본 연구는 우리나라에서 정부 R&D 지원이 기업의 R&D 투자에 미치는 영향에 대해 실증적으로 분석한다. 이를 위해 2012년부터 코로나 직전인 2019년까지 8년 간 『연구 개발활동조사』와 『국가연구개발사업 조사·분석』 그리고 기업 재무정보를 제공하는 『KIS-Value』를 연계하여 패널 자료를 구축하고, 정부 R&D 지원을 받은 기업의 R&D 투자에 미치는 영향을 성향점수매칭법(PSM)과 패널 이중차분법(DID)을 사용하여 추정한다. PSM-패널DID 분석 결과 정부 R&D 지원을 받은 기업은 그렇지 않은 기업과 비교하여 유의한 수준에서 R&D 투자를 확대하는 것으로 확인되었다. 세부 집단별로 살펴보면 정부 R&D 지원 횟수가 커질수록 기업의 R&D 투자 확대 효과는 더 커지며, 정부 R&D 지원금 규모가 일정 수준 이상인 경우에만 기업의 R&D 투자 확대 효과가 유의한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 우리나라에서 기업에 대한 정부 R&D 지원은 민간 R&D 투자의 시장실패를 보완하는 본연의 역할을 하고 있으며, 실질적인 정책 효과를 내기 위해서는 중장기적인 관점에서 일정 규모 이상의 지원이 뒷받침되어야 한다는 것을 시사한다.

The simplified plate theory is presented for static and free vibration analysis of power-law(P) and sigmoid(S) Functionally Graded Materials(FGM) plates. This theory considers the parabolic distribution of the transverse shear stress, and satisfies the condition that requires the transverse shear stress to be zero on the upper and lower surfaces of the plate, without the shear correction factor. The simplified plate theory uses only four unknown variables and shares strong similarities with classical plate theory(CPT) in many aspects such as stress-resultant expressions, equation of motion and boundary conditions. The material properties of the plate are assumed to vary according to the power-law and sigmoid distributions of the volume fractions of the constituents. The Hamilton’s principle is used to derive the equations of motion and Winkler-Pasternak elastic foundation model is employed. The results of static and dynamic responses for a simply supported FGM plate are calculated and a comparative analysis is carried out. The results of the comparative analysis with the solutions of references show relevant and accurate results for static and free vibration problems of FGM plates. Analytical solutions for the static and free vibration problems are presented so as to reveal the effects of the power law index, elastic foundation parameter, and side-to-thickness ratio.

지수 함수 및 멱 법칙 함수를 이용한 점진기능재료(FGM) 판의 전단 및 두께 방향 변형을 고려한 이론을 정식화하여 동적 평형방정식을 유도하였다. 지수 함수 및 멱 법칙 함수는 두께 방향으로 재료의 변화를 고려할 수 있고 3차원 해석방법은 전단 및 두께 방향 변형을 고려함으로써 점진기능재료의 정확한 구조적 특성을 고려할 수 있다. Pasternak탄성지반 위에 놓인 4변이 단순 지지되고 전단 및 두께 방향 변형이 고려된 점진기능재료 판의 지배방정식을 풀기 위해 Navier 방법을 사용하였다. 거듭제곱 지수와 3차원 해석의 효과를 나타내기 위한 지수 및 멱 법칙 점진기능재료 판의 동적 해석결과를 제시하였다. 기존의 2차원 고차전단변형 이론 및 3차원 이론과의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 (i) 거듭제곱 지수, (ii) 폭-두께 비, 그리고 (iii) 탄성지반 계수, 등이 점진기능재료 판의 자유진동수에 미치는 효과에 대하여 관찰하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과들과 비교 분석하였다.

탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료 고차전단변형 판의 동적 불안정성에 대하여 연구하였다. 고차전단변형이론은 점진기능재료 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. Mathieu-Hill 방정식의 형태로 유도된 지배방정식에서 Bolotin 방법을 이용하여 동적 불안정 영역을 결정하였다. 동적 불안정 영역의 경계는 동적 하중과 여기진동수와의 관계로 나타내었다. 고차전단변형이론과 탄성지반 효과가 S형상 점진기능재료 판의 동적 불안정성에 미치는 효과를 제시하였다. Winkler와 Pasternak탄성지반 매개변수의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 정적 하중계수, 거듭제곱 지수 그리고 폭-두께비 등의 동적 불안정 영역에 대한 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 S형상 점진기능재료 구조물의 동적 불안정 해석을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

바텀애쉬는 화력발전소에서 석탄을 연료로 사용하고 그 부산물로 발생되는 것으로, 현재까지 대부분 발전소 부지 내에 매립되어 왔다. 화력발전소에서 바텀애쉬 매립장을 확보하지 못한다면 발전이 불가능할 수 있으므로 바텀애쉬 재활용에 대한 연구가 많이 되어져 왔다. 그러나 바텀애쉬는 흡수율이 높고, 입도가 불규칙하여 골재로써 강도 발현에 한계가 있었다. 본 연구에서는 바텀애쉬를 콘크리트 잔골재로 사용할 수 있는 혼화제(무기경화제)를 개발하여 그 가능성을 실험하고자 하였다.

본 연구는 공용 중 보강토옹벽에 발생하는 배부름현상을 보강하기 위한 방법을 제안하고 현장실험으로 보강방법의 신뢰성을 파악 하고자 하였다. 보강토옹벽의 배수시설을 미설치하여 강우에 의해 배부름현상이 유도되도록 하였으며, 시공 후 15일간 변위속도가 크게 발생한 후 점차적으로 감소하였다. 유도된 배부름현상의 변위는 미연방도로국(FHWA)의 시공 중 수평변위 기준을 적용하여 판단하였다. 배부름 현상을 보강하기 위해 보강토옹벽에 소일네일을 설치하고, 네일의 두부를 수평으로 서로 연결하여 보강토 옹벽의 블록들을 서로 지지할 수 있도록 하였다. 보강재들의 보호를 위해 숏크리트로 보강면을 마감하고 계측장치를 설치하였다. 배부름현상 보강방법의 신뢰성을 확인하기 위하여 변위의 진행을 검측한 결과 보강 후 수평변위는 거의 발생하지 않았으며, 보강방법의 신뢰성을 확인할 수 있었다.

대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거 셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전 해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진 전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.

강교량은 유지관리가 충분히 이루어지지 않거나 , 해안 과 같이 가설위치의 환경이 고온 다습한 경우 단면에 국부적인 부식손상이 발생할 수 있다. 특히 강거더 교량 의 지점부에서는 교대부와 강거더 단부의 공간이 협소하여 상대적으로 습도가 높고 신축이음부로부터의 강 우 및 동결 방지제가 누수되어 침전물을 습윤상태로 유지하게 되므로, 복부판과 지점부 보강재에 집중적으로 부식이 발생되고 있으므로 이로 인한 구조성능 변화를 확인하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 실제 발생할 수 있는 강거더 단부 복부판과 보강재의 국부부식손상을 모사한 강 재 실험체를 제작하고 이에 대한 단부 지압강도 변화를 실험적으로 평가하였다. 실험결과, 국부적 부식손상은 강거더 단부의 지압강도에 영향 을 주며, 특히 수직 보강재에 의한 영향이 크게 나타남을 확인하였다.

For steel structure, corrosion damage should be considered because it is related to durability and structural performacne of steel structure. In this study, therefore, compressive loading tests of inclined steel members were conducted to examine change in the compressive strength depending on corrosion damage applied by mechanical process. From loading tests, compressive behavior and change in structural capacity of inclined steel members with corrosion were compared.

Fatigue crack can be a controlling factor in the life of some welding components, such as vertical and horizontal stiffener. In this study, The fatigue tests were carried out on the out-of-plane gusset fillet welded joint. In addition, investigations of three-dimensional fatigue crack propagation of gusset welded joint using the finite element analysis of FEMAP with NX NASTRAN and FRANC3D. The 3D crack growth simulations can be performed to compute stress intensity factor(SIF), which are used to determine crack propagation cycles.

본 연구에서는 고비용의 실리카흄의 대체재로서 인산부산석고와 카올린을 활용한 시멘트매트릭스의 화학적, 기계적 성질에 대하여 분석하였다. 실험을 위하여 인산부산석고는 이수석고 형태인 건조석고, 반수석고, Ⅲ형 무수석고, Ⅱ형 무수석고로 실험용시료를 제조하였으며, 900℃에서 소성된 카올린은 서냉과 급냉의 형태로 제조된 메타카올린의 형태로 제조하였다. 또한 이재료를 활용하여 혼합시멘트를 제조하였으며, 제조된 시멘트를 사용하여 실리카 흄을 혼입한 시멘트 매트릭스와 재료적 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 급냉제조된 메타카올린이 다른 재료에 비하여 성능이 우수한 것으로 분석되었다.

곡선거더교의 설계에서 I형 병렬, 1박스, 2박스의 거더 형태의 교량은 횡과 비틀림을 동시에 발생함으로 그 응력은 매우 복잡하다. 일반적으로 비틀림은 순수 비틀림과 횡 비틀림으로 구성되어 있으므로 곡선거더교의 발생되는 응력들을 결정하는 절차는 매우 어렵다. 전달행렬법은 이론적인 배경과 적용이 매우 쉬운 장점 때문에 구조해석 분야에서 많이 사용되고 있으며. 유한차분법과 비교하여 신뢰성을 검증하여 좋은 결과를 얻었다. 따라서, 본 연구에서는 I형 병렬 곡선교, 1박스거더 곡선교, 2박스 거더 곡선교에 대한 비틀림 정수비와 비틀림 의한 비틀림 응력비 사이 관계를 비교 검토하여 휭 비틀림에 의한 응력해석을 생략할 수 있는 비틀림 정수비의 한계 값을 분석하였다.