• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.649-656
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• 2019

조선소, 교량 구조물, 건설기계, 플랜트 산업 등 다양한 분야에서 폭 넓게 활용되고 있는 이산화탄소 아크용접(FCAW: Flux Cored Arc Welding)은 피복 아크 용접(SMAW: Shielded Metal Arc Welding)의 단점을 보완하기 위한 대안으로 1950년대 초 개발되었다. FCAW는 모든 자세에서 용접이 가능하고 작업여건 변수가 많은 현장에서 우수한 품질을 얻을 수 있는 장점이 있어 탄소강과 합금강의 중판, 후판 용접에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 FCAW를 이용하여 SS400(일반구조용 압연강재)와 SM490A(용접구조용 압연강재)를 이종용접한 후 용접부의 기계적 특성(인장시험, 굽힘시험, 경도시험, 충격시험, 매크로시험)을 분석하고 다음과 같은 결론을 도출하였다. 인장시험 결과, 모든 용접자세에서 KS 규격 인장강도 범위($400{\sim}510N/mm^2$)를 만족하였다. 굽힘시험 결과, 대부분의 시편에서 굽힘시 표면의 터짐 현상이나 기타 결점이 나타나지 않았고, 소성변형 후에도 충분한 인성을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다. 경도시험 결과, 모든 결과 값이 KS B 0893의 규격치 350Hv보다 낮게 나타나 양호한 것으로 판단된다. 충격시험 결과, 모든 결과가 KS 기준 수치인 27J 보다 큰 것으로 나타났다. 매크로시험 결과 용접부의 형상별로 균일한 조직 상태를 나타냈으며, 용접부 전단면에 걸쳐 내부 결함, 기포 또는 불순물 등이 발견되지 않아 라미네이션의 우려가 없는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.217-218
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• 2009

최근 경량화, 리사이클성, 기기의 소형화, 내환경성 등의 이점을 가지고 있는 알루미늄 합금이 여러 분야서 재인식 되고 있다. 그러나 이런 알루미늄 합금이 부식 환경에 노출 될 경우 음력부식균열이 발생할 수 있게 된다. 이러한 음력부식균열의 발생은 알루미늄의 기계적 특성에 안 좋은 영향을 미치므로 제품의 품질저하, 수명 단축, 효율저하, 재해발생 등 직간접적으로 광범위한 피해를 입게 되기에 부식에 대한 많은 연구가 진행이 되고 있다. 이 중에 고비강도용 알루미늄 압출소재인 Al 6xxx계 합금의 열처리 및 조성 변화에 따른 음력부식 균열의 거동에 대해 연구하였다. 응력부식균열 시험은 SSRT시험으로 많이 하고 있는데, 이 시험은 인장시편을 부식 환경 하에 노출하면서 천천히 일정한 변형속도로 당기는 시험이다. 본 연구에서는 Strain rate를 ${10^{-6}}s^{-1}$ 부식용액은 1M-NaCl + 0.6M-$Na_{2}SO_{4}$ + 0.3%-$H_{2}O_{2}$을 사용하여 시험을 하였다. 그러나 시험에 대한 분석은 Tafel polarization curve, SEM, OMS를 이용하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.15-23
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• 2002

방수시스템의 거동은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계 상세, 그리고 시공의 질에 따라 결정되고, 방수성은 교면과의 접착성과 방수재의 손상정도에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재의 종류별로 방수시스템의 성능을 현재 각 시공현장에서 하자의 원인으로 가장 빈번하게 발생되는 요인들을 중심으로 인장접착 특성을 비교하였다. 방수시스템에 대한 인장접착강도 시험 결과, 함수비 10% 이상에서는 무기질탄성계 도막방수재를 제외하고는 접착력이 감소하였으며, 바닥판 콘크리트 강도가 증가할수록 일반적으로 인장접착강도는 증가하였다. 또한 바닥판 콘크리트의 양생방법에 따라 내부의 공극구조 및 평탄성의 차이로 인해 수중양생한 시편이 전반적으로 접착력이 더 큰 것으로 나타났다. 아스팔트 혼합물 포설전 보다 아스팔트 혼합물 포설후 인장접착강도가 증가하는 경향을 나타냈지만 도막식의 경우, 오히려 감소하는 결과가 나타났다. 그리고 방수재 시공시 대기온도가 상승함에 따라 접착력이 저하되어 방수 시스템의 성능에 악영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.979-990
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• 2016

본 연구는 변형률 기반 설계를 위해 개발된 X80 라인파이프의 인장 변형성능을 검증하기 위해 금속의 비선형 거동을 해석할 수 있는 대표적 경험적인 모델인 GTN (Gurson-Tvergaard-Needleman) 모델을 이용한 비선형 유한요소 해석기법을 제시한다. GTN 모델은 재하과정중 금속 내부에서 발생하는 공극의 생성, 성장, 합체에 대한 모델링을 통해 재료의 손상거동을 묘사하는데, 본 연구에서는 GTN 모델에 대한 사용자 정의 재료모델을 작성하고 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에 연동시켜 강재의 비선형 손상거동을 해석하였다. 비선형 손상해석을 위한 모재와 용접용 재료의 재료상수는 원형봉과 전두께 시편에 대한 인장시험 결과를 수치모사하여 결정하였으며, 결정된 재료상수를 이용하여 SENT (Single Edge Notch Tension) 시험과 CWPT (Curved Wide Plate Test)를 수치모사하였다. 수치해석 결과로부터 인장 변형성능을 산정하고 이를 시험결과 및 기존의 경험공식과 비교한 결과 본 연구에서 개발한 수치기법이 X80 라인파이프 부재의 인장 변형성능을 신뢰도 높게 평가하는 것을 확인하였으며, 결과적으로 변형률 기반 설계에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.165-172
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• 2013

발전설비 구조물은 기대 수명동안의 안전성을 확보하기 위하여 정해진 규격에 부합하도록 설계하여 건설된다. 하지만 가동 중 다양한 복합 환경에 노출됨에 따라 구조물을 이루고 있는 재료의 열화 현상이 가속화 되어 예상하지 못한 파손이 발생할 수 있기 때문에, 용접부와 같은 구조물의 취약부에 대하여 기계적 물성을 정확하게 측정하는 기술은 안전과 직결되는 필수적인 연구 분야이다. 인장시험 등의 기존의 역학물성 측정 시험법들은 특정 크기의 시편을 요구하고 파괴적인 시험이기 때문에 가동 중 구조물에 적용하는 것이 불가능하였다. 이러한 한계점을 극복하고자 비파괴적이고 간편한 방법으로 다양한 역학물성 평가가 가능한 연속압입시험법이 각광받는 시험법으로서 연구되고 있다. 본 연구에서는 연속압입시험에서 압입자 하부에 발생하는 응력장 해석을 기반으로 하여 인장물성 및 잔류응력을 평가할 수 있는 최신 기법을 소개한다. 또한, 원전 구조물의 취약부로 알려진 용접부에 대하여 실험을 수행하여 산업상에서 연속압입시험이 건전성 평가에 유용하게 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제58권3호
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• pp.177-184
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• 2020

목적:본 연구의 목적은 절삭가공과 적층가공으로 제작한 의치상과 직접 첨상용 레진과의 인장결합강도를 열중합형 의치상과 직접 첨상용 레진의 인장 결합강도와 비교 및 평가하여 절삭가공과 적층가공으로 제작한 의치상의 직접 첨상을 임상에 활용하고자 하는 것이다. 재료 및 방법:열중합형 의치상 레진(Lucitone 199), 절삭가공용 의치상 레진(VITA VIONIC BASE), 적층가공용 의치상 레진(NextDent Base)을 이용해 가로 25 mm × 세로 25 mm × 높이 3 mm의 직육면체 형태로 제작하였다. 제작한 의치상 레진 시편을 30일간 37℃ 증류수에 보관한 뒤, 건조하여 자가중합형 polyethyl methacrylate (PEMA) 직접 첨상용 레진(REBASE II Normal)을 사용해 결합하였다. 절삭가공과 적층가공용 의치상 레진을 실험군으로, 열중합형 의치상 레진을 대조군으로 설정하고 각 군 당 10개의 시편을 제작하였다. 모든 시편을 24시간 동안 37℃ 증류수에 보관한 뒤 꺼내어 만능시험기를 이용해 10 mm/min의 cross head speed로 인장결합강도를 측정하였고, 파절 양상을 관찰하여 접착 파절, 응집 파절, 혼합 파절로 분류하였다. 의치상의 제작 방법에 따른 직접 첨상용 레진과의 인장결합강도를 일원배치 분산분석으로 분석하였고 사후검정(Bonferroni's method)을 시행하였다 (α= .05). 결과:절삭가공용 의치상 레진과 직접 첨상용 레진과의 인장결합강도(2.33 ± 0.39 MPa)는 열중합형 의치상과 직접 첨상용 레진과의 인장결합강도(2.45 ± 0.39 MPa)와 통계적으로 유의성 있는 차이가 없었다 (P > .999). 적층가공한 의치상 레진과 직접 첨상용 레진과의 인장결합강도(1.23 ± 0.36 MPa)는 나머지 두 군보다 유의성 있게 낮았다 (P < .001). 열중합형과 절삭가공한 의치상에서는 혼합 파절이 가장 많이 나타났으며, 적층가공한 의치상에서는 혼합 파절과 접착 파절이 동일한 빈도로 나타났다. 결론:직접 첨상용 레진과 다양한 방법으로 제작한 의치상의 인장결합강도를 비교하였을 때 적층가공으로 제작한 의치상은 절삭가공으로 제작한 의치상, 열중합형 의치상보다 유의하게 낮은 인장결합강도를 보였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.39-46
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• 2010

본 연구에서는 조골재, 세골재 및 시멘트량을 달리한 포장용 콘크리트 시편에 대한 강도시험을 통해 물성 정량화 모델식을 제시하였다. 관계식으로는 압축강도와 휨강도, 압축강도와 쪼갬인장강도, 압축강도와 탄성계수 그리고 휨강도와 쪼갬인장강도의 상관관계식을 제시하였다. 모델식에 사용된 데이터는 총 61~81개 조합으로서, 1개 조합에 사용된 시편은 3-4개이었다. 아울러 제시된 상관관계 모델식을 사용하여 고속도로 10개 현장과 국도 4개 현장의 LTPP 구간에서 얻은 코어시편의 탄성계수를 추정하는 절차를 제시하였다. 변동성을 감안하여 본 연구에서는 각 LTPP 구간을 대표하는 탄성계수로서 압축강도에서 탄성계수로 환산한 값과 코어 시편을 사용하여 스트레인게이지에 의해 측정된 탄성계수의 평균값을 사용함으로 인해 코어시편으로부터 발생될 수 있는 측정오차를 줄일 수 있는 방안을 제시하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권3호
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• pp.196-203
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• 2005

본 논문에서는 상온 경화형 실리콘 접착제의 표면 특성, 열안정성, 접착력, 그리고 모폴로지 분석을 통하여 접착제의 내엔진 오일성 평가 및 고장분석을 시행하였다. 실험 결과, 엔진오일의 침투는 접착제 시편의 표면에서 중앙으로 진행되었으며, 열화시간에 따라 접착제 시편중에 오일의 함량은 점차 증가하였으며, 접착제의 Si-O-Si 결합은 점차 분해되었다. TGA 실험결과로부터 열분해는 접착제 시편의 표면과 밑 부분에서 발생함을 알 수 있었다. 상온 경화형 실리콘 접착제의 내엔진 오일 시험 후 접착제 시편의 인장강도, 신율, 접착력 등의 물성이 모두 현저하게 감소하였으며, 이는 엔진오일의 흡수와 열화에 의해 초기 접착제 성질을 많이 상실한 것으로 판단된다. 또한, SEM 분석을 통하여 접착제 시편의 파괴모드는 열화시간이 증가함에 따라 응집 파괴에서 계면 파괴로 나타남을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.53-59
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• 2016

항공기 날개 구조물은 유체를 포함한 연료탱크로 사용되며, 연료탱크와 날개구조물을 연결하는 체결부는 복합재 구조물을 사용한다. 항공기 날개 구조물에 고속의 물체가 관통 또는 폭발하게 되면 수압램 현상이 발생하며, 수압램 현상에 의해 연료탱크에 높은 압력이 생성된다. 이러한 높은 앞력은 날개구조물 뿐만 아니라 연료탱크와 체결부의 파손을 야기하기 때문에 전투용 항공기의 기체 생존성 확보를 위해서는 수압램 효과에 대한 체결부의 거동을 확인해야 한다. 본 연구에서는 수압램 검증 시험에 앞서 항공기의 복합재 날개 외피와 스파 체결부를 모사한 4종류의 복합재 T-Joint에 정적 인장 시험을 수행하여 시편의 파손 거동을 스트레인 게이지와 초고속 카메라를 통해 확인하였다. 스트레인 게이지를 통해 얻은 변형률을 기준으로 동일한 형상과 하중 조건을 갖는 유한요소해석 모델링의 해석 결과를 비교하여 모델링의 타당성을 확인하였으며, 정적 하중에서 복합재 T-Joint의 파손응력을 확인하였다. 유한요소해석을 통해 향후 진행될 수압램 시험에서 각 시편이 파손되는 압력을 예측하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.833-841
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• 2013

복합재료의 경우 다양한 재료에 따라 제작이 가능하며 이들 완성재료의 경우 다양한 재료특성을 나타낸다. 이 연구는 건설용 FRP복합재료의 재료특성 중 선형거동이 뚜렷이 나타나는 인장, 압축과는 달리 비선형 거동이 발생되는 전단거동 특성에 대한 실험적 연구로서 ASTM D4255 규정에 의한 2-Rail 전단시험 방법을 토대로 각각의 시편들을 제작, 실험결과를 분석하였다. 고려된 실험변수로는 함침 수지류의 종류와 섬유 체적비, 섬유배열 방향 및 온도 특성, 공장용 생산제품의 균질성 등을 고려하였다. 섬유배열 방향에 따른 특성조사의 경우 섬유 배열방향을 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 각각 시편을 제작하였으며, 온도에 따른 외부환경 변화에 의한 FRP재료의 전단거동을 조사하기 위하여 실험온도를 $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $80^{\circ}C$로 각각 고려하여 시험을 수행하였다. 이 연구를 통하여 대부분의 복합재료 시편에서 비선형 전단거동이 확인되었으며 비닐에스테르수지를 사용하고, 높은 섬유체적비와 $45^{\circ}$의 섬유배열방향을 가진 시편에서 비선형 전단거동이 가장 두드러지게 나타나는 것으로 조사되었다. 온도변화에 따른 실험결과의 경우, 온도가 증가함에 따라 전단 내 비선형 거동의 감소가 나타났으며 공장용 제작제품의 경우 hand lay-up 제작시편에 비하여 비선형 전단거동이 비교적 동등하게 나타냈다.