• Tribology and Lubricants
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• 제39권6호
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• pp.235-243
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• 2023

This paper presents the fabrication process of water-lubricated plastic bearings. Plastic bearings require good mechanical properties and tribological properties as well as elasticity and shock resistance, especially when lubricated in dirty water conditions. In this study, sleeve-type plastic bearings are produced by winding a prepreg sheet, which primary contains nitrile rubber (NBR)-modified epoxy, self-lubricating fillers, and various types of lattice-structured reinforcing fibers such as carbon, Aramid, and polyethylene terephthalate. A thermosetting epoxy is chemically modified with NBR to impart elasticity and low-friction characteristics in water conditions. Experimental investigations are conducted to examine the mechanical and tribological characteristics of the developed bearing materials, and the results are compared with the characteristics of a commercial plastic bearing (Thordon SXL), well known as a water-lubricated bearing. A Thordon bearing (mainly composed of polyurethane) exhibits an extremely low load-bearing capacity and is thus only suitable for medium loading (1~10MPa). The tribological characteristics of the test materials are evaluated through Falex block-on-ring (LFW-1) friction and wear tests. The results indicate that friction exhibited by the carbon-fiber-reinforced NBR-10wt.%-modified epoxy composite material, incorporated with the addition of 20wt.% UHMWPE and 6wt.% paraffin wax, is lower than that of the Thorden bearings, whereas its wear resistance surpass that of Thorden ones. Because of these features, the load carrying capacity of the fabricated composite (>10MPa) is higher than that of the Thorden bearings. These results confirm the applicability of water-lubricated plastic bearing materials developed in this study.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.15-22
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• 2013

도상구조의 자갈(연성)에서 콘크리트(강성)로의 변화는 이를 지지하는 철도 노반구조에서도 보다 엄격한 변형 규제에 적합한 신형식 철도보강노반 구조를 요구하고 있다. 본 논문에서는 공용 후 잔류침하를 최소화할 수 있으면서도 대용량 반복하중이 작용하는 철도노반 영구구조물로서의 기능을 유지할 수 있는 강성벽 일체형 철도보강노반의 설계 특성을 평가하기 위한 민감도 분석을 실시하였다. 개발한 설계프로그램을 이용하여 단보강재와 장보강재의 간격, 보강재 강성 등 설계 입력변수 변화에 따른 원호활동, 전도 및 활동파괴에 대한 안전율 및 발생 부재력을 평가하였다. 이를 통하여 철도보강노반에서는 높이의 40%(0.4H)의 짧은 보강재를 연직간격 0.4m로 적용할 수 있으며 보강노반 적용을 위한 원지반 조건 등을 평가할 수 있었다. 또한, 철도보강노반을 구성하는 벽체와 보강재 연결구조의 중요성, 벽체 경계조건에서의 변위 허용구조 적용을 통한 하중 재하 시 발생 최대휨모멘트를 저감시키는 설계상의 특징을 파악할 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권4호
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• pp.288-293
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• 2016

Purpose: The purpose of this study was to investigate the key factors in designing a three-wheeled two-row soybean reaper (riding type) that is suitable for soybean production, and ensure worker safety by proposing optimal work conditions for the prototype of the designed machine in relation to the slope of the road. Methods: A three-wheeled two-row soybean reaper (riding type) was designed and its prototype was fabricated based on the local soybean-production approach. This approach was considered to be closely related to the prototype-designing of the cutter and the wheel driving system of the reaper. Load distribution on the wheels of the prototype, its minimum turning radius, static lateral overturning angle, tilt angle during driving, and The working and rear overturning (back flip) angle were measured. Based on the gathered information, investigations were conducted regarding optimal work conditions for the prototype. The investigations took into account driving stability and worker safety. Results: The minimum ground clearance of the prototype was 0.5 m. The blade height of the prototype was adjusted such that the cutter was operated in line with the height of the ridges. The load distribution on the prototype's wheels was found to be 1 (front wheel: F): 1.35 (rear-left wheel: RL): 1.43 (rear-right wheel: RR). With the ratio of load distribution between the RL and RR wheels being 1: 1.05, the left-to-right lateral loads were found to be well-balanced. The minimum turning radius of the prototype was 2.0 m. Such a small turning radius was considered to be beneficial for cutting work on small-scale fields. The sliding of the prototype started at $25^{\circ}$, and its lateral overturning started at $39.3^{\circ}$. Further, the critical slope angle for the worker to drive the prototype in the direction of the contour line on an incline was found to be $12.8^{\circ}$, and the safe angle of slope for the cutting was measured to be less than $6^{\circ}$. The critical angle of slope that allowed for work was found to be $10^{\circ}$, at which point the prototype would overturn backward when given impact forces of 1,060 N on its front wheel. Conclusions: It was determined that farmers using the prototype would be able to work safely in most soybean production areas, provided that they complied with safe working conditions during driving and cutting.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권2호
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• pp.101-108
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• 2009

압전 구동기를 사용하여 상온 대기 중에서 프레팅 마멸 시험을 수행하기 위한 장치를 개발하였다. 구동기의 특성상 사용이 간편하며, 중력에 의한 가하중 방식을 채택하여 구조를 매우 단순화하였다. 개발된 시험기는 구동 시스템 자체의 마멸로 인한 미끄럼 운동 범위의 오차를 우려할 필요가 없다는 상대적 장점을 가진다. 본 연구에서 사용한 시험편의 경우 약 $600{\mu}m$ 이상 직경의 마멸흔이 생성되는 조건에서의 미끄럼 운동 범위의 평균 값 및 진폭의 변동은 각각 $3.3{\mu}m$ 과 $2.3{\mu}m$ 이내인 것으로 측정되었으며, 마멸흔의 크기에 비추어 볼 때 이는 만족할 만한 운동 정밀도라 판단된다. 제작된 시험기를 사용하여 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸 시험을 수행하였다. 수직 하중 10N 및 15N 에서 $10^6$ 사이클 동안 미끄럼 진폭을 최대 $82.7{\mu}m$까지 변화시킨 시험 결과를 정량화 하였으며, 이로부터 마멸 상수를 구하였다 또한 마멸 자국의 크기와 마멸 부피로부터 마멸 진행 거동이 상이한 세 영역을 구별할 수 있었다. 전자현미경 관찰을 통해 마멸흔을 살펴보았으며, 돌출부, 판상 층, 거친 모재 표면 등과 여기에 생성된 균열 등이 관찰되었다. 이를 통해 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸은 연삭 마멸과 더불어 입자의 분리 및 압착, 소성 변형과 판상 층의 형성, 균열의 생성 및 박리 등의 복합적 과정으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.21-31
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• 2018

이 논문은 철도교 교량 바닥판의 영구거푸집 목적으로 개발된 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널과 그 패널을 적용한 교량바닥판의 구조 성능 검증을 위한 정적하중재하실험을 수행결과를 정리하였다. 영구거푸집 용도의 리브가 부착된 프리캐스트 패널을 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하였고 후타설 콘크리트와 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성된 교량 바닥판 부재를 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하여 총 12개의 실험체에 대하여 정적하중재하 실험을 수행하였다. 모든 실험체의 단면은 바닥판 설계지간 1.6m를 갖는 두께 240mm의 철도교 바닥판을 가정하여 결정하였고, 시공하중이 작용하는 프리캐스트 패널에 대하여 콘크리트 표준시방서에 따른 거푸집 설계하중을 재하하였을 때 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널 하면의 인장응력이 콘크리트 인장강도를 초과하지 않도록 단면을 설계하였다. 각 실험체에 대하여 하중에 따른 철근변형률, 콘크리트 변형률, 균열폭, 처짐, 합성부재의 시공이음면의 슬립량을 계측하여 그 결과로부터 구조물의 안전성과 사용성 평가를 수행하였다. 모든 실험체는 현행 설계기준에서 요구되는 안전성 및 사용성 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.17-30
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• 2000

본 연구의 목적은 폐주물사-플라이애쉬 혼합재료의 옹벽 뒷채움재 이용시 옹벽에 작용하는 토압과 안정성에 대한 특성을 평가하는 것이다. 세종류의 폐주물사(생형사, 후란사, 코티드사)와 ASTM 분류 기준 F 등급의 플라이애쉬를 이용한 유동성 뒷채움재의 옹벽 적용성평가를 위해 인위적 변위제어 실험 및 자유변위제어실험을 이용하여 모형옹벽실험을 수행하였다. 인위적 변위제어실험의 경우 유동성 뒤채움의 타설 직후 토압계수의 크기는 0.8~1 사이의 값으로 나타났고, 약 12시간이 경과하면 옹벽에 작용하는 토압이 상당부분 저감되었다. 2단계 타설 방법을 적용한 자유변위실험의 경우, 슬러리 형태의 유동성 뒤채움재의 타설초기에 후란사와 코티드사 혼합재는 빠른 배수효과에 의해 토압 경감 효과가 빨리 나타났지만, 1일 후의 토압은 같은 양생시간의 생형사에 비해 크게 유지되었다. 모형실험의 자유변위제어 실험결과를 이용한 안정성 해석으로부터 6m 옹벽에 타설할 수 있는 뒤채움재의 시공단계별 1차타설 높이 및 2차타설 높이는 생형사의 경우 3.9m 및 3.57m, 후란사의 경우 4.07m 및 3.64m, 코티드사의 경우 3.86m 및 3.54m, 혼합사의 경우 3.9m 및 3.44m로 결정되었고, 실제 옹벽의 뒤채움 높이 5.4m보다 크므로 2단계 시공으로 옹벽의 뒤채움을 완공할 수 있는 것으로 판정되었다. 또한 재료의 양생특성에 따른 옹벽의 안정성은 양생기간이 경과함에 따라 더욱 증가되는 결과를 나타내었다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제24권2호
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• pp.101-109
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• 2001

We created an environmental forest on the basis of ecological design around the incineration plant of Jindo Engineering and Construction Co., Ltd., which is located in Jeongwang-dong, Siheung-si, Kyunggi-do. To get ecological information of this site, physico-chemical properties of soil on salt marsh, which is located close to the syudy site and of forest soil transported from other sites for ecological restoration were analyzed. Texture of salt marsh and transported soils were loam and sandy loam, respectively. pH, organic matter, T-N, available P, and exchangeable K and Na contents of salt marsh and transported forest soils were 6.7 and 5.4, 4.1 and 0.4%, 1.0 and 0.3mg/g, 46.7 and 6.8ppm, 521 and 207ppm, and 3.8 and 0.5mg/g, respectively. Introduced plants were selected among the dominant species of forests and the species composing the potential natural vegetation around the present study site. Those plants were selected again by considering the tolerances to air pollution and to salt, and their availability. Selected trees were Pinus thunbergii, Sophora japonica, Celtis sinensis, Quercus aliena, Q. serrata, Q. dentata, and Q. acutissima. Selected sub-trees were Albizzia julibrissin, Koelreuteria poniculata, and Styrax japonica and shrubs were Rhododendron yedoense var. poukhanense, R. mucronulatum, Callicarpa japonica, Euonymus alatus, E. japonica, and R. schlippenbachii. On the other hand, introduction of herbs was not considered except for Liriope platyphylla, which was ornamentally planted in one site. Planting bed of mound type was adopted to provide the fine drainage system. Mound was designed to furnish litter, A, B, and C layers simuating the profile of forest soil. Slope of mound was mulched by rice straw of 2cm in thickness to prevent for sliding of litter and soil in cases of strong wind or heavy rain. Height of mound was designed to secure more than 1 m by combining A and B layers. Narrow zones, in which mound with stable slope degree cannot be prepared, was designed to equip the standard soil depth with the introduction of stone for supporting. On the other hand, plants with shallow root system were arranged in some zones, in which satisfactory soil depth cannot be ensured. Plants were arranged in the order of tree, sub-tree, and shrub from center to edge on the mound to make a mature forest of a dome shape in the future. Dispersion of plants was designed to be random pattern rather than clumped one. Problems on creation of the environmental forest by such ecological design were found to be management or inspection by non-specialized project operators and inspecting officers, and regulations for construction without ecological background. Alternative plans to solve such problems were suggested.

• 한국산림과학회지
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• 제107권1호
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• pp.59-70
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• 2018

본 연구는 도시생활권의 특성을 고려한 재해예방용 사방댐을 개발하고, 현장에서의 활용성을 검토하기 위하여 안정성 및 기능성을 평가하는 것을 목적으로 하고 있다. 필러와 바닥스크린을 활용한 토석류 방재댐과 수제를 활용한 토석류 제어댐 등 복합형 사방댐 2종을 개발하였고, 각 구조물의 정적(활동, 전도, 지지) 및 동적(부재력) 안정성을 검토하였다. 그 결과, 각 검토항목별로 충격력에 대한 안정성에 미달하는 경우도 일부 나타났으나, 대부분 항목에서 기준 안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 개발된 사방댐을 토대로 축소모형을 제작하여 수로실험을 실시한 결과, 사방댐을 설치하지 않은 대조구에 비교하여 유하물의 퇴적범위와 퇴적속도를 감소시켰고, 포착율은 평균적으로 3.5배 증가하는 것으로 나타났다. 추후 수행될 다양한 조건에서의 수로실험 결과를 바탕으로 개발된 도시생활권형 사방댐의 기능을 보다 정량적으로 구체화 할 수 있다면, 이를 도시생활권에 활용하여 산지토사재해 피해를 효과적으로 저감할 수 있을 것으로 기대되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.765-772
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• 2015

주철은 산업현장에서 중장비나 철도차량 등과 같은 다양한 기계장치의 주재료로 널리 사용된다. 이러한 기계장치의 운전 성능은 접촉 특성에 따라 크게 좌우되며 이를 개선시키기 위한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 모래와 알루미나 입자가 주철의 마찰/마모 특성에 미치는 영향에 대해 다양한 조건에서의 미끄럼 실험을 통해 규명하였다. 입자의 크기 및 시편 온도 등을 변수로 하여 스틸 볼이 pin 으로 장착된 pin-on-reciprocator 방식의 트라이보테스터를 사용하여 실험을 진행하였다. 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope), confocal microscope 와 3d profiler 를 이용해서 주철 시편과 스틸 볼의 마모 표면을 관찰하고 마모량을 정량적으로 측정하여 마모 특성을 파악하였다. 실험 결과 주철의 마찰/마모 특성은 입자 주입에 의해 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한, 주철 시편에 가해준 온도에 따라 마찰/마모 특성이 크게 달라지는 것을 확인하였다. 이 연구의 결과는 산업에서 주철 재료의 트라이볼로지 특성을 이해하는데 도움이 될 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.425-431
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• 2015

선박의 LNG(liquefied natural gas) 연료 공급 시스템에서 천연가스는 $50^{\circ}C$의 온도와 35MPa의 압력을 가진 가스 상태로 기화기에서 엔진으로 이송되므로, 이러한 열 하중을 고려한 구조 안전성 평가가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 먼저 재료에 미치는 열의 영향을 분석하기 위하여 이중 배관의 재료인 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 어닐링 시간을 고려한 일축 인장 실험을 수행하였다. 또한 구조 안전성 평가를 위해, 현재 널리 사용되는 고정식 지지대를 가지는 고온-고압 이중 배관에 대한 열-구조 해석을 수행하였다. 지지대와 내관 사이의 응력 집중을 최소화하기 위하여, 내관을 따라 미끄러질 수 있는 슬라이딩 지지대의 새 형상들을 제안하였고, 열-구조 해석 결과를 통해 최적의 지지대를 제안하였다. 마지막으로 제안된 지지대를 사용한 전체 이중배관에 대한 해석을 통해 안전성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 차후 LNG 연료 공급 시스템의 고온-고압 이중 배관 설계 시 참고자료로서 활용될 수 있으며, 이중 배관의 슬라이딩 지지대를 설계함에 있어서 그 활용가치가 있다고 판단된다.