• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.5.2-5.2
• /
• 2010

인체 경조직인 뼈와 치아는 콜라겐 단백질과 인산칼슘 무기질 성분으로 구성된 최적의 복합체라 볼 수 있다. 이러한 인산칼슘 무기질 성분은 결정학적, 화학적으로 hydroxyapatite (HA, Ca10(PO4)6(OH)2)와 거의 유사하여 높은 생체활성과 골전도성을 보이는 것으로 알려져 있다. 또한, hydroxyapatite의 고온 분해 산물로 볼 수 있는 tricalcuim phosphate(TCP, Ca3(PO4)2)는 체내에 이식시 체액에 용해되어 신생골을 유도하는 생체흡수성 세라믹스로 알려져있다. 이러한 HA와 TCP는 우수한 생체친화성에도 불구하고 기계적 특성이 낮아, non-load bearing 부위에 적용이 되어 다공질의 골수복재 용도로 활용되거나, load-bearing부위의 적용을 위한 금속 implant 등의 생체친화성 보완을 위한 표면 코팅재로 사용되고 있는 실정이다. 본 발표에서는 생체특성이 매우 우수한 인산칼슘 생체세라믹스의 load-bearing part 적용을 위하여 강도 및 파괴인성의 기계적 특성을 증진시킨 사례를 살펴보고, non-load bearing part에 실제 사용되는 인산칼슘 생체세라믹스의 다공질(porous) 골수복재(bone graft)의 역학 특성 증진을 위한 아이디어와 함께, 역학 특성이 매우 뛰어난 지르코니아 생체세라믹스의 강화-소결법에 대하여 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1552-1560
• /
• 1990

본 연구에서는 로터강(Cr-Mo-V 강)과 저탄소합금강(A517-F강)의 CT시험편을 대상으로 한 고온피로 시험결과를 토대로 차원해석법을 도입시켜 고온하의 균열성장률 을 유도한 다음 온도(T)와 응력확대계수범위(.DELTA.K,T)인 아레니우스 형태의 식을 유도하 였다.그리고 유도된 균열 성장 법칙을 파리스식과 비교 검토하여 본 연구에서 유도 된 이 균열성장법칙의 타당성을 검토하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.131-139
• /
• 2012

콘크리트 기둥에 사용되는 횡방향 철근은 압축콘크리트 파괴 시 횡방향 벌어짐을 구속하여 폭렬을 줄일 수 있고 콘크리트의 연성을 증가시키는 데에 유효하며 강도손실 보상효과가 있다. 이를 규명하기 위하여, 띠철근의 간격과 나선철근을 변수로 한 실험체를 제작하여 가열실험을 수행하였다. 이 때 전기로 온도를 $300^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ 및 $800^{\circ}C$로 설정하여 $13.33^{\circ}C$/분의 속도로 가열하고 2시간동안 그 온도를 유지시켰다. 냉각된 실험체에 대해 응력-변형률 곡선을 구하기 위한 압축실험을 수행하고, 이로부터 탄성계수, 잔존 내력 및 변형률 등의 잔존 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과 횡방향 철근비가 높을수록 철근이 콘크리트를 구속하여 다축 응력 상태가 되기 때문에 고온을 받은 콘크리트의 잔존 최대응력이 커지고 더욱 큰 변형을 발휘할 수 있는 있는 것을 확인하였다. 이울러, 콘크리트의 잔존 탄성계수의 감소율은 횡방향 철근의 구속효과로 작아지는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.157-169
• /
• 2007

본 연구에서는 $300^{\circ}C$부터 $1,000^{\circ}C$까지 $100^{\circ}C$간격으로 터널구조물 시공재료별로 목표온도 조건에 따른 중량손실률 및 제반 역학적 특성변화를 측정하였다. 실험 결과, 재료의 역학적 특성이 선형적으로 급격히 저하되는 임계 온도는 $300^{\circ}C$정도이고, 급격한 재료 특성 저하 후 거시적인 파괴로 진전되는 임계 온도는 약 $600^{\circ}C$라는 것을 파악할 수 있었다. 터널구조물 시공재료별로 목표온도에 따른 역학적 특성변화 결과들을 회귀분석한 결과, Bolzmann함수로 최적 회귀함수를 도출할 수 있었다. 최종적으로 화재 시나리오에 따라 터널구조물에 사용되는 시공재료 내부의 온도분포를 쉽게 추정할 수 있으며, 그에 따른 압축강도 및 탄성계수와 같은 역학적 특성들의 저하 정도도 정량적으로 추정할 수 있는 도표를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.251-254
• /
• 2009

건설 분야에서 FRP(Fiber Reinforced Polymers) 부재는 기존의 건설부재에 비해 많은 장점을 가지고 있어 여러 분야에서 연구 및 개발이 이루어지고 있다. 그중 FRP 재료를 이용한 교량 부재들이 해외 뿐만 아니라 국내에서도 연구되고 있으며, FRP 인장재 및 바닥판은 연구 및 개발이 완료돼 현재 시공 중에 있고 FRP 휨 부재 또한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이런 FRP 부재는 외부 환경에 그대로 노출됨으로써, 온도 등의 주위 환경의 변화에 많은 영향을 받게 되며, 특히 높은 온도에 취약한 성질을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 FRP 부재의 온도에 따른 역학적 특성을 파악하기위한 실험적 연구로써, $-21^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에 각각 1시간씩 시험체를 보관한 뒤 내구성 실험을 실시하였다. 각각의 시험체는 FRP 모듈형 박스부재에서 4개씩 채취하였으며, 실험 실시 후 SEM촬영을 실시하여 파괴모드를 분석하였다. 실험 결과 저온일 때는 강도변화가 많이 나타나지 않았으나 고온일 때 압축 및 휨강도의 급격한 저조를 확인할 수 있었다. 고온 보관 시험체의 SEM(Scanning Electron Microscope) 촬영결과 수지의 손상으로 낮은 강도가 측정되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권1호
• /
• pp.171-178
• /
• 2002

An effect is made in this study to deepen understanding of small punch(SP) creep testing which has been a round for about 10 years as a substitute for the conventional uniaxial creep testing. Even though considerable numbers of SP creep test program have been performed, most of the tests were aimed at measuring creep rupture lives only. Very flew studies showed interest on the meaning of what we were really measuring during the SP creep tests. In this paper meanings of the parameters measured during the SP creep testing, such as punch load and punch displacement rate are investigated using finite element analysis. It was shown that the measured parameters must represent the stress and strain rates of the material at the annular region located at about 0.65 mm from the center of the SP specimen. The material in this location would go through constant maximum stress and strain rate during the testing. Experimental verification is also discussed.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
• /
• pp.511-516
• /
• 2001

Recently small punch creep testing (or miniature disc bend creep test) has received much attention through European collaborative research projects. This method was considered as a substitute for the conventional creep rupture testing by which the residual creep life is measured from the specimen taken out from serviced components of high temperature plants. It would be beneficial if the material creep properties such as power law creep constants as well as the creep rupture life can be measured from the small punch creep test. In this paper a method of assessing creep constants from the small punch creep testing is proposed. Finite element analyses were performed to investigate evolution of stress and strain rate at the weakest locations of the small punch creep specimen. Elastic-plastic-secondary creep analyses were carried out. The estimation equations for creep constants by the small punch creep testing are proposed based on the finite analysis results. Small punch creep tests were also performed with 9Cr steel and the accuracy of the proposed equation was verified by the experimental results.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제25권9호
• /
• pp.1493-1500
• /
• 2001

Recently small punch creep testing (or miniature disc bend creep test) has received much attention through European collaborative research projects. This method was considered as a substitute for the conventional creep rupture testing by which the residual creep life is measured from the specimen taken out from serviced components of high temperature plants. It would be beneficial if the material creep properties such as power law creep constants as well as the creep rupture life can be measured from the small punch creep test. In this paper a method of assessing creep constants from the small punch creep testing is proposed. Finite element analyses were performed to investigate evolution of stress and strain rate at the weakest locations of the small punch creep specimen. Elastic-plastic-secondary creep analyses were carried out. The estimation equations for creep constants by the small punch creep testing are proposed based on the finite analysis results. Small punch creep tests were also performed with 9Cr steel and the accuracy of the proposed equation was verified by the experimental results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.108-115
• /
• 2014

GFRP 보강근의 역학적 성능은 고온과 콘크리트의 알칼리 환경에서 크게 감소된다. 본 연구에서는 GFRP 보강근이 열손상 뒤, 알칼리 환경에 추가로 노출되었을 때의 계면전단강도변화를 고찰하는데 집중하였다. 이를 위하여 GFRP 보강근 시편은 270도의 열에 1시간동안 노출된 후 알칼리 용액에 장기간 노출되었으며, 전단시험에 의하여 파괴되었다. 비교를 위하여 열손상이 없는 시편도 같은 기간 동안 알칼리 용액에 노출된 후 전단에 의하여 파괴되었다. 결과에서, 열손상을 받은 GFRP보강근의 계면전단강도의 감소가 열손상이 없는 보강근 보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. 본 실험을 근거로 하여, 열손상을 미리 받은 GFRP 보강근이 알칼리에 노출되었을 때, 장기 잔존계면전단강도의 예측을 위한 2차식을 제시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.869-872
• /
• 2008

최근, 고온가열을 받은 콘크리트의 압축강도, 탄성계수 및 최대하중에서의 변형에 대한 체계적인 연구가 실험적으로 접근되고 있다. 본 연구는 40, 60, 80MPa급 고강도콘크리트의 재료역학적 특성에 있어서 $20{\sim}700^{\circ}C$ 범위로 상승되는 온도의 영향을 연구하는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 제안한 시험법은 설계하중 사전재하 및 잔존강도 시험방법으로서 극한강도의 25%하중을 사전재하한 후 시험체의 가열을 하중을 유지한 상태에서 목표온도까지 가열하였고 재하는 고온상태 및 상온에서 24시간 냉각상태에서 시험체가 파괴될 때까지 재하를 실시했다. 시험결과 콘크리트 강도가 증가할수록 상온의 수준과 비교하여 고온에서의 상대적인 압축강도와 탄성계수는 감소하는 것으로 나타났으며 실험결과를 바탕으로 온도의 수준에 따른 압축강도와 탄성 계수의 상관 관계식을 도출하였다.