도로의 부속시설인 교량은 시공과정에서 콘크리트 및 강재와 같이 환경영향이 큰 자원을 다량 소비하며 이로 인해 큰 환경적 부담을 발생시킨다. 교량의 시공으로 인해 발생하는 환경영향을 줄이기 위해서는 초기 설계단계에서 합리적인 자료를 토대로 환경영향에 대한 검토가 수행되어야 한다. 이 연구는 초기 설계단계의 교량형식 선정과정에서 LCA (Life Cycle Assessment) 기반의 환경영향평가가 가능한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위해 기 시공된 4가지 형식(일반 PSC거더, IPC거더, e-Beam, DR거더)의 PSC교량에 대한 설계자료를 수집하고 LCA를 수행하여 환경부하 원단위값과 영향요인을 분석하였다. 분석결과 IPC거더의 환경영향이 가장 작게 나타났고, e-Beam의 환경영향은 IPC거더 보다 133.7% 크게 평가되었다. 또한 콘크리트, 철근, PC강연선, 각재, 쉬즈관, 강판이 PSC거더 전체 환경영향의 약 98.5%를 발생시키는 주요인자로 도출되었다.
압전필름센서는 우수한 동적 감지 특성을 갖고 있어 복합재 구조의 저속충격을 모니터링하는데 유용하게 사용될 수 있다. 복합재 샌드위치 보에 대한 충격응답함수를 유도하였으며, 이를 충격시험와 비교하였따. 충격시험은 손상이 발생하지 않는 저에너지 조건에서 계측장치가 부착된 낙하식 충격시험기를 이용하여 수행하였다. 충격하중에 으한 샌드위치보의 거동을 예측하는 정방향 문제와 압전필름센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석의 결과는 잘 일치하였다. 본 연구를 통하여 압전필름센서를 이용한 복합재 샌드위치 구조의 저속충격 모니터링 가능성을 확인하였다.
For a number of years it has been known that flexural vibration in a beam and plate can be damped by the application of layer of damping (viscoelastic) material that is in turn constrained by a backing layer or foil. In this study, a quantitative analysis of damping of the sandwich beam has been performed by using impact test. The damping is characterized by the loss factor .etha. in which the damping is normalized by imaginary part of the complex bending stiffiness of the beam. Results show that the relative thickness of the sandwich beam gives more effect on the riatural-frequencies and loss factor than the variation of width does. It is also shown that the Ross-Kerwin-Ungar equation and impact test can be effectively used to identify the damping characteristic of the sandwich beam and viscoelastic material.
섬유금속적층판은 금속 판재와 섬유 강화 플라스틱을 적층한 하이브리드 소재 중 하나다. 섬유금속적층판은 부품 경량화 측면을 고려했을 시, 뛰어난 충격흡수능력을 가지고 있기 때문에 자동차 및 항공우주 산업에서 적용 및 연구를 진행하고 있는 추세다. 특히, 자동차의 측면 도어 임펙트 빔의 경우, 기존의 금속소재에서 복합재료로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 자동차의 측면 도어 임펙트 빔을 금속소재와 자기 강화형 폴리프로필렌을 적층한 섬유금속적층판으로 대체하는 것이 목표다. 3가지 종류의 임펙트 빔의 3점 굽힘 시험 수치해석을 통해 단면적 대비 굽힘 저항력의 크기를 비교하였다. 그 후, 제작 실현성을 고려하여 굽힘 저항력이 우수한 이중모자형 임펙트 빔을 순수 DP 980과 섬유금속적층판으로 제작하여 자동차 측면 도어에 설치된 모델을 상정하고 충돌 해석을 수행하였다. 결과적으로 섬유금속적층판을 사용한 임펙트 빔은 기존의 DP 980보다 무게 대비 충격 에너지 흡수 능력이 약 7배 높음을 알 수 있었다.
본 자동차 충돌사고는 인간이 자동차 문명을 발전시킨 이래 누려온 편의성의 대가이기 때문에 많은 사람들이 충돌사고 시 승객의 사망과 상해를 기술적으로 감소시키기 위해 여러 가지 노력을 기울여 왔다. 도로교통공단 통계자료에 따르면 승용차 충돌사고로 인한 사망자 충 측면충돌사고에 의한 사망자가 정면충돌사고의 사망자보다 많다. 자동차 설계자들은 이에 대응하기 위해 도어 내부에 임팩트 빔(Impact Beam)과 임팩트 프레임(Impact Frame)이라는 보강재를 추가시켜 왔다. 이러한 보강재 개발을 위해 충돌실험은 필수적이다. 충돌실험의 경우 많은 비용과 시간이 소모되게 된다. 본 연구는 임팩터를 떨어뜨려 충격량과 변형량을 얻을 수 있는 실험장치 개발이 목적이다. 경제적 비용을 줄일 수 있는 이상적인 실험장치 구성을 제시하고, 수치해석 값과 실험결과 값을 비교 분석한 결과 충돌 시작 후 3.5E-3sec에서 각각 3.49E-3, 3.99E-3의 변형량을 나타냈다.
The mechanism of the ionized cluster beam deposition has been studied using Molecular Dynamics Simulation. The Embedded Atom Method(EAM) potential were used in the simulation. The impact of a Au95-cluster on Au(100) substrate was studied for the impact energies 0.15-10eV/atom. The dependency of the impact energy of cluster beam was observed. For the cluster energy impact of 10eV per atom, the defects on surface were created and the cluster embedded into substrate as an amorphous state. For the energy of 0.5eV per atom, the defect free homoepitaxial growth was observed and atomic scale nucleation was formated, which are in good agreement with experiment. Thus molecular dynamics simulation is very useful to study the mechanism of the ionized cluster beam deposition.
In this study, the equation of motion of impacting elastic structures was derived through the theory, and the shape control of impact force using correlations of the dynamic characteristics and impact force history between two elastic structures was accomplished. Through numerical analysis and experiments, the classical contact mechanisms were verified, and the effects of the relative motion between impactor and elastic structure on the impact force shape were studied, and then the shape change of impact force depending on the impact position and mode shape of cantilever beam were analyzed. The 2-DOF impactor was designed and used. Reconstruction characteristics of impact force in cantilever beam were reviewed .
Many research applications in basic sciences and biology such as protein crystallography require hard x-rays in the range of 3-20 keV with high brightness. A medium energy storage ring as PLS-II with a beam energy of 3 GeV can meet such high photon energies. In-vacuum undulators (IVU) with a period length of 20 mm and a peak field of 0.97 T are used in the PLS-II ring to produce such X-rays in the fundamental or higher harmonics. Due to the many poles and high fields, insertion devices like wigglers and undulators have a significant impact on the stability of the electron beam with potential degradation of beam quality and life time. Therefore, nonlinear fields must be determined by measurement and evaluated as to their impact on beam stability. Specifically, transverse field roll-off can be a serious detriment to injection in top-up mode and must be corrected. We use magnetic field measurement data to evaluated beam stability by tracking particles using an explicit symplectic integrator in both, transverse and longitudinal planes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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