• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• 한국재료학회지
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• 제4권5호
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• pp.590-599
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• 1994

취성재료의 균열첨단에서 전위의 이동에 대한 거동을 이해하기 위하여 단결정의 알루미나에 대한 취성-연성 전이(BDT)에 대한 한 연구가 진행되었다. 여러 온도에서, 예비균열된 시편으로 4점 굽힘시험을 이용하여 임계응력확대계수와 항복강도가 측정되었다. 그 결과로, BDT온도는 변형속도와 시편 방향에 따라 달랐다.:(1120)파단면에 대하여 $4.2 \times 10^{-6}$와 $4.2 \times 10^{-7}s^{-1}$에서 BDT온도는 각각$1034^{\circ}C$, $1150^{\circ}C$이었다. 또한 4점굽힘 시험을 이용하여 연성영역에서 균열첨단으로 부터 방출된 전위의 이동거리과 방향은 에칭 피트법에 의해서 측정되었다. 이중 에칭법을 이용하여 즉정된 사파이어에서 전위의 이동속도는 모델링 연구에 응용되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1246-1251
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• 1988

본 연구에서는 균열 첨단의 극좌표를 직각좌표(x, y)로 변환시킨 후 슬랩상사 이론을 적용시켜 균열첨단 부근에서 많은 데이터의 측정이 가능한 새로운 해석법인 다 점 선정법(multi-point selection method)을 개발하였다.또 이 해석법으로 유한판 중앙 직선균열의 응력확대계수를 해석하여 종래 해석법의 결과와 비교 검토하여 그 유 용성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.87-100
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• 1989

해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법이 개발되었다. 개발된 방법을 이용해서 2평면 K형 조인트에 대한 피로수명을 구체적인 파괴역학적 방법으로 산출 하였다. 이 분석을 위해 용접부위 표면균열의 응력확대 계수를 3차원 유한요소법에 의해 계산하였다. 계산된 결과에 의하면 용접부위 표면균열 첨단은 단순한 Mode I형태를 보이지 않고 Mode I, II, III이 복합된 형태임이 입증되었다. 계산된 응력확대 계수를 사용해서 16개의 용접부위균열 성장형태를 일반적인 피로균열 성장법칙을 적용해서 계산하였고, 균열성장의 안정분석을 통해 각 균열의 최종 파괴상태를 파괴해석도면(failure assessment diagram)법을 이용해서 계산하였다.

• 터널과지하공간
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• 제9권1호
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• pp.64-71
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• 1999

균열면을 제어하는 발파방법의 하나로서 노치성형 발파공을 이용한 방법의 균열발생 특성을 2차원 및 3차원 유한요소 해석방법을 이용하여 고찰하였다. 균열제어를 위한 모델로는 노치가 성형된 발파공과 일반적인 원형 발파공을 대상으로 하였으며, 발파 압력에 대한 암반의 동적 반응, 탄성 및 소성 변형의 발생 특성, 그리고 이로 인한 발파 균열의 성장 전파 특성을 분석하여, 균열의 능동적 제어와 보다 효율적인 발파가 이루어 질 수 잇는 조건들을 규명하고자 하였다. 해석 결과 일반 발파공의 정하중 탄성 모델의 경우 공반경의 약 3배인 6cm 까지 집중된 응력의 크기가 파괴강도를 초과하는 것으로 나타났으며 탄소성 모델의 경우 균열이 전파거리는 공반경의 145배인 30cm 가지 확장되었다. 또한 폭 5mm 길이 30 mm 의 노치가 가공된 발파공의 경우 정하중하에서 공반경의 23배인 46cm 까지 균열이 진전되었으며, 균열의 방향은 노치 첨단의 방향으로 생성되는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.33-39
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• 2007

본 연구는 균열이 발생된 콘크리트 구조물의 성능 회복 및 성능 향상을 위하여 첨단 기술을 접목한 경제적이고 친환경적인 나노 합성 무기계 균열보수재를 균열이 발생된 콘크리트 구조물에 적용하기 위하여 나노 합성 무기계 균열보수재의 역학적 특성 및 내구 특성을 종합적으로 평가하였다. 균열 보수재의 역학적 특성을 평가한 결과 모든 균열보수재가 표준 및 건습반복 상태에서 우수한 부착성능을 나타내었으며, 염분침투확산, 탄산화 및 내염수성 실험결과도 매우 양호한 결과를 나타내었다. 따라서 균열에 의한 성능저하가 발생하여 콘크리트 구조물의 보수 보강이 필요할 경우 본 연구에서 적용한 나노 합성 무기계 균열보수재를 이용하여 콘크리트 구조물의 성능 회복 및 성능 향상을 이룰 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.163-171
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• 2009

임계하 균열성장(subcritical crack growth)은 암석 내에서 오랜 시간 동안 일어나는 균열시스템 발달의 주된 원인으로 그 중요성이 매우 크다. 본 연구에서는 증류수(pH = 5-7)와 수산화나트륨(NaOHaq, pH = 12)용액으로 포화된 암석과 건조암석에서의 임계하 균열성장에 대해 고찰하였다. 아울러 공극유체의 수소이온농도(pH)의 영향도 함께 살펴보았으며, 안산암과 화강암이 연구에 사용되었다. 연구방법은 온도가 조절된 환경에서 이중-비틀림 실험(double-torsion test)을 실시하여 균열성장속도와 응력확장계수와의 상관관계를 파악하였다. 연구의 결과 수성환경에서 균열성장속도가 건조한 경우보다 크게 나타났으며, 이는 기존 연구에서 물이 첨가되었을 때 균열성장속도가 빨라지는 결과와 잘 일치한다. 증류수와 수산화나트륨 사이의 결과에서는 수소이온농도의 차이에도 불구하고 균열성장속도의 차이가 나타나지 않았으며 이는 수산화이온이 균열성장을 가속한다는 기존의 결과와는 차이를 보였다. 따라서 균열의 첨단부(crack-tip)에서의 수소이온농도의 차이는 균열의 성장에 영향을 미치지만, 공극유체의 전체적인 수소이온농도(bulk pH)의 영향은 매우 적다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권1호
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• pp.1-7
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• 2019

목적: 레이저를 이용한 치과 보철물 세라믹 복합소재 Lava Ultimate와 IPS e.max의 가공성 평가를 하고자 한다. 재료 및 방법: 3M, Lava Ultimate와 Ivoclar vivadent, IPS e.max의 가공성 평가를 위해 $CO_2$ 레이저, 피코초 레이저, 펨토초 레이저를 사용하였으며, 공초첨 현미경을 이용하여 가공 형상을 분석하였다. 결과: 세라믹 복합체의 취성 및 탄화, 균열 등은 소재의 열축적에 영향을 받고 레이저 출력 및 펄스 시간에 의해 제어가 가능함을 알 수 있었다. 결론: $CO_2$ 레이저를 이용하여 세라믹 복합소재 가공 시 미세 균열과 탄화가 즉시 발생하였으며, 피코초 레이저 가공의 경우 미세 균열은 일부 개선되었으나 탄화 현상은 지속적으로 발생되었다. 하지만 펨토초 레이저를 이용한 레이저 가공 시 출력 대비 높은 효율의 가공성을 확인하였으며, 특히 세라믹 레진 복합소재인 Lava Ultimate의 경우 펨토초 레이저를 이용하여 가공 시 가장 우수한 가공성을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.830-838
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• 2000

The paper addresses an application of molecular dynamics technique for fracture mechanics. Molecular dynamics simulation is an atomistic approach, while typical numerical methods such as finite element methods are macroscopic. Using the potential functions, which express the energy of a molecular system, a virtual specimen with molecules is set up and the trajectory of every molecule can be calculated by Newton's equation of motion. Several three-dimensional models with various types of cracks are considered. The stress intensity factors, the sizes of plastic zone as well as the dislocation emission are sought to be compared with the analytical solutions, which result in good agreement.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.178-191
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• 2020

연구목적: 본 연구는 시설물 점검 및 진단분야에 도입될 첨단 기술 및 장비의 동향을 조사하고 미국, 일본, 한국의 표준화 체계를 분석하여 국내 실정에 맞는 시설물 점검 및 진단장비 성능평가 방법의 기본 방향을 제시하고 성능평가 기준이 우선적으로 개발되어야 할 대상을 선정하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 시설물 점검 및 진단에 활용되는 첨단 장비 현황을 분석하기 위하여 시설물통합정보관리시스템(FMS)의 최근 5년간 보고서와 시설물 유지관리 업체와 안전진단전문기관에 소개된 첨단 기술을 조사하였다. 또한, NTIS에 등록되어 있는 과제, 논문, 연구보고서, 특허 등을 검색하였다. 이후 미국, 일본, 한국의 표준화 체계를 조사하여 국내 실정에 맞는 형태의 시설물 점검 및 진단장비 성능평가 방법의 기본 방향을 제시하고 전문가 인터뷰와 설문조사를 수행하여 성능평가 기준이 우선적으로 개발되어야 할 대상을 선정하였다. 연구결과: 자유로운 기술 개발이 이루어지고 지나친 제약이 되는 것을 방지하기 위하여 성능평가 프로세스는 조사항목별로 장비나 기술의 종류에 상관없이 해당 장비나 기술이 목표하는 점검에 대하여 요구되는 목표 성능지표를 개발하여 해당 성능지표를 만족할 경우 성능을 인증해 주는 방식으로 진행될 필요가 있다. 또한, 전문가 인터뷰와 설문조사 결과 내구성 평가의 콘크리트 균열 조사항목과 안전성 평가의 콘크리트/강재 변위/변형/피로 조사항목에 활용되는 첨단장비나 기술들을 대상으로 성능평가 기준을 우선적으로 개발해야 할 필요성을 확인하였다. 결론: 내구성 평가의 콘크리트 균열 조사항목이나 안전성 평가의 콘크리트/강재 변위/변형/피로 조사항목을 대상으로 성능평가 가이드라인을 우선적으로 개발할 필요성이 있으며, 자유로운 기술 개발을 도모하고 기존에 개발된 첨단장비에 새롭게 개발될 첨단장비의 성능을 공통된 기준으로 평가하기 위해서는 표준화된 시편이나 테스트 베드를 구축하여 기술 종류에 관계없이 제시된 요구 성능을 충족하면 성능을 인정하는 방식으로 검증하는 체계를 구축해야 한다.