STRESS INTENSITY FACTORS AND CRACK OPENING DISPLACEMENTS SUBJECTED TO CRACK CLOSURE OBSTRUCTIONS

Hie-young JUNG(정희영) 대한토목학회 1996 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1996 No.1

Full-scale 실험 모드해석을 이용한 노후화된 철도판형교의 진동특성

김주우,정희영,Kim, Joo-Woo,Jung, Hie-Young 한국강구조학회 2012 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.24 No.1

본 연구에서는 실험적 모드해석 기법을 이용하여 외부환경에 직접 노출되어 있는 실제 철도판형교의 full-scale 동적 테스트가 수행되었다. 충격해머 모드실험에 의해 얻어진 철도판형교의 모드 매개변수를 유한요소해석으로부터 구한 고유진동수와 모드형상과 비교, 분석하였다. 실험적 모드해석에 의해 측정된 실험 데이터와 해석적 진동분석에서 얻어지는 출력만의 데이터를 교량 부재의 기하학적 특성 및 재료적 특성을 다양하게 고려하여 모델보정 테크닉에 적용하였다. 철도판형교의 실험적 모드해석 결과를 검증하기 위한 유한요소모델이 모드인식 기법을 이용하여 보정되었다. 실험 데이터와 유한요소해석 기준모델의 모델보정과정의 결과와 함께 부재특성의 변화를 통하여 이루질 수 있는 손상평가에 대한 기초적 데이터베이스가 제공된다. In this study, experimental vibration tests are performed on a real full-scale railway steel plate girder bridge, which resides in open-space environments. Using experimental modal analysis techniques, the modal parameters of the railway steel plate girder bridge yielded by the modal testing of the impact hammer are compared and investigated with the natural frequencies and mode shapes obtained by finite element analysis. This work focuses on the application of model updating techniques to measured experimental data and output-only data from an analytical vibration study that takes into account various geometric and material properties of the bridge members. A finite element model of the railway bridge structure is used to verify the modal experimental results. It is subsequently updated using the corresponding modal identification technique. The basic database is provided to evaluate damage, which can be determined based on the changes in the element properties, resulting from the process of updating the finite element model benchmark and experimental data.

천연고무받침의 열 노화가 교량 내진성능에 미치는 영향

오주,정희영,Oh, Ju,Jung, Hie-Young 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.3

지진격리장치로서 천연고무받침의 동적 특성은 주재료인 고무의 동적거동과 비선형 성질에 의존하고 있다. 역학적이나 환경적인 영향으로 인해 고무재료에 노화가 진행되고 결국에는 손상이 불가피하게 발생하게 된다. 고무재료의 노화에 주원인은 높은 온도에서 반응열로 인한 산화반응으로 알려져다. 이에 따라 천연고무받침에 대한 가속 열 노화실험을 수행하여 열 노화 전 후에 대해 받침의 특성값을 상호 비교하였다. 실험 결과 열 노화 현상은 전단강성과 에너지 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 또한 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 실제 교량에 적용하여 천연고무받침의 열 노화가 교량의 내진성능에 미치는 영향을 수치해석을 통해 비교분석하였다. 그 결과 천연고무받침에 대하여 열 노화에 따른 기본 특성변화가 교량의 내진성능에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다. The dynamic characteristics of natural rubber bearings, which are used as isolator, are dependent on the main rubber's dynamic behaviors and nonlinear properties. Rubber materials tend to undergo an aging process under the influence of mechanical or environmental factors, so they inevitably end up facing damage. A main cause of aging like this is known to be oxidization, which occurs through the heat of reaction at high temperatures. Accordingly, in this study an accelerated thermal aging test was carried out in order to compare the characteristic values of the bearings before and after thermal aging occurs. As a result of this experiment, it was found that a thermal aging phenomenon could have some effects on shear stiffness, energy absorption, and equivalent damping coefficients of the bearings. Furthermore, a deterioration in the dynamic properties of the natural rubber bearings caused by the thermal aging was applied to an actual bridge and then the effects of such thermal aging on the seismic performance of the bridge were also compared and analyzed based on numerical analysis. As a result of this analysis, it was found that the changes in the basic properties of the natural rubber bearings caused by the thermal aging bring only a minor effect on the seismic performance of bridges.

Static and Dynamic Behavior of Disk Bearings under Railway Vehicle Loading

오세환,최은수,정희영,김학수,Oh, Saeh Wan,Choi, Eun Soo,Jung, Hie Young,Kim, Hak Soo Korean Society of Steel Construction 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.4

본 연구의 목적은 철도차량하중으로 인한 디스크받침의 정 동적 거동특성을 평가하여, 디스크 받침 설계기술 발전에 기여하고자 함이다. 디스크받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현하고 있으며, 가동단에는 PTFE를 사용하여 교량의 움직임을 흡수하고 있다. 실험실에서 수차례의 정적 실험을 실시하여 폴리우레탄 고무의 정적거동을 평가하기 위한 데이터를 획득하였다. 또한, 4개의 디스크받침은 철도교량인 판형교에 설치하여 철도차량에 의한 디스크받침의 동적 거동을 측정하였다. 현장실험은 기관차 1량을 사용하여 일정속도로 주행하는 주행시험을 실시하여 각 디스크받침의 동적 변형과 이에 작용하는 동적 하중을 측정하였다. 정적 실험을 통해서 나타난 사실은 수직강성에 크게 기여하는 것이다. 또한 동적 강성은 정적으로 평가된 강성보다 크게 나타났다. 차량의 속도가 증가함에 따라 디스크받침의 변형도 증가하는 것으로 나타났지만, 크게 증가하지는 않았다. 디스크받침의 고정단의 동적 강성이 가동단의 강성보다 크게 나타나는데, 이는 가동단의 PTFE가 변형을 일으키기 때문이라고 판단된다. 이러한 결과는 철도교를 위한 디스크받침 설계기술의 발전에 기여할 것이다. The goal of this study is to ases the static and dynamic behavior of disk bearings under railway vehicle loadings. Several static tests were conducted in a laboratory t bearings, all having the same kind of polyurethane disk as used in the static tests, were installed under a full-sized railway bridge and tested with a running locomotive, the tests results, the static and dynamic stiffness of the disk bearings were estimated and compared. the deformation of the disk bearings under the bridge was measured at varying disk bearing was almost half of that under dynamic loading. In addition, the dynamic stiffness of the fixed disk bearing was 80% higher than that of an expansion disk bearing, since the PTFE in the expansion bearing is displaced. The deformation of the disk bearing did not vary significantly with changes in locomotive's speed. The results of this study can contribute to fast-tracking the formulation of a design technique for disk bearings for railway bridges.

철도교용 고무패드의 강성 추정기법

오세환,최은수,정희영,Oh, Saeh Wan,Choi, Eun Soo,Jung, Hie Young 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.3

본 연구에서는 철도교량에 교량받침으로 사용될 수 있는 4종류의 고무패드의 사용상의 특성을 분석하고, 강성과 감쇠비를 결정하기 위한 방법을 제시하였다. 고무패드의 강성을 결정하기 위해서는 정적 실험을 통한 직접적인 방법과 동적 실험을 통한 간접적인 방법이 가능하다. 본 연구에서 두 가지 방법에 의해서 고무패드의 강성을 평가하고 비교하였다. 고무패드의 감쇠비는 동적 실험에 의해서만 파악이 가능하며 폴리우레탄 고무의 경우 천연고무나 크로로프렌 고무와 유사한 감쇠비를 가지는 것으로 나타났다. 폴리우레탄 고무는 천연고무나 크로로프렌 고무에 비해 경도가 크기 때문에 작은 면적으로도 큰 하중을 견딜 수 있으며, 또한 같은 형상계수를 가지는 패드에서도 더 큰 강성을 보여 철도교의 교좌로서 활용성이 더 큰 것으로 판단되었다. 천연고무나 크로로프렌 고무 패드는 수직하중에 의한 수평 변형이 크게 발생하는데 비해, 폴리우레탄 고무패드는 수직하중에 의한 수평방향의 변형이 거의 발생하지 않기 때문에 보강재에 의한 보강이 필요하지 않다. This study analyzed the characteristics of four kinds of bridge rubber pads and suggested a method of determining the stiffness and the damping ratio of the pads.The stiffness of rubber pads can be estimated by a direct static test and a dynamic test indirectly.This study used both methods to determine the pad's stiffness.The damping ratio of pads can be obtained using the dynamic test and the damping ratio of polyurethane rubber pads was estimated to aproximate that of natural and chloroprene rubber pads.The polyurethane rubber pads are harder than natural and chloroprene rubber pads and thus carry larger load bearing capacity.In addition, they showed higher stiffness with the same shape factor than the others and thus are more available for bridge bearings.Although natural and chloroprene rubber pads are elongated to large deformation in the horizontal direction due to vertical loads, polyurethane rubber pads almost do not generate horizontal deformation due to vertical loads regardless of the thickness and hardness of the pads.Therefore, they do not need reinforced plate to restrict horizontal deformation.

다양한 기하학적 인자를 고려한 고무받침의 압축 및 전단 내력

박지용,김주우,정희영,Park, Ji Yong,Kim, Joo Woo,Jung, Hie Young 한국강구조학회 2014 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.26 No.6

본 논문에서는 적층탄성받침과 납 고무받침을 대상으로 재료 및 기하비선형을 고려한 3차원 유한요소로 모델링하고 다양한 파라미터에 대한 압축 및 전단특성을 비교 분석하여 적층고무받침의 해석적 데이터베이스를 구축하였다. 유한요소해석에서 적층고무받침을 모델링하기 위해서 고무시편시험을 통해 고무의 응력-변형률 관계를 얻어내고 커브피팅을 이용하여 고무재료상수를 구하였다. 고무재료상수를 검증하기 위하여 실제 적층탄성받침 제품 시험과 유한요소해석을 비교함으로서 고무재료상수의 유효성을 확인하였다. 적층탄성받침과 납고무받침의 압축거동은 1차 형상계수에 따라서 가장 큰 영향을 받았으며, 전단거동은 2차 형상계수에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있었다. 또한 납의 직경이 증가할수록 납 고무받침의 수평강성과 에너지 소산능력이 증가하였다. In this study, compression and shear characteristics of laminated rubber bearings and lead rubber bearings with various parameters are investigated by using material and geometric nonlinear three-dimensional finite element analysis. Rubber coupon tests are performed to make a model of the laminated rubber bearings. In addition, the material constants of the rubber are calculated by the curve fitting process of stress-strain relationship. The finite element analysis and experimental tests of the laminate rubber bearings are used to verify the validity of the rubber material constants. It is seen that the compression behavior of the laminated rubber bearings and lead rubber bearings mainly varies depending on the first shape factors and their shear behavior significantly varies depending on the second shape factors. In addition, the horizontal stiffness and energy dissipation capacity of lead rubber bearing are increased when the diameter of a lead bar is increased.

에폭시 피복철근 현장적용을 위한 품질 기준 및 시공품질관리 개선에 관한 연구

정찬구(Chan-Gu Jung),정희영(Hie-Young Jung),김지상(Jee-Sang Kim),심성표(Sung-Pho Shim),심진아(Jin-Ah Shim) 한국건설순환자원학회 2018 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.6 No.3

에폭시 피복철근은 해양 및 가혹한 환경에서 철근방식 성능이 우수하여 내구수명을 연장하는 것이 가능함이 입증되어 미국 및 일본등의 선진국에서는 에폭시 피복철근의 사용이 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 국내는 연구개발 부족, 낙후된 생산설비, 품질불량, 초기비용 증가, 현장 취급 및 관리 어려움등의 이유 때문에 아주 제한적으로 사용하고 있다. 이 연구는 최근에 개선된 제조공장에서 생산된 에폭시 피복철근의 관련 시험에 의해 증명된 제품의 시험시공을 통하여 현장 적용을 위한 제조, 운반 및 시공등의 시공품질관리의 개선방안을 제안하였다. The Epoxy-coated Reinforcing bars have been proved to be able to extend a durability life because of its excellent corrosion resistance in bridges and structures under marine and severe environments. The usage of epoxy-coated reinforcement is continuously increasing in developed countries such as the US and Japan. However, domestic use is extremely limited due to lack of research and development, poor production facilities, low quality, increase of initial costs, and difficulty of field management. This study suggests the improvement of construction quality management such as manufacturing, transportation and construction for the field application through the test construction of the proven product in the related test results of the epoxy coated steel bars produced in the recently improved manufacturing facility.

잔류응력이 짧은 모서리 균열의 초기화와 성장에 미치는 영향

김장환 ( Kim Jang-hwan ),정희영 ( Jung Hie-young ) 한국구조물진단유지관리공학회 2004 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.8 No.1

본 연구에서는 공학적으로 짧은 모서리 균열의 성장과 초기화에 미치는 잔류응력의 영향을 평가하기 위하여 알루미늄 6061-T6를 사용하였다. 모서리 균열은 시편의 표면에 내재한 사분원 형상으로 가정하였으며, 균열의 성장을 관찰하기 위해 선형파괴역학의 개념을 도입하였다. 본 연구에서 사용된 시편은 잔류응력을 쉽게 계산할 수 있도록 기존의 굽힘 시험편을 수정하였으며, 표면 거칠기 및 미세 구조가 균열의 성장에 미치는 영향을 배재하기 위해 시편의 표면을 기계적으로 다듬질을 하였고, 균열의 검출을 위해 플라스틱 레플리카를 사용하였다.

고감쇠 고무받침의 전단특성 의존성에 대한 실험적 연구

오주(Oh Ju),정희영(Jung Hie-Young) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.2A

본 연구에서는 고감쇠 고무받침 시험체의 다양한 특성실험을 통하여 전단특정 의존성을 파악하였다. 파악하고자 하는 고감쇠 고무받침의 특성은 변위의존성, 면압 의존성, 주파수 의존성, 온도 의존성 등이다. 특성실험결과 고감쇠 고무받침의 특성치는 온도에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 주피수가 증가할수록 전단강성과 등가감쇠비 모두 증가하나 반복횟수가 증가 할수록 고무의 온도상승으로 인하여 그 값들은 감소하였다. 그리고 면압이 증가할수록 유효강성은 감소하고 등가감쇠비는 증가하는 것으로 타나났다. 본 실험결과에 의하면 고감쇠 고무받침의 설계의 주요한 변수인 전단강성과 등가감쇠비를 산정함에 있어 설계변위와 가진속도 및 온도의 면밀한 검토가 필요하다고 판단된다. In this paper, the characteristics of high damping rubber bearing were studied through various prototype test. The characteristics of HDRB were dependent on displacements, repeated cycles, frequencies, vertical pressure, temperature, the capability of shear deformation and the vertical stiffness. The prototype test showed that the displacement was the most governing factor influencing on characteristics of HDRB. The effective stiffness and equivalent damping of HDRB were decreased with displacement, and increased with frequency. The effective stiffness was decreased with high vertical pressure, while the equivalent damping was increased. In which, the equivalent damping was more dependent on the vertical pressure than the effective stiffness. According to the results of this study, more careful examination is required to design the effective stiffness and equivalent damping ratio considering the dependencies of design displacement and exciting velocity.

지진격리받침의 신뢰성향상 기술현황

오주(Ju oH),정희영(Hie-Young Jung),이종윤(Jong-Yun Lee) 대한토목학회 2012 대한토목학회지 Vol.60 No.4