• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.361-367
• /
• 2004

척추체간 유합케이지의 성능평가에 있어서 압축강도와 상대적인 3차원적 안정성 그리고 골유도를 촉진시킬 수 있는 형상은 성공적인 골유합의 정도를 판가름 할 수 있는 중요한 척도이다. 새로 고안된 박스형 유합케이지 스파이크의 형상변화에 따른 척추체의 골단판에 미치는 응력분포 양상과 케이지의 안정성을 비교하기 위하여 압축하중 작용 초기에 스파이크 끝딘과 골단판이 접촉하는 경우와 스파이크가 골단판에 삽입되었을 경우를 구분하여 스파이크의 높이, 폭 및 각도를 변화시켜 가면서 유한요소 해석을 실시하여 고찰하였다. 유합케이지 2개가 척추체간에 삽입되어 있는 상태에서 수직하중 1700N이 가해질 때 척추체 골단판에 전달되는 응력분포를 조사하였으며, 전, 후방향으로 케이지 하나에 100N의 pull out하중을 부과하여 케이지의 스파이크 형상변화에 따른 미세이동 정도를 비교 평가하였다. 그 결과, 척추체 골단판의 응력 집중 정도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 케이지스파이크 끝단 폭의 크기이며, 케이지 스파이크의 높이 및 각도의 변화는 스파이크 끝단과 접촉하는 척추체 골단판에 미치는 응력 정도에 큰 영향을 미치지 않았다. 스파이크 경사면 각도조절 및 양방향혼합형의 대칭 배열을 통하여 전후방향 pull-out하중에 대한 변위량을 저감시킬 수 있었다. 본 연구의 결과를 통하여 척추체에서의 응력집중을 피할 수 있고 케이지의 초기 접촉시 골단판의 파괴를 방지하고 골유합에 유리한 케이지 스파이크 형상을 설계하였고, 케이지 치환술 후 운동시 전후방향으로 이동을 최소화하여 기계적 안정성을 높일 수 있는 새로운 척추체간 유합 케이지의 최적 형상을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.35-42
• /
• 2008

원자력발전소에서는 열교환 파이프에서 발생하는 열피로 균열을 비파괴 탐상장비를 이용하여 조기에 발견하는 것이 안전을 위해 매우 필요하며, 따라서 이를 모사한 인공균열시편 제작에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 이러한 균열은 일반 기계가공으로 제작하는 것이 불가능하여 실제 조건과 유사한 열 반복하중 하에서 제작될 수밖에 없는데, 이를 위해 많은 시간이 소요된다. 본 연구에서는 크랙성장 시뮬레이션 기법을 이용하여 이러한 균열 제작시간을 단축하기 위한 최적의 열하중 조건을 찾고자 하였다. 이를 위해 임의조건에서 시뮬레이션 및 열피로균열 발생 기초실험을 수행하여 균열 초기수명과 진전수명을 검증하였고, 이를 바탕으로 다양한 가열 및 냉각시간을 시뮬레이션 함으로써 제작시간을 최소화하는 열하중 조건을 구하였다. 시뮬레이션에서는 응력해석을 위해 상용 소프트웨어 ANSYS를 초기균열수명 계산을 위해 수치계산용 소프트웨어 ZENCRACK을 이용하여 코딩을 균열진전수명 평가를 위해 ZENCRACK 소프트웨어를 이용하였다. 그 결과 1mm 균열 제작에 소요되는 시간은 초기의 418시간에서 319시간으로 24% 단축되는 것으로 예측되었다.

• 토지주택연구
• /
• 제4권3호
• /
• pp.279-286
• /
• 2013

기성 말뚝을 항타시공하는 방법은 시공비가 적게 들면서도 우수한 지지력을 얻을 수 있는 효율적인 시공방법이다. 하지만 국내와 같이 매립층이 많고 다양한 지반조건에서는 예상치 못한 문제로 인하여 기계적 굴착이 수반되는 매입공법으로 변경되기도 한다. 따라서, 항타공법이 매입말뚝에 비하여 불확실성이 더 높을 수 있다. 본 논문에서는 국내에서 건축물의 기초로 사용되고 있는 PHC 항타말뚝의 불확실성 요인을 줄여주고 보다 신뢰성 있는 설계가 가능하도록 하기 위하여 한계상태설계법의 일종인 하중저항계수법(LRFD) 설계정수를 산정하였다. PHC 항타말뚝의 LRFD 설계정수를 제안하기 위해 총 221회(초기동재하 : 93회, 재항타동재하 : 128회)의 동재하시험자료와 이들 말뚝에 대한 지지력 설계(Meyerhof 설계법, SPT-CPT 전환 설계법) 자료를 분석하고 목표 신뢰도 지수 2.33과 3.0에 대해 하중저항계수를 제시하였다. PHC 항타말뚝의 저항계수는 목표 신뢰도 지수에 따라 Meyerhof 방법, SPT-CPT 전환법은 각각 0.43~0.55 및 0.40~0.49를 나타내었다.

• Composites Research
• /
• 제19권5호
• /
• pp.20-27
• /
• 2006

니켈 나노와이어 고분자 복합재료의 자체 감지 및 계면 물성평가를 전기적 미세역학적 시험법을 이용하여 조사해 보았다. 본 연구에 사용된 미세 역학적 시험법은 인장과 압축 하중이 연속적으로 작용/완화 되었을 때, 온도, 습도에 대한 가시적인 감지가 가능한 시험법이다. 니켈 나노와이어 강화 에폭시 복합재료에서 니켈 나노와이어의 형상비에 따른 기계적 물성은 동일한 반복하중과 가변하중이 작용 하였을 때 전기적 Pull-out시험법을 통하여 간접적으로 측정하였다. 니켈 나노와이어 강화 에폭시 복합재료의 인장시험을 통해서 얻은 강성도와 겉보기 강성도를 비교해 보면 그 경향은 상호 일치함을 알 수 있었다. 니켈 나노와이어 강화 에폭시 복합재료를 이용하여 온도와 습도에 의한 영향으로 발생되는 반응을 감지할 수 있었다. 인장과 압축하중이 작용/완화 되었을 때 자체감지능은 니켈 나노와이어 강화 실리콘 복합재료에서 전기적 접촉 저항도 측정을 통해 관찰하였으며, 서로 반대의 경향으로 나타나는 것을 확인 하였다. 이것은 실리콘 기지재에 분산되어 있는 니켈 나노와이어간의 접점 연결 메카니즘이 다르기 때문에 발생되는 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.414-420
• /
• 1982

유한요소법을 이용하여 니켈입자가 분산된 폴리에틸렌의 기계적 성질을 추정하였다. 이 해석에서 다음 2단계의 과정을 통해 조사하였다. 첫 단계는 모재의 중심부에 구상의 물질을 포함하는 이른바 단일요소 모델을 생각하여 이것을 유한요소법에 의해 계산하였고, 다음 단계는 이러한 단일요소 모델이 모여 전체를 구성하고 있으므로 이 단일 모델이 조합된 형태의 전체 모델을 설정하여 해석 하는 것이다. 이 두 과정에서 니켈과 폴리에틸렌의 두상만을 고려한 2상 모델과, 니켈과 폴리에틸렌의 복합재료에서 이른 바 transcrystalline 구역이 관찰되어 이 구역을 고려한 3상 모델의 두 모델을 각각 사용하여 그 차이를 살펴 보았다. 유한요소법은 임의의 하중에서 응력 및 변위의 계산을 가능하게 한다. 이 컴퓨터로 계산된 출력으로 부터 탄성계수, poisson 비 및 복합재료의 응력 분포등을 얻을 수 있었다. 이 유한요소법에 의한 계산과 인장 실험을 통한 실험결과는 서로 잘 일치한다.

• Composites Research
• /
• 제31권2호
• /
• pp.69-75
• /
• 2018

본 연구에서는 직물 탄소섬유강화플라스틱 복합재를 직교 격자 형상으로 적층한 패널 구조를 제안하고, 기계적 특성에 대한 분석 및 연구를 수행하였다. 프리프레그를 재단하여 적층하는 방식으로 직교 격자 구조를 제작하였으며, 하부의 적층판과 오토클레이브 공정 일체 성형을 통해 격자 패널 구조를 제작하였다. 본 연구에서는 인장, 압축, 전단, 굽힘 하중을 부가하여 제안된 격자 패널 구조의 거동을 확인하였으며, 이러한 시험을 통해 본 직교 격자 구조물의 강성 증가 효과를 입증하였다. 또한, 유한요소해석 모델을 구축하여 시험 결과와 비교하였으며, 이를 통해 시험과 해석의 타당성을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.207-212
• /
• 2013

산업시설에는 용접된 구조물에 반복 하중이 발생하여 피로파괴가 발생하고 있는데 이 피로파괴를 줄이기 위해 일반구조용압연강재(SS400)와 스테인리스강(STS304)을 $CO_2$ 용접하여 기계적 특성 분석을 하였다. X-ray 촬영을 하여 결함검사를 하고 용접부에 결함이 없는 시험편으로 경도, 인장, 피로 시험을 하였다. 경도는 SS400과 STS304가 용접된 시험편이 SS304만 용접된 시험편보다 높게 나타났다. 그리고 인장강도와 항복강도는 반대로 SS304만 용접된 시험편이 높았으며 피로한도 또한 마찬가지였다. 따라서 $CO_2$ 용접을 할 경우 융점이 낮고 용접성이 좋은 SS400만으로 용접할 때 더 좋은 성능을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권11호
• /
• pp.1239-1243
• /
• 2014

탄소섬유 강화플라스틱은 비강도, 비강성이 크고, 높은 감쇠 특성과 중량감소 측면에서 우수한 특성을 나타낸다. 그러나 탄소섬유 강화플라스틱은 재료의 적층각 또는 적층 순서에 따라 기계적 특성 차이가 크다. 또한 인장과 굽힘과 같은 하중을 받을 때 금속과 달리 파괴 예측이 어렵다. 본 연구에서는 최근 실생활에 밀접한 휴대용 스마트기기에 CFRP 적용을 위한 외부 충격에 정형화, 최적화 설계방식을 제시하고자 한다. CFRP 를 적층각도별 기계적 특성을 얻고자 인장실험을 하였고, 각 적층각도별 체결 특성을 얻고자 판에 탭 가공 후 토크 측정기를 이용하여 풀림 토크와 체결토크를 측정하였다. 위 두 실험에 비교 분석하여 최적의 조건을 찾고자 한다. 인장실험에서 적층각이 Woven 시편에서 강도와 강성 값이 가장 우수하였다. 또한 복합재료에서는 기지와 적층배열 때문에 풀림방지 코팅나사의 효과를 보기 힘들다. [$0_8/+45_2/-45_2/90_8$]s 에서 체결력이 가장 우수했으나, 인장응력이 상대적으로 낮았다. 핸드폰에 적용을 위해 인장 특성과 체결력을 모두 충족하는 최적의 시편은 Woven 이다.

• 공업화학
• /
• 제2권4호
• /
• pp.356-362
• /
• 1991

가황계에 따른 NR/BR 블렌드의 물리적 기계적 특성의 변화를 가교밀도의 차이로 해석하였다. 경화제의 비율 및 함량이 증가함에 따라 가황속도 및 최대 토오크는 증가를 보였으며, 가교밀도도 증가하였다. 가교밀도의 증가에 따라 경도, 300% 모듈러스, 반발탄성 및 마모특성은 증가를 보인 반면에 발열에 의한 온도 상승 및 $60^{\circ}C$에서의 tan $\delta$는 감소를 보였다. 따라서 높은 하중이 가해지는 트럭/버스 타이어의 트레드 부위에 사용하는 경우 회전저항이 적은 semi-EV 가황계가 가장 적절한 가황 시스템으로 판단되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.1126_1127
• /
• 2009

태양전지모듈에 물리적 하중이 가해지면 전면유리의 연신율에 따라 모듈이 휘어지게 되고 이에 따라 내부에 열 봉합되어 있는 태양전지에 미세한 균열이 발생한다. 이 균열이 태양전지모듈의 단락전류 및 개방전압의 출력을 떨어뜨리는데 이는 균열로 인한 저항성분의 증가로 인한 것이다. 모듈내의 특정한 셀에서 미세균열(Micro-crack)의 발생은 출력의 저하, 셀 출력 Mismatch로 인한 모듈 내의 Hot-Spot발생, 균열로 인한 저항성분으로서의 열 발생과 같은 전체 태양전지모듈의 내구성을 저하시키는 요소로 작용한다. 본 연구에서는 결정질 태양전지 모듈의 출력에 영향을 미치는 요소 가운데 기계적 스트레스에 의한 미세균열(Micro-crack)이 전기적 출력에 미치는 영향에 대해 본 논문에서 알아보고자 한다.