• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권4호
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• pp.99-110
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• 1995

본 연구에서는 정규압밀 건조 모래 지반내의 연직 강체 지반앵커에 대한 모형 인발실험을 실시해서 앵커 표면의 마찰각을 실측했다. 마찰각은 앵커 표면의 깊이 방향으로 설치된 다수의 2 방향 로드셀을 사용해서 측정된 수직응력, 전단응력으로 구했다. 실험은 평면변형률 앵커와 축대칭 앵커에 대해서 실시했는데 실험 분석 결과, 앵커표면의 최대마찰각은 평면변형률 압축시험에 의한 무신축방향의 면상의 응력경각의 최대치와 거의 일치한다는 것을 알았다. 이 결론은 모래의 강도 이방성과 구속압 의존성 등을 고려하여 얻은 것으로 앵커 표면 마찰각에 모래의 전단저항각을 적용해서 설계하면 위험측이 된다는 것도 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1281-1293
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• 2013

현수교 주케이블용 평행강선 스트랜드(PPWS) 소켓의 엄밀한 수치해석을 위한 유한요소해석 모델을 제안하였고, 제안된 해석 모델을 이용하여 소켓의 거동을 분석하였다. 개별 강선과 소켓 내부 주입 합금재의 영향을 고려한 직교 이방성 재료 모델을 적용하였고, Coulomb 마찰 및 표면접촉 모델을 도입하여 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 접촉 상태를 구현하였다. 인장 실험으로부터 측정된 소켓 외면의 변형율과 유한요소 해석 결과를 비교하여 제안된 유한요소 해석 모델의 타당성을 검증하였고, 마찰계수의 변화에 따른 소켓의 거동을 해석하였다. 해석 결과, 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 마찰은 소켓과 주입 합금재에 발생하는 응력 집중을 크게 완화 시켰으며, 소켓 설계법에서 정의된 수직응력식은 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 접촉응력 분포에서 상하부 사분위값의 평균을 대표하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1479-1485
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• 2010

최근 와이어의 생산성 및 고강도화를 위한 고탄소강의 고속신선으로 인해 와이어 표면의 급격한 온도상승으로 잔류응력이 크게 증가하는 문제점이 발생되고 있다. 와이어의 다단 신선 공정시에는 소성변형과 마찰열에 의하여 와이어 내부의 온도가 더욱 크게 상승하게 된다. 특히, 고속 신선의 경우 마찰에 의한 온도구배가 더욱 크게 되어 와이어 표면층에 축방향 인장 잔류응력을 과도하게 발생시킨다. 따라서, 본 연구에서는 먼저 표면 온도 상승과 축방향 잔류응력과의 관계를 규명한 다음에 와이어의 평형온도 예측 모델을 제안하고, 이를 토대로 표면 온도 상승에 의한 축방향 잔류응력 예측식을 개발하였다. 고탄소강(0.82%C)소재의 다단신선 실험을 통해 얻어진 시편에 대하여 X 선 회절을 이용하여 잔류응력을 측정하여 제안된 예측식을 검증하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권4호
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• pp.39-52
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• 1994

지반앵커의 설계시 가장 중요한 것은 극한인발력을 구하는 것이다. 앵커의 간격이 가까울 때는 앵커의 인발에 따른 지반 거동의 중첩 현상, 즉 군효과가 발생하여 앵커 1개당 극한인발력이 감소하게 된다. 현재까지 앵커의 군효과에 대한 연구가 극소수인데 그것도 대부분 연직 앵커에 관한 것으로 경사앵커에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이 이유는 지반앵커의 인발에 따른 지반 거동의 관찰과 앵커표면 마찰응력을 정확하게 측정해서 분석할 수 있는 실험과 이론적 고찰이 대단히 어렵기 때문일 것이라고 생각한다. 본 연구는 공기 건조 모래지반 내에 설치된 경사 지반앵커의 군효과에 대한 모형실험에 관한 것으로, 앵커체 깊이 방향으로 부착된 10개의 변형률게이지에 의해서 앵커체 표면의 마찰응력을 구하여 군효과에 의한 마찰응력의 감소에 대해 분석하는 것이다. 실험 결과, 앵커표면간 거리가 10.7cm에 불과한 대단히 가까운 앵커의 경우에도 군효과에 의한 마찰응력의 감소와 극한인발력의 감소는 보이지 않는다. 그러나 본 연구는 건조모래 지반내의 소규모 실내모형실험에 한한 것이므로 이후 여러 가지 지반 조건하에서의 모형실험과 현장실험을 실시해서 보다 일반적으로 적용될 수 있는 연구가 지속되어야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.116-122
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• 1988

본 연구에서는 공기와 물을 매질로 사용하여 3차원 계면파가 존재하는 근사수평 반류성층유동에서의 계면전단응력과 마찰계수를 결정하였다. 기상과 액상의 유량조건에 따라 3차원 계면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 하였으며, 기상의 압력강하와 속도분포를 구하여 계면전단응력을 구하였다. 또 공학적인 응용을 위하여 3차원과 영역에서의 계면마찰계수에 관한 실험식을 개발하였다. 그리고 거칠은 고체표면에서의 마찰계수를 표현한 Nikuradse식을 이용하여 계면의 등가조도(equivalent roughness)를 계산하였으며 이것을 계면의 파고교란강도와 비교분석하여 계면전단응력에 영향을 미치는 인자들을 규명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.87-94
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• 2006

모델 표면의 임의 영역에서 나타나는 이차원 전단응력의 분포를 측정하는 실험적 연구가 수행되었다. 오일막 위에 형성된 간섭영상을 이용한 이 측정법은 시험부 표면에 있는 오일막의 국소 기울기의 분포로부터 오일 윤활이론을 적용하여 전단응력의 분포를 얻어낼 수 있다. 평판 위에 수직으로 설치된 원형 실린더 전방의 박리영역에 이 측정법을 적용되어 전단응력의 이차원 분포가 측정되었다. 실험에서 관찰된 전단응력 분포는 유사한 유동조건에서 얻어진 과거 실험 및 수치결과와 비교분석 되었으며, 연구에서 전단응력 분포가 다른 연구결과들과 서로 잘 일치하고 있음이 관찰되어 이 측정법의 응용성이 검증되었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제8권2호
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• pp.35-43
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• 1992

취성재료의 마멸천이기구를 규명하기 위해 반무한탄성체상에 표면균열이 존재할 때 그 위를 헤르쯔 접촉하중이 이동할 경우를 해석모델로 하여 선형파괴역할을 도입하여 해석하였다. 해석방법으로는 표면균열을 인상전위의 연속분포로 치환하여 Erdogan-Gupta의 방법으로 균열끝면의 응력확대계수를 구하여, 취성재료의 균열전파조건인 Erdogan-Sih Criterion을 사용하여 그 전파특성을 해석하였다. 본 논문에서는 마멸율이 적은 마멸에서 마멸율이 큰 마멸로 전이할 때 급격한 표면손상과 마찰계수의 급격한 증가를 동반하므로 이에 대한 해석에 중점을 두었다. 해석결과는 접촉하중과 마찰계수의 증가는 표면균열의 전파를 야기시켜 대규모 마멸입자를 생성시키게 됨을 보여주었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권4호
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• pp.160-166
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• 2001

The theoretical analyses for stresses induced in axial direction in the buried pipelines are reviewed. The influences of the axially directed stresses on the surface elliptical crack are studied in detail and thus some engineering technical informations are provided to use reliability assessment of buried pipelines. The change in temperature, the effect of inner pressure and soil friction in the buried pipeline constrained in axial direction are included to determine the axial stresses in the buried pipeline. Furthermore, the stress induced by the pipeline bending are also considered. The stress intensity factors calculated by two models such as a simple plane crack and an elliptical surface crack for a circumferential surface elliptical crack are compared.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.417-420
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• 2000

The theoretical analyses for stresses induced in axial direction in the buried pipelines are reviewed. The influences of the axially directed stresses on the surface elliptical crack are studied in detail and thus some engineering technical informations are provided to use reliability assessment of buried pipelines. The change in temperature, the effect of inner pressure and soil friction in the buried pipeline constrained in axial direction are included to determine the axial stresses in the buried pipeline. Furthermore, the stress induced by the pipeline bending are also considered. The stress intensity factors calculated by two models such as a simple plane crack and an elliptical surface crack for a circumferential surface elliptical crack are compared.