전동차 고속차단기 고장 분석을 위한 FMECA 기법

김성렬(Kim, Sung-Ryul),문용선(Moon, Yong-Sun),최규형(Choi, Kyu-Hyoung) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.5

전동차는 대용량 교통수단으로서 정시 운행 및 높은 안전성이 요구되기 때문에, 고장 분석을 체계적으로 수행하여 신뢰도를 향상시키기 위한 수단으로서 고장 영향의 심각도 및 치명도를 정량적으로 평가하는 FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) 기법이 적용되고 있다. 그러나, 아직까지 전동차에 특화된 FMECA 규격 및 절차는 정립되어 있지 않고 자동차 산업 등 다른 산업분야의 FMECA 규격을 그대로 적용하고 있기 때문에 전동차의 고유한 운영 및 유지보수 여건을 충분히 반영하지 못하고 있다. 본 논문에서는 산업계 각 분야에서 적용되고 있는 FMECA 규격에 대한 분석을 토대로, 전동차 분야에 적합한 FMECA 기법으로서 고장 영향 분석과 치명도 분석을 단계별로 나누어 수행하고 고장 영향의 심각도 에 중점을 두어 치명도를 분석하는 기법을 제시하였다. 제안 기법을 전동차의 핵심 안전 장치인 고속차단기에 적용하여 도시 철도 현장에서의 15년 동안의 전동차 유지보수 데이터를 이용하여 분석한 결과, 고속차단기 부품 중에서 특히 아크 슈트의 절손이 심각도 3등급, 치명도 5등급으로 위험도가 가장 높았으며, 뒤를 이어서 전자변 파손 및 접촉 불량, 실린더 파손 등이 심각도 3등급, 치명도 4등급으로 위험도가 높은 것으로 나타났다. 이상의 분석 결과는 전동차 고속차단기의 설계 및 유지보 수 업무의 개선에 활용할 수 있다. FMECA(Failure Mode, Effects and Criticality Analysis) techniques to make quantitative evaluation of failure effects severity and criticality have been applied to systematic failure analysis for reliability improvement of train which should provide regular service and secure high level of safety as a mass transportation system. These FMECA techniques do not fully reflect the inherent train operation and maintenance circumstances because they are based on the FMECA standards devised for other industries such as automobile industry and FMECA standard dedicated to train industry has not been established yet. This paper analyzes FMECA standards for various industries, and suggests a FMECA technique dedicated to train industry which makes failure effect analysis and criticality analysis step by step and makes criticality analysis placing emphasis on the severity of the failure effect. The proposed technique is applied to FMECA of high-speed current breaker which is a core safety device of train using field failure data for 15 years of train maintenance. The FMECA results show that breakage of arc chute has the highest risk with 3rd severity class and 5th criticality class among all the components of high-speed circuit breaker. Damage and poor contact of electronic valve, and cylinder breakage with 3rd severity class and 4th criticality class are followed by. These results can be applied to improvement of design and maintenance process for high-speed circuit breaker of train.

대형원형강재 해상 플랫폼의 연직-수평 지지력 산정

김성렬(Kim, Sung-Ryul),빈센트(Vicent, Ssenyondo),홍성호(Hong, Sung-Ho) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10

천잠 세크로핀 항균펩타이드 분리 및 정제

김성렬 ( Seong Ryul Kim ),구태원 ( Tae Won Goo ),최광호 ( Kwang Ho Choi ),박승원 ( Seung Won Park ),김성완 ( Sung Wan Kim ),황재삼 ( Jae Sam Hwang ),강석우 ( Seok Woo Kang ) 한국잠사학회 2012 한국잠사곤충학회지 Vol.50 No.2

Cecropin is a well-studied antimicrobial peptide that play important role as key factor in insect humoral immunity. In this study, cecropin-like antimicrobial peptide was isolated and purified from the larval haemolymph of immune-challenged japanese oak silkworm, Antheraea yamamai. To isolate antimicrobial peptide, we separated and compared acidic extracted hemolymph protein bends between control and immune-challenged larvae using SDS-PAGE analysis. In the immune hemolymph extract, but not of non-immune hemolymph, we detected differential expressed peptide band with molecular mass 4,223.01 Da. To understand this peptide better, we successfully purified this peptide using cation exchange chromatography and gel permeation chromatography. Its N-terminal amino acid sequence obtained by Edman degradation evidenced a significant degree of identity with other lepidopteran cecropins. The purified A. yamamai cecropin-like peptide showed a broad spectrum of activity against fungi, Gram-negative and Gram-positive bacteria.

해수운동의 특성을 활용한 향상된 수중 환경용 시각 동기화

김성렬(Sung-Ryul Kim),박성진(Jin-Seong Park),유영환(Younghwan Yoo) 한국통신학회 2013 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.1

점성토 지반에 설치된 Tripod 버켓기초의 지지거동 분석

김성렬(Kim Sung-Ryul),정재욱(Jeong Jae-Uk),오명학(Oh Myounghak),권오순(Kwon Osoon) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 C Vol.32 No.3

해상 풍력발전기의 기초로 사용되는 버켓기초에는 수평하중과 모멘트가 크게 작용한다. 그러므로, 수평하중과 모멘트에 대한 지지력을 증가시키기 위해 3개의 단일 버켓기초를 묶은 Tripod 버켓기초가 적용되고 있다. 본 연구는 ABAQUS(2010) 해석을 수행하여 점토 지반에 근입된 Tripod 기초의 무리효과와 지지력을 분석하였다. 변수연구를 위해 버켓간 간격비 S/D(S=버켓과 타워중심간의 거리, D=버켓 직경)와 근입깊이비 L/D(L=버켓의 지반 근입깊이)를 변화시키며 해석을 수행하였다. 구성모델은 정규압밀 점토지반에 대해 Tresca 항복기준을 적용한 탄성-완전 소성 모델, 그리고 버켓기초에 대해 탄성모델을 적용하였다. 하중조건은 절점의 변위를 증가시키는 방법으로 연직, 수평 그리고 모멘트 하중을 재하하였다. 해석결과로부터, 단일 버켓기초와 Tripod 기초의 지지거동과 지지력을 비교한 후 단일 버켓의 지지력을 이용하여 Tripod 기초의 지지력을 산정하는 방법을 제안하였다. Bucket foundations, which are used in the foundations of offshore wind turbines, should be able to withstand large amounts of horizontal and moment loads. Tripod bucket foundation, which combines three single buckets, has been used to increase horizontal and moment capacities. This study performed numerical analysis using ABAQUS (2010), to analyze the group effect and the bearing capacity of a tripod bucket in clay. Parametric studies were performed varying the bucket spacing ratio S/D (S=spacing between the centers of the bucket and the tower; D=diameter of the bucket) and depth ratio L/D (L=embedded length of skirt). The applied constitutive models were a linear elastic perfectly plastic model with Tresca yield criteria for normally consolidated clay and an elastic model for buckets. Loading in the vertical, horizontal, and moment directions was simulated with an increase in each movement at a reference point. The bearing behavior and the capacities of a single and a tripod bucket were compared. Capacity evaluation method of the tripod bucket was suggested using the capacity of a single bucket.

Skewness를 고려한 3차원 거친 표면의 혼합윤활해석

김성렬(Ryul-Sung Kim),최성식(Sung-Sik Choi),김태완(Tae-Wan Kim),조용주(Yong-Joo Cho) 한국트라이볼로지학회 2003 한국트라이볼로지학회 학술대회 Vol.36 No.-

The roughness effects eire very important due to the presence of interacting asperities in partial lubrication regime. An average Reynolds equation using flow factors is very useful to determine the effects of surface roughness on mixed lubrication. In this paper, the flow factors for surfaces having Gaussian and non-Gaussian distribution of roughness height are evaluated in terms of various skewness. The effect of skewness on pressure flow factors is investigated using random rough surface generated numerically.

경남 일부지역 중-고교생의 성별에 따른 시상면상 척추-골반 정렬의 특성 비교 연구

김성렬(Kim, Sung-Ryul) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.2

본 연구는 한국의 건강한 청소년을 대상으로 Rasterstereography를 이용하여 성별에 따른 척추-골반 정렬 패 턴을 분석하여 특성을 확인하고, 각 변수의 상관관계를 확인하기 위하여 수행하였다. 2013년 5월부터 10월까지 정상 청소년 61명(남 31명, 여 30명)을 대상으로 실시하였고, 평균 나이는16.40±2.20세였다. 그 결과 PSIS비율이 남자 21.15±2.40%, 여자 23.41±3.28%로 유의한 차이가 있었으며(p<.01), 요추전만각에서 남자 33.44±8.46°, 여자 38.96±8.11°로 유의한 차이가 있었으나(p<0.01), 그 외의 변수에서 성별에 따른 유의한 차이는 없었다(p>.05). 요추전 만각은 골반기울기(r=.348), 흉추후만각(r=.609)과 유의한 상관관계가 있었다. 척추회전각은 흉추후만각(r=-.278), 요추 전만각(r=-.256), 척추옆치우침(r=.493)과 유의한 상관관계를 보였다. 본 연구 결과는 한국 청소년의 성별에 따른 Rasterstereography를 이용한 척추-골반 정렬 분석의 기초자료가 될 것이고, 척추 및 골반에 구조적 질환을 가진 청소 년과 비교할 수 있는 자료로 활용할 수 있을 것이다. This study investigated the patterns and correlations of spinopelvic alignments in in middle school and high schools students of Gyeongnam areas in Korea using rasterstereography. Sixty-one subjects were recruited from May to October 2013, the average age of subjects was 16.40±2.20 years. In the present results, PSIS ratio was statistically different between the sexes(male 21.15±2.40%, female 23.41±3.28%)(p<.01) and lordotic angle was statistically different between the sexes(male 33.44±8.46°, female 38.96±8.11°)(p<.001), but other parameters were not statistically different between the sexes. However, we verified that lordotic angle was significant correlation separately with pelvic tilt(r=.348), kyphotic angle(r=.609). Surface rotation was significant correlation separately with kyphotic angle(r=-.278), lordotic angle(r=-.256), trunk inclination(r=.493). These finding could be used as basic data research to confirm normal pattern of spinopelvic alignment and balance in health adolescents, and might help understand adolescents with structure problem in spine and pelvis.

수치해석을 이용한 강관합성말뚝의 보강효과 분석 : (Ⅱ) - 지반 지지력

김성렬(Kim Sung-Ryul),이시훈(Lee Si-Hoon),정문경(Chung Moonkyung),이주형(Lee Juhyung) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 C Vol.29 No.6

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝직경과 재하방향에 따른 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 수직방향 극한지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 1.90배, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일한 지지력을 보여주었다. 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝에 비하여 평균 1.46배, 콘크리트 말뚝에 비하여 평균 1.25배 큰 것으로 나타났다. 그리고, 허용변위 기준에서의 강관합성말뚝의 말뚝두부 변위는 평균적으로 강관말뚝의 약 78%, 콘크리트 말뚝의 약 53%로 나타나 강관합성말뚝의 변위억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 해석조건에서 강관합성말뚝의 수직방향 극한지지력 증가효과는 작았지만 수평방향 재하시의 강관합성말뚝의 변위억제 효과에 의해 현장타설말뚝의 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다. The steel pipe of steel-concrete composite piles increases the pile strength and induces the ductile failure by constraining the deformation of the inner concrete. In this research, the load-movement relations and the reinforcement effect by the outer steel pipe in the steel-concrete composite pile were analyzed by performing three-dimensional numerical analyses, which can simulate the yielding behavior of the pile material and the elasto-plastic behavior of soils. The parameters analyzed in the study include three pile materials of steel, concrete and composite, pile diameter and loading direction. As the results, the axial capacity of the composite pile was 1.9 times larger than that of the steel pipe pile and similar with that of the concrete pile. At the allowable movement criteria, the horizontal capacity of the composite pile was 1.46 times larger than that of the steel pile and 1.25 times larger than that of the concrete pile. In addition, the horizontal movement at the pile head of the composite pile was about 78% of that of the steel pile and about 53% of that of the concrete pile, which showed that the movement reduction effect of the composite pile was significant and enables the economical design of drilled shafts.

한국의 온대저기압성 강수지역 구분

김성렬(Sung Ryul Kim),양진석(Jin Suk Yang) 한국지역지리학회 1995 한국지역지리학회지 Vol.1 No.1

한국의 온대저기압성 강수에 대하여 10년간(1981∼1990년) 60개 지점의 저기압성 강수와 관련된 43개 강수자료를 이용하여 지역구분을 시도하였다. 먼저 因子分析을 통하여 요인별 고유치를 분석하여 因子點數의 지역분포를 고찰한 후, 군집분석의 Ward법을 적용하여 강수지역을 구분하고 구분지역별로 강수특성을 고찰하였다. 온대저기압성 강수와 관련된 43개 변수를 이용한 因子分析에서 固有値가 1.0이상의 요인은 7개이며, 全變動量의 86%를 설명한다. 제1요인은 중서부지역의 강수특성을 설명해주며 기여율이 40.9%로 가장 높게 나타났다. 群集분석의 Ward법에 의한 한국의 온대저기압성 강수지역은 ① 경기·영서북부지역 ② 영동·을릉도지역 ③ 호서·영서남부지역 ④ 호남·북서제주지역 ⑤ 남동제주지역 ⑥ 영남북부지역 ⑦ 영남남부지역 등 7개의 대지역과, 22개 중지역으로 구분되었다. 더불어 강수지역의 경계선 설정에는 저기압의 이동경로와 유입기류의 방향, 산맥의 定向 등이 많은 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. The purpose of this study is to classify the Korean precipitation regions on the basis of the characteristics of extratropical cyclonic precipitation. From now on, extratropical cyclone is called cyclone in short. By using factor analysis and Ward method in cluster analysis, precipitation regions on the basis of the characteristics of cyclonic precipitation are classified. The principal data used in this study are daily precipitation records obtained from 60 weather stations of the Korea Meteorological Service during the ten years (1981∼1990), and weather charts published by the Japan Meteorological Agency. The results obtained in this study are summarized as follows: (1) In the factor analysis using 43 variables which have relation to the extratropical cyclonic precipitations, They are seven factors whose eigenvalues are above 1.0. This explains 86 percent of total amount. The first factor explains the characteristics of precipitation in the middle-west area and its contribution degree has the highest 10.9 percent. (2) According to the cluster analysis method of Ward, extratropical cyclonic precipitation regions are classified seven macro regions(such as Kyungki and North Youngseo, Youngdong and Ullungdo, Hoseo and South Youngseo, Honam and Northwest Chejudo, Southeast Chejudo, North Youngnam, and South Youngnam), 22 meso regions. (3) The characteristics of precipitation regions have relations to the path of cyclone, the direction of air inflow and the strike of mountain ranges. As the conclusion, the Central China Low brings much precipitation in the southern coast and southern area of Korea as moving to the northeastward. The North China Low moves eastward and brings much precipitation in the western area of the Taeback mountain ranges. The probability of extratropical cyclonic precipitation is the lowest in the inland of Yeongnam and the eastern coastal areas which belong to the rain shadow region. Namely, The seasonal and spatial characteristics of precipitation are closely associated with the path of cyclone and the direction of air inflow according to its passage, and the strike of mountain ranges.

기초지반-지하-상부구조 통합 비선형 모델링 기법 개발

김성렬(Kim, Sung-Ryul),유병수(Yoo, Byeong-Soo),홍성호(Hong, Seong-Ho) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10