• 제목/요약/키워드: Design Durability

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무가선 트램용 매립형궤도 아스팔트 포장층의 부착특성 및 변형발생특성 분석 (Investigation of the Bond and Deformation Characteristics between an Asphalt layer and a Concrete Slab used as the Trackbed Foundation of an Embedded Rail System for Wireless Trams)

  • 조호진;강윤석;이수형;박재범;임유진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.224-233
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    • 2016
  • 무가선 트램 궤도구조는 도심지 가로망 내에 구축되는 관계로, 포장면 레벨 및 평탄성 확보를 위하여 기존 도로포장면과 동일하게 아스팔트 포장 덧씌우기 형태로 콘크리트 슬래브 상에 포설하게 된다. 그러나, 이들의 거동특성이 분명하게 파악된 바 없다. 본 연구에서는 무가선 트램용 매립형궤도 기초구조를 구성하는 아스팔트 포장층의 복합포장단면 내 거동특성을 분석하기 위하여 이들 이질 궤도 구성층재료 사이의 인장부착강도와 전단부착강도 파악을 위한 실내시험을 실시하였다. 이러한 실내부착강도 시험을 위하여 콘크리트 슬래브와 상단 아스팔트 포장층 사이에 사용할 부착재료를 선정하고 이에 따른 부착방식을 결정하였다. 트램용 매립형궤도 구성층 사이의 인장부착강도와 전단저항 실내시험결과로부터 공용성 및 내구성 확보를 위한 가장 핵심적인 설계 파라미터를 추출할 수 있었다. 또한 복합단면에 대한 유한요소해석으로부터 층간경계부에서의 인장변형률 특성을 분석하였다.

이형 GFRP Rebar로 보강된 보의 유효단면이차모멘트 산정식 제안 (New Suggestion of Effective Moment of Inertia for Beams Reinforced with the Deformed GFRP Rebar)

  • 심종성;오홍섭;주민관;임준현
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.185-191
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    • 2008
  • 최근 콘크리트 열화와 같은 문제를 근본적으로 해결하기 위해 고내구성을 보유한 콘크리트구조물의 장수명화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 신설 구조물로의 철근대체 FRP rebar를 적용한 고내구성 콘크리트구조물에 대한 연구 개발 및 활용이 점차 증가되는 추세이다. 이에 대해 콘크리트구조물의 경제적인 측면에서 적용 가능한 FRP rebar로서는 GFRP rebar가 주목을 받고 있으며 그 사용성 또한 증대되고 있다. 하지만 GFRP rebar로 보강된 콘크리트구조물에 대한 휨모멘트 성능은 이미 그 우수성이 구명되어 있으나 GFRP의 단점 중 하나인 처짐에 대한 사용성 측면은 개선되어야 할 점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 개발된 이형 GFRP rebar로 보강 콘크리트 보 구조물의 처짐 거동 예측을 위해 기존의 유효단면이차모멘트 제안식들과 비교 분석을 실시하였으며, 그 결과 기존의 유효단면이차모멘트 산정식은 균열모멘트 이후 극한모멘트의 50% 수준까지의 유효단면이차모멘트는 비교적 정확히 예상할 수 있었으나 이후에는 실제 유효단면이차모멘트보다 다소 높은 값을 나타냄으로써 최종 파괴시까지의 처짐량을 과소평가하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 탄성계수 환산비를 적용한 보강비를 사용한 Toutanji et al. (2000)의 유효단면이차모멘트 제안식을 바탕으로 이형 GFRP rebar로 보강된 콘크리트보에 대한 유효단면이차모멘트 제안식을 도출하였으며, 그 결과 제안된 식을 적용하여 각 시험체의 시험데이터와 비교 분석을 통하여 최종 파괴시까지의 하중-처짐 관계를 비교적 정확히 예측할 수 있는 것으로 분석되었다.

AHP를 활용한 해양관광지개발지표 중요도 연구 (A Study of the Development of Marine Tourism Destination Indicators Importance which Applies AHP)

  • 김혜영;안형순
    • 한국지역지리학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.763-773
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    • 2009
  • 본 연구는 보전중심적 해양관광지개발계획 수립을 위한 개발 방향 및 자원 시설개발의 기준설정을 위한 기초자료자로서, 해양관광지개발계획에서 필요한 계획지표의 도출과 지표의 우선순위 등에 대한 고려를 통해 보전 중심적 해양관광지 개발에 활용하고자 한다. 본 연구의 분석결과는 살펴보면 다음과 같다. 해양관광지개발지표의 세부기준이자 대안인 4개 측면에 대한 분석결과는 환경적 측면, 사회문화적 측면, 관리운영적 측면, 경제적 측면 순으로 나타났다. 이러한 결과는 지역의 자연환경에 대한 고려 없이 시설위주의 무분별한 계획으로 인해 지역문화 및 환경훼손으로 인해 지역발전보다는 저해요소로 작용되는 문제점을 해결하기 위한 대안으로 환경적 측면이 중요하게 인식된 것으로 판단된다. 또한 대안의 세부요소이자 세부대안인 13개 항목의 중요도 및 우선순위 결과를 살펴보면, 자원사용지속성, 주변환경개선, 수용력, 문화보전 및 전승, 삶의 질 향상, 자원이응안정성, 관광지품질관리, 주민역량강화, 주민소득향상, 홍보마케팅, 공공부문역할, 지역산업증대, 고용창출 순으로 나타났다. 단순히 자연환경을 훼손하지 않는 차원의 환경적 측면을 고려한 개발보다는 지역의 전반적인 자원을 최대한 보전하면서 하드웨어 중심의 계획보다는 소프트웨어 중심적 계획이 이루어져야 할 것이다.

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Analysis of the PTO Torque of a Transplanter by Planting Condition

  • Kim, Wan Soo;Chung, Sun Ok;Choi, Chang Hyun;Cho, Jong Seung;Choi, Dug Soon;Kim, Young Joo;Lee, Sang Dae;Hong, Soon Jung;Kim, Yong Joo;Koo, Seung Mo
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제41권4호
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    • pp.313-318
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    • 2016
  • Purpose: This study measured and analyzed the PTO (power take off) torque of a transplanter according to the planting conditions during field operation. Methods: A torque measurement system was constructed with torque sensors to measure the torque of a PTO shaft, a measurement device to acquire sensor signals, and a power controller to provide power for a laptop computer. The field operation was conducted at four planting distances (26, 35, 43, and 80 cm) and two planting depths using the transplanter on a field with similar soil conditions. One-way ANOVA with planting distance and Duncan's multiple range test at a significance level of 0.05 were used to analyze the PTO torque. The torque ratio was calculated based on the minimum torque using the average PTO torque measured under each planting condition. Results: The average torques on the PTO shaft for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a low planting depth were 11.05, 9.07, 7.04, and 3.75 Nm, respectively; the same for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a middle planting depth were 12.20, 9.86, 7.94, and 4.32 Nm, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at a low planting depth increased by 88, 142, and 195%, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at the middle planting depth increased by 84, 128, and 182%, respectively. Conclusions: PTO torque fluctuated by planting distance and depth. Moreover, the PTO torque increased for short planting distances. Therefore, farmers should determine the planting conditions of the transplanter by considering the load and durability of the machine. The results of this study provide useful information pertaining to the optimum PTO design of the transplanter considering the field load.

Color Change and Consumer Preferences towards Color of Heat-Treated Korean White Pine and Royal Paulownia Woods

  • Hidayat, Wahyu;Qi, Yue;Jang, Jae Hyuk;Park, Byung Ho;Banuwa, Irwan Sukri;Febrianto, Fauzi;Kim, Nam Hun
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제45권2호
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    • pp.213-222
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    • 2017
  • Heat treatment of wood is an attractive alternative environmentally-friendly treatment to add value of less valuable woods by improving color, dimensional stability, and natural durability. To improve the color properties of Korean white pine (Pinus koraiensis) and royal paulownia (Pauwlonia tomentosa), we treated the woods at $160^{\circ}C$, $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, and $220^{\circ}C$ for 2 hours. Color change after heat treatment was evaluated using the CIE-Lab color system and survey was conducted to determine the consumer preferences towards color of heat-treated wood. Lightness ($L^*$) decreased with increasing temperature and the higher degree of change was obtained in royal paulownia. The red/green chromaticity ($a^*$) in both wood decreased after heat treatment at $160^{\circ}C$, and constantly increased after heat treatment at $180^{\circ}C$ to $220^{\circ}C$. Yellow/blue chromaticity ($b^*$) in Korean white pine tended to increase after heat treatment at $160^{\circ}C$, then decreased gradually afterwards. In royal paulownia, $b^*$ values linearly increased with increasing temperature. Overall color change (${\Delta}E^*$) increased with increasing temperature with higher degree obtained in royal paulownia. Samples with the clamps in both wood species showed lower degree of the change in $L^*$, $a^*$, b and ${\Delta}E^*$. The results of the consumer preferences test showed that the darker colors of heat-treated woods were more preferred by consumers compared to the lighter colors of untreated woods. Consequently, heat treatment could enhance the color properties of Korean white pine and royal paulownia woods for value added products.

열등가회로를 이용한 5 kW 급 영구자석 동기전동기의 정상상태 열 특성 해석 (Steady-state Thermal Analysis of 5 kW IPMSM Using Thermal Equivalent Circuit)

  • 김태현;유영범;나종승;유경태;문윤재;이재헌;이주;박찬배;문승재
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권11호
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    • pp.951-956
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    • 2014
  • 본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 특정 운행조건 중 발생하는 열 발생량에 대해, 열등가회로를 이용하여 정상상태 열 해석을 수행하였다. 최근 전동기는 소형, 경량화되며 극한 운행조건에서도 고출력 밀도를 견뎌야 한다. 특히, IPMSM 의 코일과 영구자석에서 발생하는 과도한 열은 전동기의 출력을 감소시키고, 전동기의 수명에 악영향을 끼치기 때문에 설계단계에서 IPMSM 의 열 해석이 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 열등가회로를 이용하여 IPMSM 의 설계변수 변화에 따라 정상상태 열 해석을 진행하였다. 변화된 설계변수는 하우징의 축방향 길이 그리고 하우징 두께이다. 마지막으로 열등가회로를 이용한 열 해석 결과와 유한요소법을 이용한 열 해석 결과를 비교하고, 열 해석 결과에 정확성과 신뢰성을 확인하고자 한다.

UPS 파워 팩 내부 연료전지의 냉각특성에 대한 수치 해석 (A Study on Numerical Analysis for Internal PEMFC Cooling of Power Pack for UPS)

  • 송준석;김병헌
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.527-535
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    • 2017
  • 연료전지 배터리 하이브리드 UPS용 연료전지 파워 팩 내부에 설치한 연료전지의 화학반응에 의해 생성되는 열을 제거하는데 어려움이 있다. 열을 제거하지 못할 경우 연료전지의 내구성과 성능에 영향을 끼쳐 수명 단축의 원인이 된다. UPS용 연료전지 파워 팩 제작을 위하여 연료전지의 적절한 냉각 방법을 선정하고 제시하는 것이 본 연구의 목표이다. 냉각방법 선정을 위해 냉각 성능에 영향을 주는 각각의 설계 인자를 변화시키면서 연구를 수행하였다. 전산해석은 상용프로그램인 COMSOL Multiphysics로 수행하였다. 먼저 연료전지 스택의 냉각 팬의 위치를 상단과 하단에 배치했을 때 1 kW급 연료전지 스택 표면온도를 비교하였으며, 각각의 위치에 따른 냉각 팬의 회전속도를 2,500, 3,000, 3,500, 4,000 RPM으로 변경하여 적절한 냉각 팬의 속도를 결정하였다. 또한 파워 팩 외부에서 내부로 들어오는 공기의 입구인 그릴의 타공면적을 달리하여 내부로 들어오는 공기의 유량이 냉각에 미치는 영향을 비교하였다. 본 연구는 UPS용 연료전지 파워 팩 내부 연료전지의 열관리 기술개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

의류품 유통관리용 RFID 태그 품질경쟁력 평가모델 개발 (Development of Quality Competitiveness Assessment Model for RFID Tags in Apparel Retail)

  • 권종원;양일영;송태승;조원서
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권7호
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    • pp.143-152
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    • 2015
  • 품질경쟁력지수(QCI)는 전 세계에 유통 중인 제품의 품질을 객관적으로 측정할 수 있고, 정량적으로 비교할 수 있는 지표로 정의된다. 본 논문에서는 국내외 의류품 유통관리 시장에 보급되고 있는 UHF대역 RFID 라벨 태그(전세계 ISO 18000-3C지원)의 품질경쟁력지수 산출을 위한 평가모델을 제안한다. 품질경쟁력지수 평가모델은 KS표시품 품질우수성 지수(KS-QEI)모델을 기반으로 하고, 공정능력, 내환경성, 내구성, 설계마진 총 4가지의 평가항목으로 구성된다. 품질경쟁력지수는 가중산술 평균을 통해 평가항목 별 점수와 각 항목별 가중치를 각각 곱한 후 합산하는 방식으로 계산된다. 여기서 가중치는 국내외 산학연 전문가를 대상으로 AHP방식의 설문조사를 통해 결정되었다. 제안된 품질경쟁력지수는 글로벌 경쟁기업 제품과의 품질비교 결과 뿐만 아니라 이를 통해 우수한 품질의 국내 RFID 라벨 태그 정보를 제공할 수 있다. 또한 신제품을 개발하고자 하는 제조업체의 품질향상을 위해 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

캐소드 유로에서 블록과 서브 채널의 고분자전해질 연료전지의 성능에 관한 전산해석 연구 (Numerical Study on Performance of PEMFC with Block and Sub-channel of Cathode Flow Field)

  • 조성훈;김준범
    • 공업화학
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    • 제32권6호
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    • pp.613-620
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    • 2021
  • 고분자전해질 연료전지의 유로 형상은 내부 유동의 균일성에 영향을 주는 변수이다. 유로 내에서 반응물 분포가 균일하지 않을 경우, 지속적인 운전 과정에서 촉매의 열화 및 고분자 막의 기계적 손상이 야기되며 연료전지의 내구 수명 저하로 이어진다. 연료전지에서 원활한 반응물 공급과 균일한 농도 분포를 위하여 유로 형상에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 유로의 배플은 유체의 강제 대류를 야기해 연료전지의 성능을 개선할 수 있고, 유로 중간에 새로운 반응물 공급 통로(서브 채널)를 만들어 반응물 농도 증가와 원활한 물 배출로 물질 전달 손실을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 전산 유체 계산을 통하여 블록과 서브 채널을 적용한 유로가 연료전지의 전류밀도와 산소 농도에 미치는 영향을 분석하였다. 블록과 서브 채널이 유로에 구성되었을 때, 한계전류밀도가 증가하였고 블록 후단의 산소 농도가 회복되었다. 블록이 2개 이상 있을 때 블록 사이에 서브 채널을 배치할 경우 전류밀도 증가 폭이 더욱 커졌다. 또한 추가 공급되는 공기의 공급 위치에 따른 산소 농도를 분석하여 서브 채널이 블록 후단의 낮아진 산소 농도를 회복할 수 있었다.

전력변환장치 설계를 통한 연료전지 발전시스템 구성 (Configuration of Fuel Cell Power Generation System through Power Conversion Device Design)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.129-134
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    • 2021
  • 최근 급속한 산업 발달과 생활수준의 향상으로 인하여 전력 수요가 점차 증대되고 있고 이러한 전력수요 급증에 의해 화석연료 의존도가 높은 우리나라의 경우 국제환경 규제에 의한 온실가스 배출량의 감축 및 동결은 바로 산업 활동의 위축을 가져오게 된다. 이에 따라 환경을 국가의 산업생산 활동과 연계시키고자 하는 선진국과의 경쟁에서 많은 어려움이 발생하고 있고 이에 대한 대책으로 대체 에너지의 개발이 세계적으로 큰 관심거리가 되고 있다. 이러한 새로운 발전방식 중 비교적 용량이 작은 소규모의 발전설비는 태양광발전 (Photovoltaic generation), 풍력발전 (Wind power generation), 연료전지발전 (Fuel cell generation) 등이 있다. 그중 실용화에 있어서 중요한 요소인 연속운전 및 높은 발전효율, 장기적인 내구성을 고려할 때 가장 주목을 받는 것이 연료전지이다. 연료전지 기술은 화석연료 사용에 따른 공해요인의 제거 및 전력산업 구조조정에 따른 분산형 전원으로서 개발 및 보급 가능성이 큰 새로운 형태의 발전방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 연료전지에서 발생하는 직류전원을 입력으로 하여 최종적으로 우리 일상생활에서 사용하는 교류전원을 얻는 데 필요한 전력변환 회로를 설계하여 연료전지 발전시스템을 연구 및 구성하였다.