bridge. From the results, the dynamic responses of the DFTS on track girder ends were not significantly affected by the safety and stability of DFTS ends.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.201-209
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• 2002

Crib wall system은 일반적으로 segmental crib type의 옹벽형식으로 stretcher라는 전 후면 가로보와 세로 방향으로 header라는 버팀보를 연속적으로 쌓아 올리는 공법이다. 이때, stretcher와 header로 구성된 골격 내부에는 흙으로 속채움을 하여 다져, 본 구조체가 일체거동이 가능한 강성체(rigid body)를 형성시킴으로써 배면의 토압에 대하여 저항하는 구조물이다. 따라서, 안정성 해석은 일반적으로 기존의 철근콘크리트 옹벽과 같이 전체 옹벽이 하나의 강성체로 작용한다고 가정하여 토압이론에 의하여 평가하고 있다. 그러나, 변형문제에 있어서 본 구조물은 단순히 하나의 구조체로 가정하여 해석하기가 곤란하다. 왜냐하면, stretcher와 header는 일반 보강토옹벽의 전면 벽체 부재와는 달리 뒷채움재 내에 어떠한 인장 보강재도 삽입되지 않기 때문에 독립된 변위거동을 나타낸다. 또한, 각각의 독립부재로 구성된 재료와 내부채움재의 힘과 변형은 3차원적으로 거동하며 수평토압에 의하여 복합적인 상호거동을 일으키기 때문이다. 따라서, 본 연구는 Crib wall system의 변위경향을 보다 엄밀하게 해석하기 위하여 Brandl(1985)의 full scale 시험 결과를 바탕으로 수치해석 모델을 제시하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제29권1호
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• pp.233-248
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• 1991

The purpose of this study was to qunatatively analyze the stress patterns induced in the abutment, superstructure, supporting bone and to determine the deflection of abutment and superstructure by appling occlusal force to natural teeth supported fixed prostheses and implant-supported fixed prostheses. The analysis has been conducted by using the two dimensional finite element method. The implant and natural tooth-supported bridge has a first molar pontic supported by mandibular second bicuspid and implant posterior retainer, which were rigidly(Model A) or flexible(Model B). The natural teeth-supported bridge has a first molar pontic supported by mandibular second bicuspid and second molar, which were rigidly splinted together(Model C). 63.5kg(Load P1) of localized load on central fossa of first molar pontic and 24kg(Load P2) of distributed load on each occlusal surface were applied respectively. 1. The coronal portion of premolar pontic and posterior abutment in fixed partial denture deflected inferiorly in order of Model B, Model C and Model A under Load P1 and Load P2. 2. Mesial displacement of the coronal portion of premolar showed in Model A, Model B and Model C under Load P1, but mesial displacement of that in Model B and distal displacement of that in Model A and Model C showed under Load P2. 3. Mesial displacement of the coronal portion of the pontic and distal displacement of the coronal portion of posterior abutment showed in Model A, Model B and Model C under Load P1 and Load P2. Displacement in the case of Model B was greater than that of Model A and Model C. 4. In the case Model A under Load P1 and Load P2, high stress apically was concentrated in the mesiocervical portion of the posterior abutment than in the disto-cervical portion of the premolar. 5. In the case of Model B under Load P1 and Load P2 high stress was concentrated in the case of the premolar than in that of posterior abutment and high stress especially was concentrated in the connected portion of pontic and posterior abutment. 6. In the case of Model C under Load P1 and Load P2, high stress was concentrated in the distal area of the cornal portion of premolar and the mesial area of the coronal portion of posterior abutment, and stress pattern was anteroposterially symmetric around the pontic. 7. Load P1 and Load P2 compared, stress magnitude was different but stress pattern was similar in Model A, Model B and Model C. 8. Under Load P1 and P2, stress magnitude in the mesial distal portion and the portion of root apex of the posterior abutment was in order of Model B, Model A and Model C.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.491-499
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• 2002

직교이방성 적층평판해석을 위해 퇴화 쉘요소에 기초를 둔 p-version 유한요소법이 제안되었다. 이 모델의 비선형 정식화과정에서 기하비선형의 경우 von Karman의 대변형-소변형률 가정을 설명하기 위해 Total Lagrangian 방법이 채택되었으며, 재료비선형의 경우 Huber-Mises의 항복기준과 변형률경화 항복함수에 근거를 둔 Prandtl-Reuss 유동법칙이 사용되었다. 재료모델은 이방성을 표현하는 매개변수에 의해 이방겅재료를 고려할 수 있도록 하였다. 적층평판이론으로는 전단변형 효과를 고려할 수 있는 등가단출이론(ESL Theory)에 기초를 두었기 때문에 두 적층간 계면에서의 전단변형률은 연속이라는 조건을 갖게된다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되었으며 형상함수의 차수는 1차에서 10차까지 변화시킬 수 있다. 또한, Causs-Lobatto 수치적될법을 사용하기 때문에 기존의 가우스 적분점에서 계산되던 응력값은 이 적분법의 적분점이 절점에 위치하므로 절점에서 바로 응력값이 산출되도록 하였다 극한하중 수렴성, 비선형 효과, 소성역의 형상 등의 비교관점을 통해 p-version 유한요소 모델의 적정성을 보이고자 하였다.