• 제목/요약/키워드: Structural safety test

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KSTAR 저온용기 내부의 헬륨라인 설치 및 검사 (Assembly and Test of the In-cryostat Helium Line for KSTAR)

  • 방은남;박현택;이영주;박영민;최창호;박주식
    • 한국진공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.153-159
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    • 2007
  • KSTAR 장치의 저온 component에 헬륨을 공급하기 위한 헬륨라인은 크게 두 가지로 이루어져 있다. 냉동기에서 KSTAR 저온용기 외부까지의 트랜스퍼 라인과, 저온용기 내부의 헬륨라인이다. KSTAR 장치는 3가지 종류의 헬륨을 사용하여 각 저온 component를 냉각하는데, 초전도 자석 시스템과 버스라인에는 초임계 헬륨, 전류인입장치에는 액체 헬륨, 열차폐체에는 가스 헬륨을 공급한다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 냉동기에서 저온용기 근처까지 연결된 배관을 저온용기 내부의 각 장치에 최단거리로 열손실 없이 설치하여 각 장치가 정상 작동하도록 하는데 그 목적이 있다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 최대 20bar로 가압되는 운전시간 동안에 헬륨누설 없이 설치되어야 한다. 그리고 상온으로 부터의 복사열을 차단하기 위하여 다층절연제로 배관을 감싸주어야 하고 고전압 부분은 프리프레그 테잎으로 절연되어야 한다. 전기절연체는 세라믹과 스테인레스 스틸 튜브를 브레이징 접합 방법으로 연결하여 만들어진 것으론 배관과 배관, 배관과 저온 component간의 절연을 위해 사용되고, 헬륨라인과 동일하게 4.5K 초임계 헬륨온도에서 누설이 없어야 한다. 따라서 모든 전기절연체는 액체질소에 침전시켜 열충격을 가하고, 내부에 30 bar를 가압하여 진공 누설시험을 한다. 그리고 초전도 자석과 배관의 절연체로 사용되므로 15kV 고전압 절연 검사를 한다. 전기절연체의 세라믹 부분은 구조적 보강을 위하여 추가적으로 표면에 절연 작업을 한다. 현재 대부분의 저온용기 내부의 헬륨 라인은 설치 완료되어 있으며, 최종 검사가 진행 중이다.

유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝 머리의 인발실험 (Pull-out Test of Steel Pipe Pile Reinforced with Hollow Steel Plate Shear Connectors)

  • 이경훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.285-291
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝의 인발실험을 통하여 구조성능을 평가하는 것이다. 인발실험에 앞서 재료의 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 압축장도 실험을 수행하였으며, 실험에 사용되는 철근 및 철판의 항복하중, 인장강도 및 연신율 등의 재료적 특성을 미리 파악하였다. 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝의 인발실험은 2,000kN 용량의 UTM을 이용하여 0.01mm/sec 재하속도의 변위제어 방법으로 실험을 수행하였다. 계측을 위하여 철근 및 유공강판 중앙에 strain gauge를 부착하였으며, 가력판과 충전콘크리트 사이의 상대변위 측정을 위하여 변위계(LVDT)를 설치하였다. 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 항복하중은 각각 923.8kN과 981.1kN으로 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체의 항복하중인 641.7kN에 비하여 1.44배 ~ 1.53배 증가됨을 알 수 있었다. 또한 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 극한하중은 각각 1004.4kN과 1055.5kN으로 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체의 극한하중인 813.7kN에 비하여 1.23배 ~ 1.29배 증가됨을 알 수 있었다. 반면, 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 항복변위 및 극한상태의 변위는 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체에 비하여 각각 0.61배 및 0.42배 감소됨을 알 수 있었다. 따라서 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝은 강성은 증가하고 상대변위 및 변형률은 낮게 측정되어 기존 말뚝머리 보강방법을 대체할 수 있는 적절한 보강방법임 알 수 있었다.

Effect of the initial imperfection on the response of the stainless steel shell structures

  • Ali Ihsan Celik;Ozer Zeybek;Yasin Onuralp Ozkilic
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권6호
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    • pp.705-720
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    • 2024
  • Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

지상용 ES장비의 안테나전환기 구조 개선에 관한 연구 (A study on the improvement of antenna switching module structure of ground based ES equipment)

  • 김승우;이강호;진희철;최재인
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.151-159
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    • 2017
  • 현대전의 양상은 점차 네트워크 중심전으로 변화해가고 있으며, 이의 중심인 정보 전자전 역시 나날이 발전하는 모습을 보이고 있다. 최근 국산화에 성공한 국내 지상용 전자전장비는 운용환경의 특성상 고지대와 강한 풍속, 상고대 등의 영향을 많이 받는다. 따라서 ES 장비의 마스트와 안테나를 연결하는 안테나전환기의 구조적 신뢰성은 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 논문에서는 안테나전환기의 구조분석 및 환경적 영향성을 분석하여 기존의 안테나전환기 구조보다 향상된 ES안테나 구조 지지능력을 가진 안테나전환기를 제안하였다. 안테나전환기의 용접방식의 변경과 보강 블록부를 통하여 개선된 구조를 시뮬레이션하고 하중시험을 통해 안테나전환기의 구조개선 타당성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과 개선된 안테나 전환기 용접부 및 보강블럭부의 안전율은 기준 보다 각 5.3배, 1.5배의 높은 안전율을 확보한 것으로 확인되었다. 시제품에 대한 하중시험을 181kg까지 진행한 결과 용접부의 경우 3.7 Mpa, 보강블럭 부위는 64.4Mpa 정도가 측정되었다. 이 시험 결과는 구조 해석한 시뮬레이션 결과값과 유사한 것으로 제안한 안테나전환기의 하중지지 능력이 기존 대비 향상된 것으로 판단된다.

BSC 시스템 수용요인이 지속적 사용의도에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effects of BSC System Acceptance Factors on the Intention for Continuous Use)

  • 권오준;서현식;오재인
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제19권3호
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    • pp.151-179
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    • 2009
  • The purpose of this study is to make an empirical analysis on the factors affecting the intention for the continuous use of the BSC system, which has been recently spread in the public sector. Because the object of acceptance is the performance management system based on BSC (Balanced Scorecard) implemented in the form of information systems, this study proposes a research model by applying TAM (Technology Acceptance Model). Independent variables are factors affecting the acceptance of BSC system such as training, communication, IS support, CEO support and personal innovativeness, and we examine their effects on the dependent variable, namely, intention on continuous use via mediating variables: perceived usefulness and perceived ease of use. A questionnaire survey was conducted with public institutions(firms) that had introduced and were operating the BSC system; 264 valid questionnaires are adopted. Collected data are analyzed using SPSS 16.0 and AMOS 7.0. Results of reliability test show that all analyzed data are reliable. In validity test, one item regarding communication was excluded; 9 latent variables and 34 observed variables are used in the final analysis. Based on the results of the hypothesis test through path analysis using a structural equation model, 10 out of 16 hypotheses are accepted. Factors affecting perceived usefulness are training and IS(Information System) support. The analysis results indicate that perceived ease of use is mainly affected by IS support, CEO support, and personal innovativeness among the factors related to the acceptance of the BSC system. This suggests that, contrary to the expectation that the BSC system may be used without difficulty, the management's active support is required in order to attain expected improvement in productivity and work efficiency. This was also pointed out in case studies on the construction of the BSC system in public sectors. On the other hand, perceived ease of use is found to affect perceived usefulness. This supports the results of previous researches on TAM. Perceived ease of use and perceived usefulness are found to affect the attitude towards the use of the system. The intention on continuous use is affected more by perceived usefulness than by the attitude towards the use of system. This result supports the results of previous researches on TAM, showing that the BSC system is utilized substantially in worksites. This study is considered meaningful in that it was actually performed on users at public institutions(firms) that had introduced the BSC system and that it empirically tested hypotheses on the acceptance of the BSC system by applying TAM to the research model.

고로슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 침투 저항성에 관한 연구 (A Study on Resistance of Chloride Ion Penetration in Ground Granulated Blast-Furnace Slag Concrete)

  • 송하원;권성준;이석원;변근주
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.400-408
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    • 2003
  • 염화물 이온은 철근의 부동태 피막을 파괴하여 부식을 촉진시키는 요인이며 철근의 부식은 콘크리트 구조물의 내구성뿐만 아니라 안전성에 가장 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 이러한 염해에 대해 적극적으로 대처하기 위하여 최근에는 공극률 슬래그 미분말의 사용이 본격화 되고 있다. 본 논문에서는 염해, 특히 보통 포틀랜트 시멘트 콘크리트 보다 우수한 염화물 이온의 침투저항성을 보유한 것으로 알려져 있는 공극률 슬래그 미분말 콘크리트에 대해 염화물 이온의 확산특성을 분석하였고, 염화물 이온의 거동을 해석할 수 있는 모델을 기존의 보통콘크리트 확산모델을 수정하여 제안하였다. 제안된 공극률슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 이온 확산모델은 공극률슬래그 미분말 콘크리트에 대한 촉진염화물 분무실험 결과와 실제 RC 교량 교각부의 현장 염화물 실험결과와의 비교를 통하여 타당성을 검증하였으며, 검증된 모델을 이용한 해석과 실험을 통하여 고로슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 이온의 침투에 따른 치환율 및 분말도에 따른 최적조건을 도출하였다. 고로슬래그 미분말 콘크리트의 염화물 이온 침투저항성은 고로슬래그 미분말을 사용함에 따라 보통 콘크리트에 비하여 우수하게 개선되었으며, 사용한 고로슬래그 미분말의 분말도보다 치환율에 영향을 더 받는 것으로 분석되었다.

수치해석을 통한 지진하중의 주기특성에 따른 그라운드 앵커의 거동 (Behaviour of Ground Anchor According to Period Characteristic of Seismic Load Using Numerical Analysis)

  • 오동욱;정혁상;윤환희;이용주
    • 터널과지하공간
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    • 제28권6호
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    • pp.635-650
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    • 2018
  • 최근 국내에 발생된 지진으로 인해 더 이상 한반도가 지진으로부터 안전지대가 아니라는 것이 많은 사람들에게 각인되었다. 경주와 포항에서 발생된 지진은 그 동안 국내에서 내진설계에 기준으로 고려한 지진의 특성과 상이하게 나타났고, 그에 따른 내진설계 방법에 대한 연구 또한 많은 연구자들에 의해 수행되어 지고 있다. 이러한 지진하중에 대한 고려는 주로 기존 상부 구조물에 초점이 맞춰져 있으며, 그에 따른 연구 또한 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 하지만, 지반의 구조적 안정성을 확보하기 위해 시공된 네일, 록볼트, 그라운드 앵커 등과 같은 지중구조물에 대한 지진하중으로부터의 구조적 안정성에 대한 고려는 많이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 풍화암에 정착된 그라운드 앵커에 대해 정하중이 작용할 때와 지진하중이 앵커에 미치는 영향을 분석하였다. 정하중에 의한 영향은 현장 인장시험 결과로, 지진하중 영향은 수치해석을 통해 파악하였다. 그 결과, 앵커에 긴장력 도입으로 인한 반력판의 침하가 발생하는 것으로 나타났으며, 그로 인한 앵커의 축력 감소가 발생하였다. 또한 지진하중에 의해 앵커 정착부의 변위가 증가하였으며, 정착부 길이가 길수록 장주기 지진에 의한 영향이 큰 것으로 나타났다.

내분비계장애물질 대체소재의 안전성 (Safty of Alternatives for Endocirne Disrupting Substances)

  • 박찬진;김웅;계명찬
    • 환경생물
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    • 제33권4호
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    • pp.361-374
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    • 2015
  • 내분비계장애물질 (endocrine disruptors)은 포유류에서 축적되어 내분비계를 교란하며, 특히 수정능, 초기발생 등에 악영향을 미치고 암을 유발할 수 있는 것으로 잘 알려져 있다. 이러한 내분비계장애물질은 그 내분비계 교란 효과에 대한 지식이 부족하여 페인트, 코팅, 세제, 플라스틱 등에 활발히 사용되어 왔다. 특히 가정에서 내분비계장애물질은 음식 용기, 물병, 세탁용 세제 등에 사용되어 인체에 쉽게 노출되었다. 이후 내분비계장애물질의 위험성을 인식하면서 세계 각국에서는 내분비계장애물질의 생산 및 사용을 규제하고 대체재를 발굴하기 시작하였다. 그러나 현재까지 보고된 대체재의 안전성 또한 불확실하며, 이들의 인체에 대한 악영향을 완전히 파악하지 못한 채 사용하고 있다. 최근 이러한 대체재들 중 기존의 내분비계장애물질과 구조적으로 유사하고 내분비계 교란 효과를 갖는 물질이 있음이 밝혀졌으며, 이에 본 소고에서는 기존에 알려진 대표적인 내분비계장애물질인 bisphenol-A, phthalates, nonylphenols 및 이들의 대체재가 인체에 미치는 영향을 파악하고, 나아가 일부 대체재들에 대한 in-silico 분석을 수행함으로써 현존하는 대체재의 안전성에 의문을 제기하고 바람직한 소재 발굴을 위한 가이드를 제시하고자 하였다.

저 회전강성 진동 절연기에 의한 X-밴드 안테나의 고각방향 미소진동 절연 효과 검증 (Verification of Micro-vibration Isolation Performance by using Low Rotational Stiffness Isolator under Elevation Direction Operation of the X-band Antenna)

  • 전수현;이재경;정새한솔;이명재;오현웅
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.238-246
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    • 2015
  • A stepping motor is widely used to operate the elevation and azimuth stage of the X-band antenna with 2-axis gimbal system for effective image data transmission from a satellite to a ground station. However, such stepping motor also generates an undesirable micro-vibration which is one of the main disturbance sources affecting image quality of the high-resolution observation satellite. In order to improve the image quality, the micro-vibration isolation of the X-band antenna system is essential. In this study, the low rotational stiffness isolator has been proposed to reduce the micro-vibration disturbance induced by elevation direction operation of the X-band antenna. In addition, its structural safety was confirmed by the structure analysis based on the derived torque budget. The effectiveness of the design was also verified through the micro-vibration measurement test.

Development of a Shower Carrier based on the Needs in Long-term Care Institutions

  • Cho, Deok-Yeon;Ko, Cheol-Woong;Chun, Keyoung-Jin;No, Kon-Woo
    • 대한인간공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.379-388
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    • 2012
  • Objective: This study developed a new shower carrier prototype to reduce caregivers' muscle burden and to increase use convenience by reflecting the needs of domestic long-term care institutions. Background: In the long-term care institutions, one of the ADL(Activities of Daily Life) factors is bathing/showering. Recently, bath/shower-assisting equipment is actively being introduced in care institutions to reduce the caregivers' care cost, but most of the domestic equipment was designed to imitate foreign products and rarely reflected the needs of care institutions. Method: Based on Korean elderly people's body information, the bed size(length: 1,900mm, width: 650mm) was set-up, and a variable headrest with a newly designed headform was developed to provide the comfort for the elderly and convenience for caregivers. To reduce caregivers' muscle burden on transferring and showering activities, a 3-step column lifting module equipped with dual actuators(lowest/highest levels from the ground: 600/1,100mm, Stroke: 500mm) was developed, and the wheelbase parameter(length: 1,250mm, width: 580mm) was defined securing the turn-over safety of the shower carrier. The drivability tests were performed for the prototype and foreign product, and the male and female subject's muscle activities were measured through the tests. Results: The structural stability of the shower carrier prototype was secured by finite element analysis, and the muscle activities of the subjects through the drivability tests largely decreased in the prototype, compared to the foreign product. Conclusion: In this study, a new shower carrier prototype was developed to possibly reduce caregivers' muscle burden and to increase use convenience based on the needs of long-term care institutions. It was expected that the drivability performance of the prototype could be relatively superior to that of the foreign product. Application: The results obtained from the study can be applied for the optimal development of a shower carrier including other equipment to effectively care for the elderly.