세장비 변화에 따른 현장 부착강도 특성평가

김형배,박준영,권오선,윤경구,정원경,김현석 한국도로학회 2016 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.06

노후 콘크리트의 보수 방법에는 교량상판의 덧씌우기나 노후된 도로의 보수처럼 바닥판 또는 기존 콘 크리트를 보호함과 동시에 공용기간 중 콘크리트의 내구성 증진을 위하여 복합 구조체로 형성된 접착식 콘크리트 덧씌우기 포장이 일반적으로 사용되고 있으며, 이와 같은 복합 구조체는 신・구 콘크리트 간 부 착력에 따라 공용 중 차량하중, 환경하중 하에서 일체화된 역학적 거동과 장기공용성 확보에 커다란 영향 을 받게 된다. 이처럼 공용성 확보를 위한 중요인자인 부착강도를 평가하는 대표적 시험방법으로는 쪼갬 인장시험, 경사전단시험, Pull-out시험 및 니플 파이프 직접인장시험 등 다양한 시험법으로 사용되고 있 으나, 실내시험에 국한된다는 한계성을 지니고 있어 실내 및 현장평가에 동시 적용이 가능한 직접인발 시 험법이 가장 널리 사용되고 있다. 직접인발 시험법에 있어 실내 부착강도 평가의 경우 KS F 2762 「콘크 리트 보수보호재의 접착 강도 시험방법」을 준용하고 있으나, 현장 부착강도 평가의 경우는 유일하게 한국 도로공사에서 시행하고 있는 품질성능평가(QPI)에 의거하여 시행되고 있다. 실내 부착강도 시험에서는 규정된 밑판과 시험체를 사용할 경우 세장비(포설두께/코어직경)를 일정하게 유지하여 정량적 평가를 할 수 있으나, 구조물에 대한 유지보수공사 시 열화정도 및 구조물 특성 상 포설두께를 전 구간에 걸쳐 일정 하게 유지할 수 없어 현장 부착강도 평가 시 실내와 달리 세장비를 일정하게 유지하는 것이 어려운 실정 이다. 압축강도 및 인장강도의 경우 많은 연구를 통하여 시편의 세장비에 따른 강도변화와 이를 보정하기 위한 보정계수가 제안되어 사용되고 있으나 현장 부착강도의 경우 세장비의 편차가 압축강도 및 인장강도 시편보다 매우 큼에도 불구하고 현장 부착강도 시편의 세장비 차이에 따른 영향을 고려하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 압축강도 및 인장강도에서와 같이 시편의 세장비가 부착강도에 미치는 영향을 분석하고자 실내 및 현장 부착강도를 다양한 조건하에 실시하였으며 이를 통해 부착강도 평가 시 세장비에 따른 보정계수를 도출하고자 하였다. 세장비 효과 및 보정계수를 산출하기 위하여, 실내 부착강도 시험법의 포설두께 및 코어직경을 표준비 율(1.0)로 선정하여 세장비 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 등 총 4가지 변수에 대한 시험을 진행하였다.

전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성 평가 및 시험

구경회,김종범,이재한 한국전산구조공학회 2002 한국전산구조공학회논문집 Vol.15 No.3

본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가 결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합자굴 특성이 나타났다 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다. The purpose of this paper is to investigate the slenderness ratio effect on buckling characteristics of thin cylindrical structures subjecting the shear loads in detail. To do this, the buckling strength evaluations were carried out with using the evaluation formulae proposed by J. Okada. From the results of the buckling strength evaluations, the three types of staled cylindrical test specimen, which have L/R=3.1, 1.6, and 1.0, are determined for the numerical analyses and tests. From results, target slenderness ratio over L/R=3 results in dominant bending buckling mode, smaller slenderness ratio under L/R=1 results in dominant shear buckling mode, and near L/R=1.6 region shows the mixed buckling mode which has the bending and shear buckling mode simultaneously. Most results of buckling characteristics obtained by the numerical analyses and the evaluation formulae we in good agreement with those of tests.

전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른좌굴특성 평가 및 시험

구경희,김종범,이재한 한국전산구조공학회 2002 한국전산구조공학회논문집 Vol.15 No.3

The purpose of this paper is to investigate the slenderness ratio effect on buckling characteristics of thin cylindrical structures subjecting the shear loads in detail. To do this, the buckling strength evaluations were carried out with using the evaluation formulae proposed by J. Okada. From the results of the buckling strength evaluations, the three types of scaled cylindrical test specimen, which have L/R=3.1, 1.6, and 1.0, are determined for the numerical analyses and tests. From results, larger slenderness ratio over L/R=3 results in dominant bending buckling mode, smaller slenderness ratio under L/R=1 results in dominant shear buckling mode, and near L/R=1.6 region shows the mixed buckling mode which has the bending and shear buckling mode simultaneously. Most results of buckling characteristics obtained by the numerical analyses and the evaluation formulae are in good agreement with those of tests. 본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합좌굴 특성이 나타났다. 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다.

수평보강재로 1단 보강된 강재 거더의 웨브 세장비와 보강재 강성 변수에 대한실험 연구

박용명,김병준,김희순,만경록 한국강구조학회 2018 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.30 No.6

The AASHTO LRFD Bridge Design Specifications stipulates two requirements for the bending rigidity of the longitudinal stiffeners; formation of a buckling nodal line and securing the buckling strength of the T-section composed of a stiffener and a part of the web. Therefore, the required rigidity of the stiffener is related to the web slenderness ratio(D/tw) and yield strength of steel. In this study, an experimental study was carried out on the steel girders stiffened with single stiffener considering the web slenderness ratio and the rigidity of stiffeners as variables. Two cases of web slenderness ratios 331 and 247 were selected and total six girders were tested for the unstiffened and stiffened webs with two different stiffener rigidity for each slenderness ratio. Based on the tests, a required rigidity of the stiffener to reach the yield moment according to the web slenderness ratio was investigated. In addition, the stiffener rigidity requirements of AASHTO and Eurocode 3 were compared and possible shortcomings were analyzed by taking into consideration the web slenderness ratio, yield strength of girder and stiffener. AASHTO LRFD 교량 설계 기준에서는 수평보강재의 휨강성 요건으로서 좌굴 nodal line의 형성과 보강재와 웨브 일부분으로 구성된 T-단면의 좌굴강도 확보의 두 가지를 규정하고 있다. 따라서, 보강재의 필요 강성은 웨브 세장비(D/tw)와 강재의 항복강도와 연계가 된다. 본연구에서는 웨브를 1단 보강한 강재 거더에서 웨브 세장비와 보강재 휨강성 변수에 대한 실험 연구를 수행하였다. 웨브 세장비는 331과 247의두 경우를 고려하였으며, 각 세장비에 대해 비보강 및 두 가지 보강재 강성을 고려하여 총 6개의 거더에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과로부터웨브 세장비에 따라 항복모멘트에 도달하기 위해 필요한 보강재의 휨강성을 분석하였다. 아울러 웨브 세장비, 거더와 보강재의 항복강도 변수를고려하여 AASHTO 및 Eurocode 3 기준의 보강재 강성 요건을 비교하고 문제점을 분석하였다.

공구세장비에 따른 알루미늄합금 7075의 절삭특성 및 가공 가능영역에 관한 연구

박현민(H.M. Park),박현철(H.C. Park),손황진(H.J.Son),조영태(Y. G. Jung),정윤교(Y. G. Jung) 한국기계가공학회 2013 한국기계가공학회지 Vol.12 No.4

When impeller machining needs to be machined over a length in order to avoid interference with neighboring surfaces between material and tool, there are no databases about cutting condition according to tool slenderness ratio. So selection and machining of cutting condition depends on expert’s experience. Therefore, the purpose of this paper is deciding cutting condition in roughing and finishing process of impeller according to slenderness ratio of AL7075’s end-mill that is the most commonly used for impeller. We have tested for about relation between Slenderness ration and fluctuation width of the cutting force, surface roughness and depth of cut ratio to observe cutting characteristics according to slenderness ratio. The experiments of cutting characteristics and processing criteria are compared with AL5052 which is existing information.

다른 세장비의 사각 마이크로채널 내의 기포 거동에 관한 연구

최치웅(Chi-woong CHOI),유동인(Dong In Yu),김무환(Moo Hwan Kim) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集B Vol.34 No.5

다른 세장비에 따른 단일 사각 마이크로 채널 내의 이상유동연구를 수행하였다. 본 연구에서는 대략 넓이가 500 ㎛ 이며 수력직경이 각각 490, 322, 143 ㎛ 인 사각 마이크로채널 내에서의 물-질소 유동에 대한 실험이 수행되었다. 또한, 고속카메라와 장거리 현미경을 통해 이상유동양식을 가시화하였다. 본 연구는 이상유동 중 기포류에 중점을 두었으며 가시화 결과를 통해 기포의 속도, 기포의 길이, 관 내 기포의 개수, 기공률을 산출하였고 단위 셀 모델을 기반으로 늘어진 단일 기포의 압력강하를 해석하였다. 실험을 통해 기포의 속도, 기공률, 단일 기포의 압력강하가 각각 겉보기 속도와 체적건도, 세장비와 연관이 있음을 확인하였으며, 사각 마이크로 채널 내 늘어진 단일 기포의 압력강하에 대한 상관식을 개발하였다. The adiabatic two-phase flow in single rectangular microchannels was studied for different aspect ratios. The working fluids were liquid water and nitrogen gas. The hydraulic diameters of the rectangular microchannels were 490, 322, and 143 ㎛, and the widths of the microchannels were around 500 ㎛. The two-phase flow pattern was visualized using a high-speed camera and a long-distance microscope. This study was focused on bubble flow regimes. From the visualized images, the bubble velocity, bubble length, number of bubbles, and void fraction were evaluated. Further, the pressure drop in a single bubble was evaluated by using a unit cell model. The bubble velocity is proportional to the superficial velocity. Further, the relationship between the void fraction and the volumetric quality is linear. The pressure drop in a single elongated bubble is strongly related to the aspect ratio. Finally, the new correlation about the pressure drop of a single elongated bubble in the rectangular microchannel was proposed.

디지털 이미지 처리 기법을 이용한 굵은골재의 입도분포곡선

이관호,김영진,황택진,조재윤,Lee, Kwan-Ho,Kim, Young-Jin,Hwang, Tak-Jin,Cho, Jae-Yoon 한국토지주택공사 토지주택연구원 2011 LHI journal of land, housing, and urban affairs Vol.2 No.1

본 연구는 디지털 이미지 처리 기법을 이용하여 골재입자의 형상을 분류한 것이다. 디지털 이미지 처리 기법은 골재의 표면거칠기 및 형상계수 등의 정량적인 분석에 적합한 것이다. 연구에 사용된 골재입자는 주문진 표준사, 해양골재 2종, 쇄석골재 2종 등이 이용되었다. 해변자갈I, II의 형상계수는 0.35~0.54, 쇄석I은 0.74의 범위로 박편 형태의 편평상으로 나타나는데 비해 주문진 표준사의 입자의 모양은 세장형으로 나타났다. 특히 해변자갈II는 해변자갈I과 달리 모든 시료보다 세장비가 작으므로 장축과 중축의 차이가 크고, 긴 입자의 형상특성을 보여주고 있다. 체가름 시험 및 실측을 통해 결정된 골재의 세장비 및 편평비와 디지털 이미지 처리 기법을 이용해 결정된 골재의 세장비 편평비는 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 디지털 이미지 처리 기법을 이용하여 2차원 이미지를 3차원으로 변환하기 위하여 형상변환계수 및 등가직경이론을 제안하였고, 이를 이용하여 수정입도분포곡선을 작성하였다. 4종의 골재에 대한 편평비는 각각 0.30, 0.36, 0.47 및 0.83으로 측정되었다. 형상변환계수는 각각 0.77, 0.78, 0.84 및 0.92로 결정되었다. 형상변환계수에 디지털이미지 처리기법에서 구한 입경을 곱하여 입자의 크기를 보정하였다. 보정된 입자크기를 이용하여 보정된 체적 및 중량을 구하여 수정입도곡선을 작성하였다. The purpose of this research is particle shape evaluation of aggregate using Digital Image Process(DIP). DIP is very useful to measure the roughness and particle shape of aggregates. Couple of aggregates, like standard sand, two different crushed stones, and two different marine aggregates, have been employed. Shape factors of two different marine aggregates are ranged 0.35 to 0.54. Crushed stone I is 0.74 which is highly flat, but standard sand is elongated shape. Especially, two marine aggregate showed a big difference of width and length which meaned a long shape. There is any significant difference of elongation ratio and flatness for each aggregate with different measuring system, like direct measurement of vernier calipers and DIP method. Shape conversion coefficient and equivalent diameter for changing 2D image to 3D image by the Digital Image Process(DIP) have been suggested and modified particle size distribution curve has been showed. The measured flatness ratios of each aggregate were 0.30, 0.36, 0.47 and 0.83, respectively. Also, the conversion shape coefficients of each aggregate were determinded as 0.77, 0.78, 0.84 and 0.92. The size of aggregate has been modified by multiplying the shape conversion coefficient and the aggregate size from DIP. The modified gradation curve with modified volume and weight of aggregate has been suggested. Within the limited test results, DIP is one of useful to get the particle shape of aggregate with limitation of measuring errors and to apply the particle distribution curve.

유체-구조 연계 해석기법을 이용한 세장비가 큰 비행체 날개의 공탄성 해석

이기두(Ki-Du Lee),이영신(Young-Shin Lee),이대열(Dae-Yearl Lee),이인원(In-Won Lee) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.6

항공기의 안전성 확보 및 투하되는 탄의 정확도 증대를 위한 새로운 개념의 활공비행체 개발이 많은 기업에서 진행 중에 있다. 항공기의 장착 공간 및 활공거리 증대를 고려하여 세장비가 큰 전개되는 날개를 채택하는 것이 일반적이다. 큰 세장비의 날개 구조물은 상대적으로 낮은 강성에 의하여 과도한 탄성변형 뿐 아니라 플러터 발생의 가능성이 높아지게 된다. 본 연구는 큰 세장비 날개에 대하여 유체-공력 연계기법을 이용, 구조변형에 의한 공력 특성의 변화 및 플러터 발생가능성에 대하여 검토하였다. 공기력 계산을 위하여 FLUENT 코드가 구조 동특성 해석을 위하여ABAQUS 상용코드가 사용되었으며, 국부지지 방사기 저함수로 구성된 Code-bridge를 이용한 입력 자료의 보간 및 사상을 수행하였다. 해석 결과 고려된 활공 조건에서 구조 변형에 의한 공력 특성의 변화가 발생하는 것이 관측되었으며, 이에 의한 진동도 계속적으로 발생되는 것으로 표현되었다. For the safety of aircraft and accuracy of bombs, many companies have researched the new concept of adaptive kit to flying-bombs. For the long distance flying, it's normally used deployed high-aspect ratio wing because of limited volume. The probabilities of large elastic deformation and flutter are increased due to decreased stiffness of high-aspect ratio wing. In this paper, computational fluid dynamics and computational structure dynamics interaction methodology are applied for prediction of aerodynamic characteristics. FLUENT and ABAQUS are used to calculate fluid and structural dynamics. Code-bridge was made base on the compactly supported radial basis function to execute interpolation and mapping. There are some differences between rigid body and fluid-structure interaction analysis which are results of aerodynamics characteristics due to structural deformation. Small successive vibration was observed by interaction.

비대칭 이중곡률 스테인리스 원형강관 보-기둥의 좌굴내력에 관한 실험적 연구

장호주,박재선,양영성,Jang, Ho Ju,Park, Jae Seon,Yang, Young Sung 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.4

본 연구에서는 스테인리스 강관의 구조재로서 적용성 검토를 위해 편심 축하중을 받는 스테인리스 원형강관 보-기둥에 대한 좌굴강 도와 거동을 파악하고자 한다. 주요변수는 축력과 양단 비대칭 모멘트를 받는 이중곡률 보-기둥에 세장비(細長比)와 편심비(e/k)로 한 스테인리 스 원형강관의 최대내력 및 변형능력 등의 역학적 특성을 규명하며, 이론해석을 통한 실험값과 비교함으로서 스테인리스 강관 구조설계을 위한 기초 자료를 구하는데 그 목적이 있다. 실험결과를 해석결과와 비교해본 결과, 세장비 70의 편심비가 0인 시험체만이 낮고, 그 외 모든 시험체는 해석을 통한 M-P 상관곡선을 상회하는 결과를 보이나, 편심비가 작을수록 해석값에 근접하고 있어, 이론해석에서 적용한 세장비를 고려한 좌굴계수나 강도저감계수가 스테인리스 원형강관에 대해서는 별도의 값이 적용될 가능성이 있는 것으로 판단되며, 더 많은 실험에 의해 확증되어야 할 것이다. This study is a series of experimental investigations of the buckling strengths of eccentrically compressed, cold-formed, stainless-steel, circular, hollow-section beam columns. The principal parameters that were used in this study were the slenderness ratios (Lk/r = 30, 50, 70) and the magnitude of eccentricity e(one way: 0, 25, 50, 75, and 100mm: the other way: 0, 12.5, 25, 37.5, and 50mm) on the asymmetrical end-moment of a double curvature. The objectives of the study were to obtain the maximum loads through an experiment and to compare the experimental behaviors with the analysis results. The ultimate buckling strength of the square section members were evaluated using a numerical method, in accordance with the bending moment-axial force(M-P) interaction curves. The behavior of each specimen was displayed in the form of the strength-displacement and moment-angle(M-$\theta$) relationship.

고밀도 지르코늄(Zr) 금속연료 조성의 추진제를 이용한 무노즐 부스터 성능 연구

길태옥,정은희,이기연,류태하 한국추진공학회 2018 한국추진공학회지 Vol.22 No.2

This study was carried out to improve the performance characteristics of nozzleless boosters that are used in ramjet boosters. A propellant using Zr as the metal fuel was developed, which provided a higher density than the propellant using Al as the metal fuel. The developed propellant was cast using the nozzleless booster and a ground test was carried out by varying the length-to-diameter ratio (L/D ratio) of the propellant. From a comparison between the performance characteristics of propellants using Zr and Al, it was proved that the performance of the propellant using Zr is higher than that of propellant using Al, except for the specific impulse, under all tested conditions. As the length-to-diameter ratio was increased, the specific impulse of the propellant using Zr was decreased by 88% compared with that of the propellant with Al. However, because of the density difference between the propellants, the impulse density of the propellant with Zr was higher than that of the propellant with Al under all tested conditions. 무노즐 부스터의 성능을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 알루미늄 금속연료와 비교하여 고 밀도를 갖는 지르코늄을 사용한 고밀도 추진제를 개발하였고, 이 추진제를 이용하여 세장비에 따른 성능 특성을 알아보았다. 알루미늄 조성의 추진제 성능과 비교하여 모든 세장비에서 지르코늄 조성의 추진제가 비추력을 제외하고 높게 나타났다. 지르코늄 조성의 추진제의 비추력은 세장비가 증가함에 따라 시험조건 내에서 알루미늄 조성의 추진제와 비교하여 88%까지 감소하였다. 그러나, 추진제의 밀도차이로 인하여 모든 세장비에서 알루미늄 조성의 추진제보다 지르코늄 조성의 추진제가 높게 나타났다.