• 제목/요약/키워드: Applied Mechanics of Materials

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축소모형실험을 통한 지하철 병설터널의 안정성평가 사례연구 (Case study for Stability Estimation of Subway Twin Tunnels Using Scaled Model Tests)

  • 김종우
    • 터널과지하공간
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    • 제29권6호
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    • pp.425-438
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    • 2019
  • 본 연구에서는 일정한 방향의 층리가 발달한 퇴적암에 굴착된 지하철 병설터널을 모델링하여 축소모형 실험을 실시하였다. 연구대상 터널의 규격은 6.2 m×6.8 m이고 필러 폭은 4 m이다. 차원해석을 통해 현장암석에 적합한 모형재료를 선정하였고, 이를 사용하여 이방성 모형시험체를 제작하였으며 이축압축시험을 통해 터널의 파괴 및 변형거동을 알아보았다. 모형시험체에 하중을 증가시킴에 따라 필러의 중앙부에서 병설터널 사이를 가로지르는 최초의 균열이 발생하였고, 터널 천정부와 바닥부에서도 점차 파괴가 진행되었다. 필러부의 모든 균열은 기존의 층리면을 따라 발생하여 암반의 층리면이 필러 파괴의 주요 원인으로 나타났다. 또한, FLAC의 유비쿼터스 절리모델을 사용하여 실험 조건에 대한 수치해석을 실시함으로써 실험의 결과를 검증해 보았다. 여기서 얻어진 소성영역의 분포경향은 모형실험의 결과와 대체로 부합하여 실험의 신뢰성을 확인하였다.

전문대학 농업토목과 교육과정 개선에 관한 연구 (A Study on the Curriculum Development for the Agricultural Engineering Technology of Junior College)

  • 유범식
    • 한국농공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.38-49
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    • 1983
  • This study was intended to develop a curriculum for the agricultural engineering technology, and that on confidence with junior college characteristics. In order to per- formance with this study, job cluster was analyzed on 28 parts in respect to the agricultural engineering field and questionnaire was investigated to the field including in alumni 181, students 537, professional workers 174 and professors 54. The results from the above analysis and investigation can be summarized as follows. 1. According to the investigation on degree of important subjects from the questionnaire, it is presented at mathematics 43%, physics 36% in students and 32%, 12% in professional workers. Considering from this results, it is desirable that primary subjects should be forced. 2. In comparing with fundamental major subjects and applied it, it is presented at that 41%, this 34%, in the total investigations. It can be found that in the degree of requirement, this is lower than that among the major subjects. 3. In investigation to the degree of requirement in the experiment and practice, it is presented at surveying 63%. Soil mechanics 14%, materials 13%, hydraulics 9% in order, in total inspection. 4. From investigation to the degree of requirement on the subjects of established newly, it is presented at majoring and living English 64%, E.D.P.S 30%, in the total questionnaire. Judging from the results, it seems that the foreign language is necessary to technician more and more, for advance to abroad. Also, it is no wonder that make good use of the E.D.P.S. 5 The table 5 is represented the model curriculum from the above results in anaized data on the questionnaire and the job cluster of table 2.

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확장표면을 적용한 액체식 제습기의 열물질 전달 모델링 (Modelling of the Heat and Mass Transfer in a Liquid Desiccant Dehumidifier with Extended Surface)

  • 장영수;이대영
    • 설비공학논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.303-311
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    • 2011
  • This study presents a new idea of liquid desiccant dehumidifier with extended surface to improve the compactness. Extended surface is inserted between vertical cooling tubes, and the liquid desiccant flows down along the tube walls and the extended surface as well. Though the extended surface contributes to the increase in the mass transfer area, the effect tends to be limited because less conductive non-metallic materials need to be applied due to the high corrosiveness of liquid desiccant. To analyze the effects of the extended surface insertion, mathematical modelling and numerical integration are performed for the heat and mass transfer in the liquid desiccant dehumidifier. The results show that, though the liquid desiccant on the extended surface is heated due to the moisture absorption, the temperature can be maintained by periodic mixing at the contact points between the tube and the extended surface with the liquid desiccant stream from the tube side at a relatively low temperature. This implies the absorption heat from the extended surface side can be removed effectively by mixing, which leads to a substantial improvement of the dehumidification in the liquid desiccant dehumidifier with extended surface. When the interval of the extended surface, $p_e/L$, is less than 0.1, the dehumidification is shown to increase by more than two times compared with that without extended surface.

지하광산갱도의 물리모형 구현을 위한 3D프린팅 기술 적용사례 (Introduction of 3D Printing Technique applied for producing Physical Models of Underground Mine Openings)

  • 윤동호;;송재준
    • 터널과지하공간
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    • 제27권2호
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    • pp.69-76
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    • 2017
  • 지하광산 물리모형은 그 시각적인 효과로 인해 광산 개발 및 컨설팅 과정에서 광산공동 설계 또는 공정관리 등의 효율성을 제고하는 데 매우 유용하다. 다양한 기업에서 갱내를 3차원 영상으로 구현하는 기술이 개발된 바 있지만, 현재까지도 갱도 전체를 가시적으로 파악하기 쉬운 물리모형이 널리 이용되고 있다. 기존의 물리모형 제작 방법은 종이나 아크릴 등의 재료를 이용하여 수작업으로 모형을 제작하므로 정밀도가 떨어지고 소요시간 및 비용이 매우 큰 단점이 있다. 따라서, 이 연구에서는 최근 각 분야에서 널리 활용되고 있는 3D프린팅 기술을 적용하여 지하광산 갱도의 물리모형을 저비용으로 정밀하고 신속하게 제작하는 기법을 개발하였으며, 최종적으로, 소프트웨어 "UMine2STL"을 개발하고 광산 갱도 일부를 출력하여 그 활용성을 검증하였다.

치아/복합레진 수복부의 중합 수축시 검출된 음향방출의 통계적 검증 (Statistical Verification of Acoustic Emissions Detected during Polymerization Shrinkage of Resin Restoration in Dental Ring)

  • 구자욱;최낙삼
    • Composites Research
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    • 제23권6호
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    • pp.39-46
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    • 2010
  • 치아의 와동에 수복된 치과용 복합레진을 광(LED) 조사를 통해 정화 수축시키면서 음향방출(acoustic emission, AE) 신호를 검출하였다. 비모수 통계법인 Mann-Whitney법과 Kruskal-Wallis법을 이용하여 시편의 재질과 계면의 접착조건에 따른 AE hit event 수와 최대진폭을 비교 평가하였다. PMMA와 치아시편으로부터 검출된 선호의 최대진폭은 정착조건에 따른 차이가 없었지만 스테인리스 시편으로부터 검출된 신호는 접착조건에 따라 최대 진폭의 차이가 있었다(p<0.05). AE hit event 수는 양호한 접착조건에서 시편의 재질에 따라 차이가 있었고(p<0.05), 세가지 재질의 시편 모두 접착조건이 양호한 실험에서 AE 신호가 적게 검출되었다. SEM을 이용하여 계면에 생성된 캡을 측정한 결과 AE가 많이 검출되고 검출된 신호의 최대 진폭이 큰 시편에서 갱의 폭이 넓고 형성 비율이 높았다.

실란 커플링제가 카본블랙과 점토로 보강된 천연 고무 가황물의 회복 특성에 미치는 영향 (Influence of Silane Coupling Agent on Retraction Behaviors of NR Vulcanizates Reinforced with Carbon Black and Clay)

  • 최성신;박병호;김완수;김완두
    • Elastomers and Composites
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    • 제40권2호
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    • pp.112-118
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    • 2005
  • 실란 커플링제가 카본블랙과 점토로 보강된 천연 고무 가황물의 회복 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Bis-(3-(triethoxysilyl)-propyl)-tetrasulfide (TESPT)를 실란 커플링제로 사용하였다. 실란 커플링제가 함유된 가황물은 실란 커플링제가 함유되지 않은 가황물에 비해 전반적으로 빠른 회복 거동을 보였다. 그러나, 점토 함량이 높은 가황물의 경우 $-20^{\circ}C$보다 낮은 온도에서는 실란 커플링제가 함유된 가황물이 실란 커플링제가 함유되지 않은 가황물에 비해 느리게 회복되었다. 실란 커플링제가 함유된 가황물과 실란 커플링제가 함유되지 않은 가황물의 회복량 차이는 점토 함량이 증가할수록 감소하였다. 실험 결과는 가교 밀도, 모둘러스, 그리고 결합 고무량으로 설명하였다.

음향방출법을 이용한 치아/복합레진 수복재의 계면부 파괴해석 (Interfacial fracture analysis of human tooth/composite resin restoration using acoustic emission)

  • 구자욱;최낙삼
    • Composites Research
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    • 제22권6호
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    • pp.45-51
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    • 2009
  • 치아의 와동에 수복된 치과용 복합레진을 광(LED) 조사를 통해 경화 수축시키면서 음향방출(acoustic emission, AE)법을 이용하여 와동 벽면과 복합레진 사이의 계면상태를 실시간 해석하였다. 복합레진의 중합 수축에 의해 AE 신호들이 검출되었는데 계면 접착 상태가 나쁜 경우, 경화 수축률이 큰 초기 1분 동안 많은 AE 사상들이 관측되었으며, 이들 AE는 주파수범위가 주로 100-200kHz인 돌발형이었다. 인간치아 재질의 시편에서 발생된 AE 사상수는 스테인리스 스틸 시편보다 적었으나, PMMA 시편보다는 많았고 접착제의 도포 상태가 양호할수록 검출되는 AE 사상수는 적었다. AE 파라미터의 특성은 복합레진과 링재 사이의 접착부에서 발생하는 인장형 균열전파 및 복합레진의 수축에 따른 링재의 압축거동과 관련되었으며, 음향방출법이 치아 수복물의 접착성에 대한 비파괴 검사법으로써 유효함을 알았다.

변화되는 재료의 기준 물성치에 근거한 매우 큰 변화에 대한 비선형 유한요소의 정식화 (A Nonlinear Finite Element Formulation for Very Large Deformation based on Updated Material Reference Frame)

  • 윤영묵;박문호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.25-37
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    • 1992
  • 매우 큰 기하학적 변화를 나타낼 수 있는 비선형 유한요소의 정식화 과정을 나타내었다. 유한요소의 구성은 변화되는 재료의 기준 물성치에 근거를 두고 형성하였으므로 매우 큰 변형을 받는 재료의 특성들을 진응력 변형율 시험에 정확히 직접 적용할 수 있도록 하였다. 큰 변형 문제에 대하여 연속체 역학적인 접근방법으로 일관된 공식을 유도하였다. 운동학적인 문제는 변화되는 재료의 물성 기준치가 더욱 더 요구되므로, 물체 평형 방정식을 변화되는 기하학적 좌표로서 또한 형성하였으며, 이에 2차 Piola-Kirchhoff 응력과 변화되는 Largrangian 변형을 텐서들이 사용되었다. 수치해는 명확한 증분적인 수치과정으로 유도하였으며, 수치해의 증명을 위하여 뼈대구조와 평면구조들의 매우 큰 변형에 대한 예제들을 해석하였다. 또한 적절히 취급되는 재료 특성에 대한 중요성을 논증하였다.

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노르웨이 Oslofjord 해저터널의 설계경향 (Design of the Oslofjord Subsea Tunnel: A Case Study)

  • 신희순;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제17권1호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • 노르웨이에는 최근 20여년간 전세계 해지터널의 반이상인 약 30개의 해저터널이 건설되었다. 이중 17개의 해저터널의 최소심도는 56 m이며 암반두께는 $23{\sim}49m$였다. 최근 수년간 해저터널을 건설하면서 매우 복잡하고 어려운 지반을 경험하면서 터널의 안정성과 누수 등을 결정하는 핵심요소들에 대해 좀 더 명확한 이해가 요구되고 있다. 해저터널은 육상터널과는 여러 가지 면에서 커다란 차이가 있는 데 특히 사업대상지역이 물로 덮혀있어 특별한 조사방법이 적용되어야 하며 조사결과에 대한 해석에서는 육상터널의 경우에서보다 더 많은 불확실성이 있다는 점이다. 해수의 유입가능성이 많은데 지형에 따라서는 펌프를 이용하여 터널밖으로 퍼내야하며 유입된 해수는 염분을 함유하고 있어 터널장비 및 지보재에 부식 등 심각한 영향을 준다. 노르웨이의 해저터널자료 분석을 통하여 수심, 최소 암반두께, 누수 등 국내 해저터널 설계시 고려해야 할 설계요소들을 제시하고자 한다.

나노 입자의 군집밀도를 이용한 고분자 나노복합재의 기계적 거동 예측에 대한 멀티스케일 연구 (Multiscale Analysis on Expectation of Mechanical Behavior of Polymer Nanocomposites using Nanoparticulate Agglomeration Density Index)

  • 백경민;신현성;한진규;조맹효
    • Composites Research
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    • 제30권5호
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    • pp.323-330
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    • 2017
  • 본 연구에서는 폴리프로필렌 내에 투입된 탄화규소 나노 입자들의 군집현상이 나노복합재의 역학적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위해 분자동역학 전산모사를 통해 얻은 정보를 연속체 역학 수준에 적용시키는 멀티스케일 해석을 수행하였다. 입자 간의 거리에 따른 계면 물성의 하락을 반영하는 모델을 이용하여, 다양한 군집 상황에 따른 고분자 나노복합재의 탄성거동 변화를 관찰하였다. 또한, 나노복합재의 기계적 거동에 영향을 미치는 주요 요인을 파악하여 군집밀도라는 새로운 지표를 정의하였다. 나노 입자의 군집밀도와 나노복합재의 탄성거동 간의 상관관계를 파악한 결과, 군집밀도의 값이 증가할수록 계면효과가 저하되어 최종적으로 나노복합재의 기계적 물성 상승이 억제되었다. 나노 입자의 랜덤분포를 고려한 해석을 통해, 동일한 군집밀도의 수치에 대해 나노복합재가 가질 수 있는 탄성계수의 범위를 파악할 수 있었다. 상관관계는 지수 함수형태로 표현될 수 있었으며, 이를 통해 나노 입자의 군집밀도를 이용하여 고분자 나노복합재의 기계적 거동을 효과적으로 예측 가능하다.