이 연구에서는 CFRP 케이블의 압착형 정착장치의 강종에 따른 피로성능을 평가하였다. 실험결과, CFRP 케이블 압착형 정착시스템은 정착장치의 강종에 상관없이 도로교설계기준의 포스트텐션용 정착 구에 대한 피로시험 조건을 만족시켰다. 그러나 피로시험이후 인장성능 실험에서 SM45C 강종의 정착 장치는 최대내력 도잘전에 케이블과 정착장치 사이에서 미끄러짐이 발생하였으며, 듀플렉스 강종의 정 착장치는 최대 내력 도달과 동시에 CFRP 케이블이 파단되었다.

CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)는 강재 대비 약 4배의 강도와 25% 수준의 경량성을 보 유한 신소재 복합재료이며, 부식과 같은 화학적 반응에 대한 저항성이 우수하다. 이러한 특징으로 인 해 전 세계적으로 부식에 취약한 철근의 대체재로써 연구가 활발하게 진행 중이다. 국내에서 적용되고 있는 CFPR 보강재에 대한 성능 평가의 경우, 재료의 단편적인 물성치 조사를 통한 단기 성능 평가(인 장 등)에 초점을 두고 수행되고 있어, 보강된 RC(Reinforced Concrete) 구조물 내 장기 거동 특성(피 로 등)이 반영된 CFRP 보강재 자체의 성능 검증이나 품질 기준이 전무한 실정이다. 이에 따라 본 연 구에서는 기존의 단기 성능 평가 방법의 한계를 극복하고자 선행 연구를 바탕으로 건설 산업 분야에 서 상용화된 건설용 CFRP의 장기 거동 특성을 규명하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 RC 구조물 내 ‧ 외부에 보강된 CFRP 보강재의 실제 하중 환경을 모사하기 위해 ASTM D7772 및 D6272를 바 탕으로 4점 휨 시험 기반 휨-인장 피로 시험 장비를 개발하였으며, 섬유 함침율이 50%인 CFRP 시편 을 대상으로 3, 5, 7, 9mm의 변위 하중을 고려하여 보강재의 장기 거동 분석 및 피로 성능 한계 곡 선(r-N curve)을 구성하였다. FRP의 피로 거동은 유효 응력이 감소하다 일정 수준에서 일정하게 유지 된다는 특징을 보인다. 따라서 선행 연구를 참고하여 CFRP 시편의 피로 파괴를 초기 응력이 80% 감 소된 시점으로 정의하여 피로 시험을 시행하였다. 시험 결과, CFRP 보강재의 피로 거동은 하중이 급 격하게 감소하는 영역(영역 I), 변곡점 이후 감소가 미미한 영역(영역 II), 변곡점 이후 감소가 미미한 영역(영역 III)으로 구분되었다. 평균적으로 약 105 사이클까지 영역 I를 보였으며, 이후 영역 II와 영역 III가 순차적으로 나타남을 확인하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 r-N curve를 구성하였으며, 이 를 기준으로 상용 CFRP 보강재의 피로 성능 합불 여부를 평가할 수 있다.

경주 및 포항 지진으로 인한 수도관의 파열 및 누수로 배관 시스템용 신축이음부의 내진 안전성 확보가 강조되고 있 다. 일반적으로 금속 벨로우즈에 스테인리스강을 이용한 금속 벨로우즈가 사용되며 목적에 따라 다양한 주름 형상과 단층 및 다층 형태로 제작된다. 그러나 벨로우즈의 불규칙한 산의 형상에 대한 휨 거동 및 피로 파괴에 대한 연구는 미비하다. 본 연구 에서는 벨로우즈의 불규칙한 산의 형상을 고려한 휨 거동을 검토하기 위하여 단조시험, 준정적 반복재하시험 및 피로시험을 수 행하였다. 시험을 위해 제작된 벨로우즈는 단층(1ply)과 다층(3ply)으로 제작되었다. 다층 벨로우즈의 최대하중과 최대변형이 단 층 벨로우즈보다 크게 평가되었다. 단층 벨로우즈는 산과 산 사이에서 파괴가 되었으며, 다층 벨로우즈의 경우에는 산에서 파괴 가 발생하였다. 주름의 높이와 전체 두께가 다른 벨로우즈의 휨 파괴 거동을 평가하였으며, 단층의 초기 피로 균열은 고정 플랜 지와 첫 번째 산의 곡률에서 관찰되었다. 다층의 경우에는 첫 번째 산과 두 번째 산 사이의 곡률에서 관찰되었다.

Rapid development of carbon nanotubes (CNTs) reinforced to polymer composites has been recently noticed in many aspects. In this work, the latest developments on fatigue and fracture enhancement of polymer composites with CNTs reinforcement with diverse methods are thoroughly compiled and systematically reviewed. The existing available researches clearly demonstrate that fatigue fracture resistance of polymer composites can be improved accordingly with the addition of CNTs. However, this work identifies an interesting research gap for the first time in this field. Based on the systematic reviewing approach, it is noticed that all previously performed experiments in this field were mostly focused upon studying one factor only at a time. In addition, it is also addressed that there were no previous studies reported a relationship or effect of one factor upon others during examining the fatigue fracture of carbon nanotubes. Moreover, there was no adequate discussion demonstrating the interaction of parameters or the influence of one parameter upon another when both were examined simultaneously. It is also realized that the scope of the conducted fatigue fracture studies of carbon nanotubes were mainly focused on microscale fatigue analysis but not the macroscale one, which can consider the effect of environment and service condition. In addition, the inadequacy of fatigue life predicting models via analytical and numerical methods for CNT-reinforced polymer composites have also been highlighted. Besides, barriers and challenges for future directions on the application of CNT-reinforced polymer composite materials are also discussed here in details.

상⋅하수도 관로 시설은 대표적인 국가기반 시설물로서 국민생활에 있어서 매우 중요한 라이프 라인이다. 지진으로 인한 관로시설의 손상은 급수의 차단을 유발하여 심각한 피해를 초래할 가능성이 매우 크다. 그러므로 상⋅하수도 관로 시설은 지진으로부터 반듯이 안전하게 보호되어야 할 필요가 있다. 지진 및 지반침하로 인한 설계변위를 초과하는 상대변위는 구조물과 연결되는 배관의 이음부에서 손상을 발생시킨다. 벨로우즈형 신축이음관은 온도차에 의한 배관의 팽창 및 변형을 흡수하고 기계진동에 의한 배관의 손상을 막기 위한 장치이다. 본 연구에서는 매설된 상⋅하수도 관로를 보호하고자 지진변위와 지반침하 대응을 목적으로 벨로우즈를 적용하였다. 적층형 하이드로포밍 메탈 벨로우즈는 기존의 벨로우즈와 달리 지진과 같은 저주 기피로하중에 대한 내구성이 우수하다. 따라서 3ply 벨로우즈형 신축이음관을 대상으로 반복가력 굽힘시험을 수행하고 지진안전성과 내침하성능을 평가하였다. 그 결과, 3ply 벨로우즈형 신축이음관은 8.8°이상의 횡방향 변형각에 대응할 수 있는 것으로 나타났다.

복합재료의 구조물 활용에 있어 동적하중에 의한 재료성능에 대한 영향성은 빈번하게 발생할 수 있다. 이들 동적하중들 중 피로하중은 실제적으로 복합재료 구조 또는 부재의 손상이나 파괴를 야기하는 주요 원인이 된다. 본 연구의 일차적인 목표는 이들 복합재료의 휨 피로 성능을 조사할 수 있는 장비 개발이며 두 번째 목표로는 이들 장비를 활용, 바잘트 복합재료에 대한 휨-피로성능에 대한 초기 연구를 수행하는 것이다. 이를 위하여 진공압출공법을 활용, 평균 두께 4.0mm의 바잘트 섬유보강 플레이트를 제작하였다. 총 5개의 휨-피로 시편들이 제작되었으며 각 시편들은 반복응력 비 Smin/Smax = 1의 크기로 각 시편에 작용하였다. 이때 초기 응력레벨은 122.24MPa로 고려되었으며 재료의 파괴 한계상태를 국외자료를 토대로 초기 강 성 대비 20% 강성 감소로 고려하였다. 최종적으로 본 연구를 통하여 총 3단계 구간들에서 강성값의 감소 변화를 확인할 수 있었다. 첫 번째 구간에서는 대체적으로 높은 강성 감소가 시험체에서 발생하였으며 이후 두 번째 구간에서도 지속적인 강성값 감소가 확인되었다. 최종적으로 3단계 구간에서 복합재료 내 섬유 파단과 더불어 복합재료 전체에 대한 한계파괴상태에 도달하였다.

본 연구는 L-arginine 섭취가 고강도 훈련 프로그램에 따른 카누선수의 근 손상 지표, 피로 물질 및 경기력 향상에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. 이를 위해 고등학교 카누 선수 7명을 대상으 로 고강도 훈련 프로그램을 적용하였으며, 고강도 훈련 프로그램은 주 2회의 유산소 운동(화, 목), 주 3회 의무산소 운동(월, 수, 금) 그리고 주 5회의 유연성 운동을 실시하였다. 고강도 훈련 프로그램을 진행하는 6주 과정 중에 처음 2주는 약물섭취(L-arginine or 위약)를 실시하고 다음 2주는 wash out, 그리고 마지막 2주도 약물섭취(L-arginine or 위약)를 실시하였다. 모든 연구대상자들이 L-arginine 섭취(시험군)와 위약 그룹(대조군)으로 배정되는 교차설계로 디자인하였다. L-arginine은 하루 총 3g으로 섭취하였다. 채혈을 통해 L-arginine 섭취에 따른 근 손상 지표, 피로 지표, 항산화력을 확인하였으며, 혈관내피세포기능 분석을 위해 FMD, 그리고 카누 에르고미터를 활용하여 카누 경기력을 분석하였다. 본 연구결과 L-arginine 섭 취에 따른 Ammonia, IP, CK의 수준의 직접적인 효과는 나타나지 않았으며, LDH의 수준은 L-arginine 섭취로 인해 PLA 그룹보다 ARG 그룹에서 더 감소하는 것으로 나타났다. L-arginine 섭취에 따른 Total NO, d-ROMs, BAP, 그리고 FMD의 수준도 통계적으로 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다. 마지막으로 카누 경기력 향상을 확인하기 위해 실시한 500M 카누 에르고미터 결과에서 총시간, 스트록 거리, 평균 속도 분석에서 L-arginine의 운동수행능력 향상의 직접적인 효과는 나타나지 않았다. 하지만 L-arginine 섭취로 인해 근손상 지표, 피로 지표, 항산화력, FMD, 그리고 카누 경기력 수준이 개선되는 경향은 나타 났다. 따라서 L-arginine 섭취의 잠재적인 운동능력 향상 보조제 효과에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

본 연구는 군에서의 신체적, 정서적 피로도가 과업성과에 미치는 영향에 있어서 업무과부화 인식의 매개효과와 자기규제의 조절효과에 대하여 알아보고자 하였다. 대부분의 연구에서는 업무과부화의 상위요인인 직무요구와 과업성과와의 관계를 알아보거나 피로도와 과업성과와의 관계를 검증한 연구가 대부분이었으며, 군에서의 연구는 전무한 실정이다. 연구 결과, 신체적, 정서적 피로도는 업무과부화 인식의 정(+)적 영향을, 과업성과에는 부(-)적 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한, 업무과부화 인식 역시 과업성과에 부(-)적 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 업무과부화 인식은 신체적, 정서적 피로도와 과업성과와의 관계에서 매개효과를 보이는 것으로 나타났다. 마지막으로 자기규제는 모형의 관계에서 조절효과를 보이는 것으로 확인되었다. 이것은 자기규제가 높은 인원들이 부(-)적인 과업성과와 직무자원의 소모를 완충시켜주는 역할을 한다는 것을 실증적으로 확인한 결과가 되겠다. 본 연구는 신체적, 정서적 피로도가 업무과부화 인식과 과업성과에 미치는 영향과 두 변수간의 내재된 매커니즘을 실증적으로 확인했다는 측면에서 이론적, 실무적 의미를 지니고 있으며, 연구결과를 토대로 연구의 한계 및 향후 연구방법을 제시하였다.

본 연구는 실험계획법(예: 반응표면계획법) 및 하모니 검색 알고리즘을 통하여 다양한 아스팔트 콘크리트 포장 구조체에 있어 피로균열의 공용성 인자인 인장변형률을 예측하는 모델을 개발하는 방법에 대한 연구이다. 인장변형률을 산정하기 위하여 한국건설기술연구소에서 개발한 유한요소 축대칭해석 프로그램인 KICTPAVE를 이용하여 아스팔트 층과 린콘크리트 층의 접속면에서 발생되는 변형률을 구하여 데이터베이스(D/B)화 하였다. 아스팔트 포장에서 입력변수인 층별 탄성계수 및 두께를 다양한 조건에서 KICTPAVE 프로그램을 수행하여 훈련용 D/B(Training Set)인 변형률의 값들을 구축한 후 반응표면계획법에 근거하여 회귀방정식을 정의하였으며 방정식에 필요한 계수값을 결정하기 위하여 하모니 검색 알고리즘을 이용하였다. 최종적으로 결정된 회귀방정식의 계수값들의 정확성을 검증하기 위해서 훈련용 D/B가 아닌 다른 조건의 입력변수를 이용하여 검증용 D/B(Testing Set)를 구축하고 이를 이용하여 개발된 모델을 검증하였다.

For the past 25 years, Korean semiconductor has experienced enormous growth to be the highest production country in the world. Semiconductor industry is very time sensitive and driven by technology and process, and requires 24-hour full operation. The environment includes many different types of equipment, utilities, different gases and toxic chemicals as well as high voltage electricity. We have performed a survey with 3-shift engineers and workers in one line. The content of the questionnaire was about the correlation between fatigue and performance shaping factor (work type and work ability), and as a result we were able to deduce the correlation, p-value and the pattern of scatter plot. The shape of the model was made of 4 blocks for fatigue, 5 blocks for work type and 5 blocks for work ability, i. e. 14 blocks in total. As a conclusion to this findings, there was a correlation between fatigue and work type and work ability specifically in semiconductor industry, and we need some effort to reduce this.

A comparative study is made on root bending fatigue performance of spur gears and plane bending fatigue performance of notched test bars. R = 0 root bending fatigue tests are made on small spur gears with critical root radius 1.0 mm. The results are compared to plane bending fatigue tests of 0.9 mm radius notched specimens. Results are presented for tests on 4%Ni/2%Cu/1.5%Mo prealloyed PM steel with addition of about 0.6% graphite. Predicted values from the test bars coincide well with the results obtained from the gear root fatigue tests.

Optimized choice of material for two principally different types of PM components is presented. The first is characterized by high stresses in areas with high stress concentrations (for example synchronizer hubs with very sharp notches, typically <0.25mm in the pre-synchronizer slot and the inner splines). The second type has slightly larger notch radii (small spur gears and sprockets with typically notch radii between 1- 3mm). Diffusion alloyed materials are well suited for sharp notch components. Pre-alloyed materials are also well suited for applications with sharp notches if compressive residual stresses in the notch roots are created by appropriate process control. A free choice of material is available for components with the larger notch radii.

조명 색온도에 따른 작업자의 피로도를 평가하기 위하여 세 종류의 조명 색온도(2700 K, 4000 K, 6500 K)를 실험변수로 하여 모니터상에서 오류수정 작업이 수행되었다. 색온도의 변화에 따른 인체의 영향을 평가하기 위하여 먼저 주관평가와 작업수행도의 상관관계를 분석하였다. 시각피로·정신피로와 집중도에 관한 주관평가를 실시한 결과, 2700 K에서 시각피로 및 정신피로가 가장 적고 집중도가 높으며 작업수행도가 가장 좋았다. 6500 K에서 정신피로를 가장 많이 느끼고 집중도가 제일 낮았으나, 시각피로를 가장 많이 느낀 4000 K에서의 작업수행도가 가장 낮았다. 결과적으로 세 가지 색온도 조건 중 2700 K가 모니터상의 오류수정 작업에 가장 적합하다고 할 수 있다.

골재의 입도에 따른 SBS 개질 아스팔트 혼합물의 점탄성 물성 및 피로공용 특성을 소개하였다. 아스팔트 바인더와 혼합물의 열역학적 거동분석을 위해 DSR 시험과 일축인장 크립시험을 실시하였다. 골재의 입도와 SBS 개질재가 피로공용성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 7종의 아스팔트 혼합물에 대해 일축인장 피로시험을 실시하였다. DSR 및 일축인장 크립시험결과, 골재의 입도에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다. Superpave 아스팔트 바인더 규격의 피로인자 $G^*sin\delta$는 아스팔트 혼합물의 피로 공용성 평가에 사용하기에는 부적절한 것으로 사료된다. 일축인장피로시험결과, 골재의 입도(밀입도, Superpave입도, SMA입도)에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 혼합물에 비해 약 10배 이상 피로수명이 큰 것으로 나타났다. 장기노화후의 경우에 있어서도 SBS 개질 혼합물의 피로수명이 일반 혼합물에 비해 높게 나타났다. 골재의 입도변화는 SBS 개질재에 비해 피로공용성에 미치는 영향이 적었다. SMA 혼합물에 첨가한 셀룰로오스 섬유는 혼합물의 점탄성 물성이나 피로공용성에 미치는 영향이 미미하였으나, Draindown을 방지하는 데는 효과적이었다. SMA 입도에 SBS 개질아스팔트를 사용할지라도 Draindown 방지를 위해서는 셀룰로오스 섬유를 첨가할 필요가 있을 것으로 사료된다.

골재의 입도에 따른 SBS 개질 아스팔트 혼합물의 점탄성 물성 및 피로공용 특성을 소개하였다. 아스팔트 바인더와 혼합물의 열역학적 거동분석을 위해 DSR 시험과 일축인장 크립시험을 실시하였다. 골재의 입도와 SBS 개질재가 피로공용성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 7종의 아스팔트 혼합물에 대해 일축인장 피로시험을 실시하였다. DSR 및 일축인장 크립시험결과, 골재의 입도에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 고온에서 소성변형에 대한 저항성이 큰 것으로 나타났다. Superpave 아스팔트 바인더 규격의 피로인자 G*sinδ는 아스팔트 혼합물의 피로 공용성 평가에 사용하기에는 부적절한 것으로 사료된다. 일축인장피로시험결과, 골재의 입도(밀입도, Superpave입도, SMA입도)에 관계없이 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 혼합물에 비해 약 10배 이상 피로수명이 큰 것으로 나타났다. 장기노화후의 경우에 있어서도 SBS 개질 혼합물의 피로수명이 일반 혼합물에 비해 높게 나타났다. 골재의 입도변화는 SBS 개질재에 비해 피로공용성에 미치는 영향이 적었다. SMA 혼합물에 첨가한 셀룰로오스 섬유는 혼합물의 점탄성 물성이나 피로공용성에 미치는 영향이 미미하였으나, Draindown을 방지하는 데는 효과적이었다. SMA 입도에 SBS 개질아스팔트를 사용할지라도 Draindown 방지를 위해서는 셀룰로오스 섬유를 첨가할 필요가 있을 것으로 사료된다.

프리캐스트 바닥판 공법은 바닥판간 이음부가 존재하며, 이음부의 연결성능에 따라 전체 교량 구조물의 성능이 좌우되므로 이음부의 연결성능 확보가 중요한 요소이다. 특히, 교량바닥판은 차량하중과 같은 반복하중을 받는 구조물이므로 피로하중에 대한 이음부의 거동 및 성능평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 비대칭 요철형 루프이음을 적용한 2거더 연속합성형 교량을 제작하여 정적 및 200만회 반복하중의 피로실험을 통해 프리캐스트 바닥판의 구조적 거동 및 균열양상을 검토하였다. 실험결과, 제안된 프리캐스트 바닥판 연결시스템은 균열 폭, 누수, 인장철근의 응력 등 충분한 피로성능 및 파괴강도를 확보하는 것으로 나타났으며, 프리캐스트 바닥판 이음부에 효과적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

In this study, experiment and analysis of high-strength bolt connection under shear fatigue loading was conducted to evaluate reduction of axial force of bolt. Three type of bolt size and initial axial force were applied to specimens. As a results, it was observed that the reduction ratio of axial force, and that would be used to additional parametric study.

This study presents the fatigue performance of the mooring lines for submerged floating tunnels (SFTs), the new type transportation system for land connection. Because of the structural characteristics, the submerged structure is continuously affected by various environmental loadings such as wind, wave, and current. In general, waves are considered as one of the main external sources which induce dynamic behavior of the offshore floating structures. Therefore, fatigue damage and performance of the mooring lines should be evaluated based on their dynamic structural stress induced by the waves acting to the floating structures. In this study, fatigue damage and performance of the mooring lines for SFTs under severe wave conditions are analyzed using hydrodynamic analysis, Rainflow counting method, and Miner’s rule for obtaining dynamic stresses, treating the fluctuating stresses, and calculating the fatigue damage index, respectively.