지진은 예상하지 못한 위치와 규모로 지반을 흔들어서 막대한 물적 및 인적 피해를 발생시킨다. 따라서 지진으로 인 한 진동을 최소화하고 피해를 방지하기 위하여 다양한 내진 기술 개발 연구가 수행되고 있다. 최근에는 우수한 성능을 나타내 는 다양한 신소재가 개발되고 있으며 이를 접목된 내진 기술 개발 연구가 하나의 트렌드가 되고 있다. 본 연구에서는 반영구적 이고 자동복원이 가능한 신소재를 적용한 새로운 개념의 영구마찰 자동복원 댐퍼를 제안하고 핵심 부재에 대한 물리적 특성 검 증 연구를 수행한다. 영구마찰 자동복원 댐퍼의 핵심은 복원 특성을 나타내는 초탄성 형상기억합금과 폴리우레탄을 부재로 장 착시키고 추가적인 마찰 특성을 나타내는 네오디뮴 영구자석을 사용하였다. 이러한 핵심 부재는 재료실험을 통해 특성을 검증 하였고 도출된 거동 응답 결과를 통해 영구마찰 자동복원 댐퍼의 구조실험 예측 거동을 도출하였다. 우수한 복원 성능을 나타 내는 영구마찰 자동복원 댐퍼는 최대 하중 성능과 에너지 소산 능력이 우수하여 구조물에 적용 시 강한 지진에도 버티면서 발 생된 손상도 회복 시킬 수 있을 것으로 기대된다.

본 논문에서는 해상 위험유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS) 사고의 효과적인 대응을 위해 개발된 부유식 무인이동체 기반 광역탐지 및 모니터링 시스템의 운용 시나리오 설계와 실험 검증 내용을 보인다. 광역탐지 및 모니터링 시스템은 장시간 운용이 가 능하되 제한적 이동이 가능한 무계류형 부이 형태를 갖는 부유식 무인이동체 플랫폼을 기반으로 개발되었으며 임무 수행에 필요한 열화 상 카메라, 레이더, 부유 및 대기 HNS의 탐지를 위한 센서가 탑재되었다. 실험 검증 과정에서는 탐지 센서 성능을 야외 환경에서 실험적 으로 검증하기 위해 이동식 가스 유출 시스템(Portable Gas-exposure System, PGS)을 추가로 설치하였다. 무인 시스템의 원격 및 자율 운용을 위해 전체 운용 소프트웨어는 로봇운영체제(Robot Operating System, ROS) 프레임워크를 기반으로 통합되었다. 내수면 및 실해역에서의 실 험을 통해 개발된 시스템의 운용 및 활용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

본 연구에서는 3D 프린팅 FDM 방식의 적층 방향에 따라 기계적 물성이 달라지는 이방성 특성을 확인하고 이를 이용하여 위상 최 적설계를 수행하였다. 벤치마크 문제인 자동차 현가장치 부품 중 하나인 로어 컨트롤 암에 대하여 밀도법 기반 위상 최적설계를 수행 하였으며, 외부 하중과 이방성 특성에 따라 위상 최적결과가 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 이를 이용하여 최적화된 모델에 대하 여 3D 프린터로 적층 방향을 달리하여 2가지 시험품을 제작하였으며 인장시험을 수행하였다. 시험시 3D 비접촉 변형률 측정기를 이 용하여 변형률을 구하였으며 이를 CAE 응답해석으로 얻은 변형률과 비교한 결과가 정량 및 정성적으로 일치하는 것을 확인하였다. 3D 프린팅 적층 방향을 고려한 위상 최적모델의 인장 실험 결과를 통해 해당 최적설계 방법론의 유효성을 검증하였다.

In this study, in order of to reflect the mold deformation in the injection molding process to design of mold, the mold deformation was analyzed by performing flow and structural analysis. The 5 inch LGP(light guide plate) mold, platen and tie bar were modeled and applied to the analysis. The result of melt pressure from flow analysis was extracted for use as boundary conditions acting on the mold surface in the structural analysis. In order to evaluate the accuracy of simulation analysis results, injection molding was performed under the process conditions of simulation. As a results, the mold deformation during injection molding tends to be similar that of injection pressure, and it is confirmed that it shows the behavior and properties of melt resins. Compared with the simulation and experiment, the error of the maximum mold deformation in the injection phase was 4.20%.

본 논문에서는 모듈화(Module)된 부품을 활용한 탄성받침 성능개선기법에 대하여 소개하였다. 각각의 모듈화된 장치들이 지진 강도 및 이동 변위에 따른 단계별 거동을 함으로써 받침의 성능을 개선하게 된다. 모듈화된 장치들은 초기전단저항 블럭, 완충장치, 변위수용가이드, 낙교방지블럭이 있으며, 탄성받침에 추가적으로 적용되었다. 이 장치는 지진의 규모에 따라 4단계로 거동하며, 1차로 설계변위를 수용하고, 2차, 3차에서는 대규모 지진을 수용하며, 4차로는 대규모의 지진에 대해서 낙교방지가 가능하도록 설계되어 탄 성받침의 용량 제한을 증가시킨다. 본 논문에서는, 개발기술인 PRB 지진격리장치를 유한요소해석을 통해 해석하여 격리장치의 이론적인 거동이 구현되는지와, 대규모 지진에 해당하는 하중을 견딜 수 있는지 확인하였다. 그리고 이를 바탕으로 실험을 통해 성능평가를 진행하여 두 결과의 비교 분석을 통해 PRB 지진격리장치가 탄성받침의 성능을 개선할 수 있는지 검증하였다.

The performance enhancement of various damping systems from natural hazards has become an highly important issue in engineering field. In this paper, ENTA hysteretic dampers were tested under cyclic loadings to evaluate their performance in terms of ductility and energy dissipation. The test results showed that the hysteretic dampers are effective damping systems to enhance the buildings performance for remodeling and retrofit of buildings. Also, the hysteretic dampers were modeled in FEM(Finite Element Method) structural analysis program. As comparing the computer modeling and the experiment, this study model reflects the nonlinear behavior of steel and derives the hysteresis loop.

Conventional rotary sawing machine for cutting lumber generates severe amount of dust scattering to the environment. In this research, the design improvement of the rotary sawing machine is achieved to significantly reduce the dust scattering by the design process utilizing computational fluid dynamics (CFD) analysis. Several design candidates for the design improvement of the rotary saw system were proposed and modeled, and CFD analyses were performed to choose the best design in viewpoint of the least dust scattering. CFD analysis proved to be very useful to predict the characteristics of the air flow inside the saw system. The movement of dust particles with the air flow during the sawing process was analyzed for various design features of the saw system. The most efficient design to minimize the amount of dust particles ejected from the saw system was chosen based on the CFD analysis results. Then, the prototype of the best candidate of the improved rotary saw machine was built and the amount of dust particles were measured to verify its performance.

본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 5.13±0.17m2·K/GW의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교·검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

이 실험연구는 PSC 교량의 생애주기 프리스트레스 측정용 헤테로코어 광파이버 센서를 개발하기 위한 선행연구이며, 기존의 헤테로코어 변위센서의 정밀도를 향상하기 위한 실험이다. 실험결과 최대 2μm 단위의 변위 변화량을 측정할 수 있었다. 즉, 변위측정 길이가 30cm의 센서모듈을 설계했을 때 설계기준압축강도(fck)가 40MPa인 경우 0.2MPa 단위의 응력변화를 측정이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 실험의 결과는 향후 진행될 내부매립용 센서모듈 개발에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

복층터널의 중간슬래브는 터널 라이닝에 브래킷을 설치하여 그 위에 거치되는 구조이므로, 브래킷의 파손 시 중간슬래브 낙하 및 라이닝 손상에 따른 인적, 물적 피해가 크게 발생할 수 있기 때문에 브래킷의 설계는 복층터널에서 매우 중요한 사항이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복층터널의 중간슬래브 지지를 위한 브래킷의 설계와 이의 적용성 검증을 위한 실험 계획을 수립하였다. 중간슬래브의 브래킷은 총 4 종류로 구분하여 설계하였으며, 이는 일반 구간, 팽창줄눈 구간, 비상대피시설로 계단 구간, 비상대피로 차로 구간이다. 브래킷은 차량 진행방향으로 연속적으로 설치하는 방법과 줄눈을 설치하여 불연속적으로 설치하는 방안이 있다. 연속적으로 설치할 경우 구조적으로 더 안정적이지만 브래킷의 유지보수 시 부분적으로 보수를 수행하기 어렵기 때문에 2m 간격으로 줄눈을 설치하는 것으로 설계하였다. 설계에 대한 검증을 위하여 실험계획을 수립하였다. 그림 1과 같이 라이닝의 양단에 브래킷을 설치하여 반력벽 없이 브래킷 설계에 대한 검증 실험을 수행할 수 있도록 하였으며, 상사비 0.5를 적용한 축소 실험체를 제작하여 파괴 형상까지 분석할 수 있도록 하였다. 실험체의 제작 과정을 그림 2에서 보여주며, 향후 하중 재하에 따른 거동 분석 실험을 수행할 계획이다.

신개념 철근콘크리트 포장(ARCP: Advanced Reinforced Concrete Pavement)은 균열유도장치를 이용하여 원하는 위치에 균열을 유도하고 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)의 거동에 영향을 미치지 않는 균열 사이의 종방향 철근을 다수 제거하여 철근 사용량을 대폭 감소시키는 포장 공법이다. ARCP 공법의 주요 요소 기술의 하나인 균열유도는 균열유도장치의 형상, 설치깊이, 콘크리트와의 부착유무에 따라 균열의 진전 및 거동에 차이가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 최적의 균열 유도를 위한 방안을 마련하고자 균열유도장치의 형상, 설치깊이, 콘크리트와의 부착 유무에 따른 유도균열을 형성하여 각각의 거동을 계측 및 분석하였다. 그림 1과 같은 야드 실험체에 7종류의 서로 다른 균열유도장치를 설치하였으며 유도균열의 거동 측정을 위한 균열게이지를 설치하였다. 거동 계측은 균열발생 초기부터 균열폭 및 슬래브 온도를 측정하였으며, 계측 10일차부터 20일까지의 데이터를 분석하였다. 균열폭 거동을 그림 2에 나타내었다. 균열폭 거동이 크게 발생하는 균열유도장치는 균열유도장치와 콘크리트가 부착되지 않은 경우(C4)와 콘크리트 다짐을 위하여 균열유도장치의 면적이 작은 경우(C5)인 것으로 나타났으며, 가장 작은 균열폭 거동이 나타나는 것은 비닐을 삽입하였던 경우(C6)인 것으로 나타났다. 균열유도장치의 형상 및 설치깊이, 콘크리트와의 부착 유무에 따라 균열폭 거동에 다소 차이는 발생하지만 모든 경우에서 균열폭이 0.1mm 이하의 작은 거동이 발생하는 것으로 보아 계획한 균열유도장치는 모두 사용이 가능한 것으로 분석되었다.

시뮬레이터를 활용한 실험과 검증은 자율자동차의 상용화 기술 확보에 필요 충분한 검증 수단일까? 이 질문에 대한 아주 명백한 답변으로 거의 모든 시스템 엔지니어링의 기본으로 여기는 V-Cycle(System Life cycle process model)(ISO 26262) 을 적용한 실험과 검증을 들 수 있겠다. 위와 같은 개발절차를 따름에 있어 시뮬레이터는 필수 조건이고 경제성과 높은 신뢰도를 구축 하는데 분명하고 명백한 기준으로 사용될 수 있음을 보여 준다고 할 수 있다. 그러므로 시뮬레이터를 적용한 실험, 검증에 대한 유효성을 소모적으로 논하기 보다 효율적이고 고 신뢰성을 확보하기 위한 시뮬레이터의 구축(필요 조건)과 다양한 실험방법을 도출하고 더 나아가 시뮬레이터를 개발 툴로 전환, 활용 가능하도록 꾸준한 연구와 투자가 요구 된다고 볼 수 있다. 특히, 자율 자동차의 상용화 기술 개발 과정에서 시뮬레이터는 매우 유연하고 생산적인 개발 도구로 활용될 수 있으며 이를 위해 시뮬레이터의 요구 조건은 과거 어느때보다 보다 높은 수준의 추종성과 현실감이 요구 되어 질 수 밖에 없다 본 발표에서는 시뮬레이터 활용 예시(제안)를 통해 자율자동차 상용화 기술개발에 필요한 시뮬레이터의 필요 조건에 대해 살펴보고자 한다.

본 연구에서는 보다 넓은 범위에서 영상기반 변위계측 시스템의 동특성 추정 신뢰성을 확보하기 위해 Shaking Table을 이용해 넓은 대역의 진동수와 진동수별 다양한 진폭에 대한 Sine Wave 동적실험을 실시하였다. 영상기반 변위계측을 위해 DDVS(Dynamic Displacement Vision System) 기법을 활용하였으며, DDVS 기법을 통해 구한 동적변위는 기존의 접촉·비접촉식 센서인 LVDT(Wire Type, Pole Type)과 LDS의 변위계측 결과와 비교하여 그 오차를 분석하였다. 구해진 동적변위를 FFT하여 진동수 영역에서의 정확도 비교도 함께 수행하였다. 4가지 타입의 계측센서 모두 동적변위계측 결과 최대 변위 도달 및 주기 운동 계측에 있어 대체적으로 유사한 결과를 나타냈으며, 특히 영상기반의 DDVS 기법과 LDS를 통한 계측 결과는 높은 상호 일치성을 보였다. LDS와의 비교를 통한 오차분석 결과, DDVS 기법에 의한 동적변위 계측의 정확도는 계측 대상의 진동수에 영향을 받는다고 판단되었다. 동일 가진 진동수 내에서 가해준 변위 변화에 의한 오차는 미미하였으나, 동일 발생 변위에서는 가진 진동수가 커질수록 오차 값이 증가하였다. 기존 센서인 LVDT 경우, 발생 변위가 작을 때 상대적으로 큰 오차를 나타냈으며, 이를 통해 진동계측과 같은 작은 동적변위의 계측에 한계가 존재한다고 판단된다.

Recently, measures for reducing noise and vibration of a railroad station are actively being developed to enhance its property value and comfort level of passengers. In this paper, the applicability of the recently developed vibration mitigation method utilizing a platform TMD (Tuned Mass Damper) by installing a spring-damper system beneath the platform is experimentally verified using a bench scale structure. The two-story bench scale structure is built to simulate a real railroad station, and vibration reduction effect is verified by comparing acceleration before and after applying the platform TMD at the 2nd floor of the structure. The design parameters of the platform TMD system is determined based on vibration analysis result and the MTMD (Multiple TMD) theory recently developed to enhance the effectiveness of the platform TMD method. The vibration is excited to the bench-scale structure using a vibrator. The performance test result for a spring-damper system is also presented. The result of the experiment reveals that the platform TMD method can reduce the vibration of the bench-scale structure by greater than 5dB(V).

PURPOSES: This study aimed to evaluate the appropriateness of safety with the standard for threshold zone luminance as specified in the Recommendation for Lighting of Traffic Tunnel, which has been widely adopted worldwide. METHODS: A driving test of the subject in a full-scale road tunnel was conducted. The adaptation luminance and threshold zone luminance, which should be known for the driver to perceive an object within stopping sight distance, were obtained. These values were compared with the adaptation luminance and threshold zone luminance obtained by the existing reduced model test and tunnel lighting standard that has served as a guideline for the current threshold zone luminance standard. RESULTS : According to this study, threshold zone luminance should be increased to at least 1.8 times the value proposed in the existing studies and to twice the domestic tunnel lighting standard (KS C 3703: 2014). CONCLUSIONS : The threshold zone luminance proposed in this study differs largely from that obtained from indoor tests and from the current tunnel lighting standard used worldwide; this difference may be attributed to the fact that the indoor tests did not incorporate driving workload, non-uniformity of luminance distribution in terms of sight, and factors that reduce the visibility of the driver, such as the light reflected into the driver’s eyes. Hence, it is necessary to further review the factors that reduce the visibility of drivers approaching tunnels in order to determine the rational tunnel threshold zone luminance.

본 논문에서는 애조인 설계민감도(DSA)를 사용하여 평형상태의 열전도문제에서 수치적으로 얻어진 위상 최적설계를 실험적으로 검증하였다. 애조인 변수법을 이용하면 해석에서 사용되었던 행렬시스템을 애조인 문제를 풀 때 그대로 활용가능하기 때문에 설계민감도를 얻는데 필요한 계산을 매우 효율적으로 수행할 수 있다. 위상 최적설계를 위해서 설계변수는 정규화된 재료밀도 함수로 정하였다. 목적함수는 구조물의 열 컴플라이언스이고 제한조건은 허용 가능한 재료량이다. 또한 열화상카메라를 활용하여 이러한 위상 최적설계로 얻어진 수치적 결과를 부피가 동일하도록 직관적으로 설계된 디자인과 비교하여 실험적으로 검증하였다. 위상 최적설계로 얻어진 결과를 실제로 제작하기 위해 간단한 수치기법을 통해 점 정보로 변환한 후 역설계 상용프로그램을 이용하여 CAD 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 위상 최적설계 결과를 CNC(Computerized Numerically Controlled machine tools) 선반으로 제작하였다.