가속열화시험 데이터를 활용한 엘리베이터 와이어로프 수명 예측

김승호(Seung Ho Kim),김상부(Sang Boo Kim),김성호(Sung Ho Kim),함승훈(Sung Hoon Ham) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.41 No.10

엘리베이터 와이어로프의 수명은 제품의 매우 중요한 특성 가운데 하나로서 사용자의 안전 및 장비의 정비 정책과 밀접한 관계가 있다. 엘리베이터 와이어로프의 수명을 사용조건에서 측정하는 것은 매우 비경제적이다. 이 연구에서는 엘리베이터 와이어로프 (8x19W-IWRC)의 가속열화시험 데이터를 활용하여 와이어로프의 수명을 추정하는 방법을 다루었다. 굽힘피로시험기를 이용하여 가속열화시험을 진행하였으며 가속변수로는 인장하중을 사용하였다. 와이어로프의 수명은 대수정규분포를 가정하였고, 선형회귀모형을 이용하여 가수명을 구한 후 가속수명모형을 이용하여 와이어로프의 수명을 추정하는 방법과 고장 확률에 대한 로지스틱 회귀모형을 이용하여 추정하는 방법을 제시하고 두 모형의 수명 추정결과를 비교하였다. The life of elevator wire ropes is one of the most important characteristics of an elevator, which is closely related to the safety of users and its maintenance policy. It is not cost effective to measure the lifetime of elevator wire ropes during their use. In this study, the life estimation of elevator wire ropes (8x19W-IWRC) is considered using accelerated degradation test data. A bending fatigue tester is used to perform the accelerated degradation tests, incorporating the acceleration factor of tensile force. Assuming that the life of wire ropes is log-normally distributed, two life estimation methods are suggested and their results are compared. The first method estimates the life of wire ropes utilizing the accelerated life model with pseudo lives obtained from a linear regression model. The second method estimates the life using a logistic model based on failure probability.

RPSD에 설치된 와이어로프의 안전성 해석

박상규,팽루,김현,Park, Sang-Kyu,Peng, Lu,Kim, Hyun 한국전자통신학회 2013 한국전자통신학회 논문지 Vol.8 No.2

이 연구는 RPSD시스템의 양쪽 끝에 연결되어 있는 세 가지 종류의 와이어로프에 대한 안전성에 대한 결과를 해석하였다. 양쪽 끝을 고정한 것과 여러 개의 도르래를 사용하여 연결한 상태로 일정한 하중을 적용하여 와이어로프의 변위량을 측정한 결과 양끝을 고정한 것 보다 여러 개의 도르래를 사용한 와이어의 변형이 작았으며 하중을 가할 때 특별한 와이어로프의 변위량은 없는 것으로 설정하였다. 그 결과 6mm의 와이어로프의 변위가 4.83mm로 가장 작았으며, 여러 개의 도르래를 사용한 와이어로프의 변위량이 가장 적음을 확인할 수 있었다. This study shows the results of safety analysis obtained from the three different wire rope connections in the RPSD (Rope Platform Screen Door) system, which are the rope connected at both ends, the ropes connected by a pulley at both ends, and the ropes connected by many pulleys at both ends. With a constant load applied, the displacements in the ropes connected by a pulley at both ends and the ropes connected by many pulleys at both ends are smaller than that in the rope connected at both ends. There are no any special different displacements between the ropes connected by a pulley at both ends and the ropes connected by many pulleys at both ends. The displacement in the wire rope diameter of 6mm is smallest of 4.83mm and the strains from the displacements in the ropes connected by a pulley at both ends and the ropes connected by many pulleys at both ends are very small.

100 kJ 낙석에너지 흡수가 가능한 유연성 와이어로프 낙석방지울타리 성능검증

손정익,신용철,김정우,문형범,이경수 대한지질공학회 2022 지질공학 Vol.32 No.4

본 연구에서는 ETAG 027에서 제시하는 수직낙하실험법을 이용하여 100 kJ 낙석에너지를 포획할 수 있는 유연성 와이어로 낙석방지울타리에 대한 성능검증을 실시하였다. 유연성 와이어로프는 스프링과 와이어로프로 구성된 탄성력 증진 로프로서 와이어로프보다 탄성늘음이 향상되어 낙석과 와이어로프와의접촉시간을 인위적으로 증가시켜 낙석 충격력 경감효과를 유발하고 낙석에너지 흡수효과 또한 향상시켰다. 9.8 kN의 콘크리트 공시체를 낙석방지울타리 상단 10.5 m 높이에서 자유낙하시켜 102.9 kJ의 낙석에너지를 낙석방지울타리에 가한 후 지주거동을 분석한 결과, 지주는 소성비틀림이 발생하였으며 탄성회복 후 최종변형량은 1.15 m로 ETAG 027에서 제시하는 기준인 2.0 m 이하의 결과가 제시되어 유연성 와이어로프 낙석방지울타리는 102.9 kJ의 낙석에너지를 성공적으로 흡수 가능한 것으로 확인되었다.

원격 크레인 와이어 로프 결함 탐지 시스템 개발에 관한 연구

민정탁,이진우,이권순 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회지 Vol.27 No.1

Wire ropes are used in a myriad of various industrial applications such as elevator, mine hoist, construction machinery, lift, and suspension bridge. Especially, the wire rope of crane is important component to container transfer. If it happens wire rope failures during the operation, it may lead to safety accident, economic loss by productivity decline and so on. To solve this problem, we developed remote wire rope fault detecting system, and this system is consisted of 3 parts that portable fault detecting part, signal processing part and remote monitoring part. All detected signal has external noise or disturbance according to circumstances. So, we applied to discrete wavelet transform to extract a signal from noisy data. It is verified that the detecting system by de-noising has good efficiency for inspecting faults of wire ropes in service. As a result, by developing this system, container terminal could reduce expense because of extension of wire ropes exchange period and could competitive power. Also, this system is possible to apply in several fields such as elevator, lift and so on. 와이어 로프는 엘리베이트, 건설현장의 리프트, 현수교 등 다양한 산업 현장에 응용되어 지고 있다. 특히, 크레인의 와이어 로프는 컨테이너 이송에 중요한 요소로서 컨테이너 이송 시 로프에 결합이 발생한다면 안전사고, 생산성 저하에 따른 경제력 손실 그리고 컨테이너 터미널의 경쟁력 손실 등 여러 가지 문제점이 초래된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 원격 크레인 와이어 로프 결함 탐지 시스템을 개발하였으며, 본 시스템은 크게 결함 탐지부, 신호 처리부, 원격 모니터링부로 구성되어져 있다. 측정된 신호는 외부적 환경으로부터 노이즈를 가지게 되는데 원신호로부터 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 이산 웨이브렛 변환을 적용하였다. 그 결과 와이어 로프 결함을 탐지하는데 있어서 좀 더 쉽게 결함을 판별할 수 있었다. 결론적으로 이러한 시스템의 개발은 와이어 로프의 교체 시기 연장으로 항만의 비용을 절감할 수 있으며, 경쟁력 향상 그리고 엘리베이터, 리프트 등 다양한 산업현장에 이러한 시스템을 적용할 수 있다.

함정 탑재장비용 와이어로프 마운트 설계를 위한 기초연구

이현엽,김성은,김병현,곽정석 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.11

와이어로프 마운트는 함정에 탑재된 장비에 설치되어 진동, 충격 및 소음 등의 특수 성능을 만족시키게 한다. 이러한 와이어로프 마운트와 관련된 기술은 국내에서는 아직 완전하게 개발이 되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 미 해군 규격 MIL-M-17185A와 MIL-S-901D를 기초하여 와이어로프 마운트의 기초연구를 진행하였다.

승강기 와이어로프 진단을 위한 누설자속기법 기반 국부손상 진단

김주원,박주영,박승희,Kim, Ju-Won,Park, Ju-Young,Park, Seunghee 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.4

본 연구에서는 와이어로프의 국부손상 검색을 위해 누설자속기법을 적용하였다. 와이어로프 구조물에 적용하기 위해 리프트오프의 발생을 최소화한 4채널 누설자속 센서헤드를 제작하였고, 이를 사용하여 와이어로프의 국부손상 검색실험을 수행하였다. 국부손상 검색실험을 위해 와이어로프를 준비하였고, 다양한 원주방향을 가지는 부분 단선 손상들을 발생시켰다. 제작된 자속누설 센서헤드를 이용하여 와이어로프 시편의 자속신호를 스캔하였고, 노이즈의 영향을 최소화하고 자속신호의 해상도를 향상시키고자 자속 신호를 미분하여 순간변화량을 손상 검색에 활용하였다. 객관적인 손상 판단을 위해 각 채널에서 계측된 자속신호를 GEV분포를 이용해 설정된 임계값과 비교하였다. 최종적으로 임계값을 초과한 부분의 길이방향 및 원주 방향 위치를 실제 손상과 비교함으로써 본 기법의 국부손상 검색 가능성을 살펴보았다. In this study, Magnetic Flux Leakage(MFL)-based inspection system was applied to detect the local fault of wire rope. To verify the feasibility of the proposed damage detection technique, an 4-channel MFL sensor head prototype was designed and fabricated. A wire rope with several types of cross-sectional damages were fabricated and scanned by the MFL sensor head to measure the magnetic flux density of the wire rope specimen. To interpret the condition of the wire rope, magnetic flux signals were used to determine the locations of the flaws. To improve the resolution of signal, the instantaneous variation value of magnetic flux was utilized. Measured signals from the damaged specimen were compared with thresholds set for objective decision making. Finally, the results were compared with information on actual inflicted damages to confirm the accuracy and effectiveness of the proposed cable monitoring method.

엘리베이터 권상력 원격 측정 및 모니터링에 대한 연구

김윤겸,한관희 국제차세대융합기술학회 2021 차세대융합기술학회논문지 Vol.5 No.2

본 논문은 엘리베이터의 와이어로프와 도르래의 마찰에 의한 권상력을 무부하 상태에서 측정할 수 있는 방법 및 원격에서 모니터링이 가능한 측정 장비 개발에 대한 연구이다. 와이어로프와 도르래의 마찰에 의한 권상 력에 의하여 구동되는 현대의 고속 대용량 엘리베이터는 와이어로프와 도르래의 마모, 윤활 조건 등의 변화로 인 하여 마찰 계수가 감소할 수 있으며 마찰 계수의 감소는 권상력의 감소를 초래하여 카가 정지 층에서 착상 불량 을 일으키거나 승객 또는 화물이 탑승한 상태에서 추락할 수도 있다. 본 연구에서는 엘리베이터의 권상력에 대한 국내외 표준을 검토하고, 무부하 상태에서 마찰에 의한 권상력 측정 방법을 정립하고, 원격에서 모니터링 되는 측 정 장비를 개발하여 실제 엘리베이터에서 시험하고 시험한 측정값과 분동을 이용한 실부하 시험 값을 비교 분석 하였다. 마찰에 의한 권상력 부족에 따른 사고를 조기에 예방하기 위하여는 엘리베이터의 권상력은 실제 설치 장 소에 가지 않더라도 실시간 체크되고, 원격으로 모니터링 되어야 한다. 최근들어 IoT 기술의 발달로 인하여 사고 의 위험을 줄이고 엘리베이터를 보다 안전하게 사용하기 위하여 엘리베이터 상태를 원격에서 관찰하기 위한 여러 가지 모니터링 기술이 발전하여 왔으나 실시간 권상력 원격 점검 기술은 아직까지 시도되지 않았다. 본 연구에서 는 엘리베이터 권상력에 대한 실시간 원격 모니터링 방법을 제시하고자 하며, 이는 최근들어 활발해진 국내 승강 기 산업 분야의 4차 산업 기술 적용에 기여할 것으로 판단된다. This paper is a study of a method that can measure the traction force caused by friction between the wire rope and pulley of an elevator under no load, and monitor the real-time status of elevator traction force remotely. Modern high-speed, high-capacity elevators driven by the traction force by friction between the wire rope and the pulley may have reduced friction coefficients due to changes in the wear and lubrication conditions of the wire rope and pulley, and consequently decrease of the traction force due to the reduction of the friction coefficient incurs landing error or falling accidents with passengers or cargo on the stationary floor while boarding. In this study, domestic and international standards for elevator traction force were reviewed, measurement method of traction force by friction under no load was formulated, and remote monitoring of measuring instrument within elevator was developed, and tested in actual elevators, and actual load test values were compared. In order to prevent accidents caused by a lack of traction force due to fiction, traction force shall be checked in real-time and monitored remotely. Since the development of IoT technologies have been evolved, various monitoring technologies have been developed to use elevators more safely and prevent accidents, but real-time remote inspection technology for traction force has not been proposed yet. The aim of this study is to develop remote measurement and monitoring method for the traction force of elevator in real-time.

볼트 조임력에 의한 와이어로프의 휨 보강

김선영,송진규,이영욱,변항용 한국구조물진단유지관리공학회 2006 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.10 No.2

본 연구는 볼트의 조임력을 이용한 와이어로프의 휨보강 효과에 대한 실험 및 사례에 대한 것이다. 본 공법은 와이어로프에 볼트와 너트를 이용해 긴장응력을 도입하며, 이 방법은 시공성이 매우 우수하다. 제안된 방법에 대한 휨보강 효과에 대한 검증을 위해 실험을 수행하였다. 콘크리트 압축강도는 24MPa이고 전단스팬비()가 2.8인 실험체의 주요변수로는 초기 긴장응력과 새들 수량으로 하였다. 실험결과, 무보강 실험체에 비해서 휨내력은 약 160% 증가하였으며, 초기 긴장력에 따라서 균열 및 극한모멘트가 증가하였다. 그러나 새들의 수량은 균열 및 극한모멘트에는 영향을 주지 않았다. 실제 구조물의 보강공사에 적용한 사례를 통해서 제안된 공법은 다른 보강방법보다 매우 경쟁력 있는 방법임을 알 수 있었다. This paper deals with the experiment and construction case of concrete beams strengthened with wire rope using the tightening force of bolts. The mechanical bolting of wire rope for prestressing force is adopted, which is very easy for construction. For the flexural strengthening effect of the proposed method, the experiment was proceeded as follows. The main parameters of specimens, concrete strength is 24MPa, are initial prestressing forces of wire rope and the number of saddle. The flexural strengths of strengthened specimens compared with non-strengthened test piece were increased about 160%. Also, as the initial prestressing forces were increased, the crack and ultimate moments were increased. The number of saddle did not play an important role for the moment capacity. This proposed method as a construction example showed a more competitive method than any others.

Wire Rope Dynamics 기반의 조선용 탑재 크레인 동역학 시뮬레이션

차주환,구남국,노명일,이규열,Cha, Ju-Hwan,Ku, Nam-Kug,Roh, Myung-Il,Lee, Kyu-Yeul 한국전산구조공학회 2012 한국전산구조공학회논문집 Vol.25 No.2

A wire rope is comprised of several metal wires which are wound together like a helix and it can resist relatively large axial loads, as compared with bending and torsional loads. A shipbuilding crane for erection such as a floating crane, a gantry crane, and a crawler crane hoists up and down heavy blocks by using these wire ropes. Thus, it is necessary to find dynamic properties of a wire rope in order to safely lift the blocks using the crane. In this study, a formula for calculating the tension and torsional moment acting on wire ropes of the crane was derived based on the existing study, and then dynamic simulation of the crane was performed based on the formula. The result shows that the dynamic simulation can be applied to find the safe method for block erection of shipyards. 와이어 로프(wire rope)는 여러 가닥의 얇고 긴 철사를 감아서 밧줄과 같이 만든 것으로 굽힘과 비틀림 하중에 비해 축 하중에 더 크게 저항할 수 있는 특징을 가지고 있다. 해상 크레인, 갠트리 크레인, 크롤러 크레인 등과 같이 선박 또는 해양 구조물의 탑재를 위해 사용되는 조선용 탑재 크레인은 이러한 와이어 로프를 이용해 큰 중량의 블록들을 들거나 내리고 있다. 따라서 블록의 안전한 탑재를 위해서는 와이어 로프에 대한 동역학적 특성을 잘 파악해야 한다. 본 연구에서는 블록 탑재 시 크레인의 와이어 로프에 작용하는 장력과 비틀림 모멘트에 대한 계산식을 유도하고, 이를 기반으로 한 조선용 탑재 크레인의 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 개발된 시뮬레이션 방법이 실제 조선소의 안전한 블록 탑재 과정에 충분히 적용할 수 있음을 확인하였다.

와이어로프로 외부 보강된 RC 기둥의 반복거동에 관한 실험적 연구

허승웅,윤승조,곽기도 대한건축학회지회연합회 2022 대한건축학회연합논문집 Vol.24 No.3

오랫동안 큰 규모의 지진이 없었던 우리나라에 최근 발생한 2017년 경주지진과 2018년 포항지진은 많은 국민에게 큰 충격과 공포로 다가왔다. 포항지진으로 약 754개의 건물에 크고 작은 피해가 발생하였다. 그 중에서 필로티 건축물, 내진설계가 되지 않은 아파트나 학교 건물, 건물 외벽에 설치된 치장 벽돌(비구조재)에 큰 피해가 집중되었다. 필로티 건물들을 조사한 결과, 대부분 건물에서는 이러한 특별지진하중을 적용하지 않았다. 연구결과 해당 건물들에 특별지진하중을 적용했다면, 피해가 대폭 경감되는 것으로 조사되었다. 포항지진 발생 이후, 많은 구조기술자와 인력을 급파하여 현장조사를 통해 건물들의 피해 정도를 조사하고 건물사용 가능 여부에 대한 판정과 긴급 보강안을 제시하였다. 하지만 긴급 보강안에 있어서 현장 상황에 맞는 적절한 보강공법 및 매뉴얼에 관한 기술이 요구되었다. 본 연구에서는 철근콘크리트 필로티 기둥에 응급 및 내진 보강공법에 유용한 와이어로프를 이용하여 외부 보강공법 Ho, S. W., Kuroki, M. and Kikuchi, K. (2016). Splitting Bond Strength of Deformed Longitudinal Reinforcing Bars in R/C Columns Strengthened Laterally with External PC Rods, Journal of Structural Construction Engineering. N.603, 131-138 을 적용하였다. 와이어로프를 이용한 외부 보강공법의 상세 매뉴얼 제안을 위한 기초적 자료 수집을 위하여 외부 보강된 RC 기둥의 횡 하중 거동에 따른 내력성능 평가를 수행하였다.