• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.289-296
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• 2023

The failure of a thin-walled tube was studied in this paper based on three failure models. Both proportional and non-proportional loading paths were applied. Proportional loading consisted of combined tension-torsion. Cyclic non-proportional loading was also applied. It was a circular out-of-phase axial-shear stress loading path. The third loading path was a combination of a constant internal pressure and a bending moment. The failure models under study were equivalent plastic strain, modified Mohr-Coulomb (Bai-Wierzbicki) and Tearing parameter models. The elasto-plastic analysis was conducted using J2 criterion and nonlinear kinematic hardening. The return mapping algorithm was employed to numerically solve the plastic flow relations. The effects of the hydrostatic stress on the plastic flow and the stress triaxiality parameter on the failure were discussed. Each failure model under study was utilized to predict failure. The failure loads obtained from each model were compared with each other. The equivalent plastic strain model was independent from the stress triaxiality parameter, and it predicted the highest failure load in the bending problem. The modified Mohr-Coulomb failure model predicted the lowest failure load for the range of the stress triaxiality parameter and Lode's angle.

• Elastomers and Composites
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• 제58권3호
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• pp.121-127
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• 2023

The effect of diisocyanate type on the decomposition temperature of polyurethane (PU) hydrolysis was investigated in a subcritical water medium up to 250℃. PU samples were prepared using different types of diisocyanate: two aromatic diisocyanates (4,4'-methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and methyl phenylene diisocyanate (TDI)), one unbranched aliphatic diisocyanate (hexamethylene diisocyanate (HDI)), and two cyclic aliphatic diisocyanates (4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate (H₁₂MDI) and isophorone diisocyanate (IPDI)). The pressure had no effect on hydrolysis in the range of 70-250 bar. The decomposition temperature of the PU samples increased in the following order: TDI-PU (199℃) < H₁₂MDI ≈ IPDI ≈ HDI (218-220℃) < MDI-PU (237℃). This order of increase in temperature is related to the electron-donating ability of the group to connected to the nitrogen of the urethane unit. When the temperature of the (PU + water) mixture reached the specific decomposition temperature, the PU samples hydrolyzed completely within 5 min into primary amine and 1,4-butanediol. The hydrolysis products from MDI-PU and H₁₂MDI-PU were separated into a liquid phase rich in (BD + water) and a solid low phase rich in amine, whereas the products from TDI-, IPDI-, and HDI-PU existed in a single aqueous phase.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.29-35
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• 2018

이 연구의 목적은 액상화를 유발시키는 진동하중의 특성을 분석하여 실지진하중 하에서의 지반 내 과잉간극수압의 거동을 잘 모사할 수 있는 표준 진동하중을 제안하고 그 타당성을 검토하는 것이다. 이를 위해 우선, 실내진동시험에서 사용해 오던 정현하중이 실제 지진 하에서의 발생하는 액상화 거동과 다소 차이가 있음을 사례연구와 실험연구를 통해 재고찰하였다. 또한, 실지진하중 하에서의 지반 내 과잉간극수압의 거동을 잘 모사할 수 있는 새로운 유형의 조합형 정현하중을 제안하고 이를 실내진동시험 및 진동대시험을 통해 타당성을 검토하였다. 진동대시험은 주문진 표준사를 이용하여 상대밀도 40%로 재성형하였으며 정현하중 및 조합형 정현하중 시험에서는 1 Hz의 진동재하주기로 통일하여 실험을 수행하였다. 이때, 정현하중시험에서는 0.3g로 최대하중을 재하하였으며 조합형 정현하중실험에서는 최대하중 0.03 g의 1차 정현하중과 0.3 g의 2차 정현하중을 재하하였다. 또한, 1차 정현하중의 재하시간은 5 초, 10 초 및 15 초로 변화시켜 시험을 수행하였다. 연구결과, 기존의 정현하중시험과 1차 정현하중을 5초간 재하한 조합형 정현하중시험에서는 과잉간극수압의 변화가 점진적으로 증가하는 경향을 나타낸 반면, 1차 정현하중을 10초와 15초로 재하한 경우에는 2차 정현하중이 재하되는 시점에서 과잉간극수압이 급격히 상승하는 경향을 나타냄으로 실지진하중 하에서의 유발되는 지반 내 과잉간극수압을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 연구결과, 상대밀도가 40%인 모래지반에 대해서는 제안된 조합형 정현하중이 효과가 있을 것으로 판단되며 이때, 1차 정현하중의 재하시간은 10초를 초과하는 것이 적절하다고 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.518-525
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• 2011

본 연구에서는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 특징인 높은 고도 차이와 폐기물에서 발생하는 발열량에 따른 자연 환기력을 계산하고 이를 바탕으로 자연 환기량을 계산하였다. 고준위 방사성 폐기물 처분장은 열엔진과 유사한 폐쇄 싸이클의 열역학적인 과정을 따른다고 볼 수 있다. 지하처분장내 고준위 폐기물의 발열에 의한 열이 공기에 추가되고 이로 인해 공기가 upcast 수직갱을 통해 위로 올라가는 동안 팽창됨에 따라 주위에 일을 하고, 이때 한 일에 의해 첨가된 열의 일부분은 임시로 기계적 에너지로 변함으로서 공기의 흐름을 촉진할 수 있다. 이는 처분장 내에서 지속적이고 강력한 열원이 존재한다면 자연 지속적인 공기의 싸이클적 흐름을 가능하게 할 것이다. 이를 바탕으로 고준위 방사성 폐기물의 심지층 처분시 발생되는 자연 환기량을 수학적 방법으로 계산한 결과 굴뚝효과에 의하여 폐기물 발열량에 따라 $74{\sim}183$Pa의 자연 환기력이 계산되고 이에 따른 자연 환기량은 $92.5{\sim}147.7m^3/s$이 계산되었다. 또한 CFD의 자연환기량 해석결과는 $82{\sim}143m^3/s$로서 수학적인 방 법과 비교하여 매우 비슷한 결과를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.284-290
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• 2010

본 연구에서는 이산화탄소 포집 기술에 적용할 수 있는 흡수제인 $K_2CO_3$와 homopiperazine (homoPZ)을 이용한 혼합 수용액을 사용하여 이산화탄소 흡수 특성을 연구하였다. 기액 흡수평형(VLE) 장치를 사용하여 60, $80^{\circ}C$에서 이산화탄소 평형분압($P_{CO_2}^*$)과 압력변화를 측정하였고, 40, 60, $80^{\circ}C$에서 반회분식(semi-batch) 흡수 장치를 사용하여 흡수능을 평가하였다. $K_2CO_3$ 수용액의 결정 생성 문제 개선과 $CO_2$ 흡수량 및 흡수속도 증대를 위해 고리형 diamine인 homoPZ를 증진제로 사용하였으며, 기존 연구된 MEA, $K_2CO_3$와 $K_2CO_3$/piperazine (PZ)과의 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 homoPZ를 첨가하였을 경우 $K_2CO_3$ 수용액보다 이산화탄소 평형분압이 낮아져 흡수능이 개선되었으며, 흡수속도는 $60^{\circ}C$에서 약 0.375배, $80^{\circ}C$에서 약 0.343배 향상되었다. $K_2CO_3$/homoPZ 수용액의 $CO_2$ loading capacity는 $60^{\circ}C$에서 $K_2CO_3$/PZ 수용액과 유사하였고, MEA 수용액보다는 우수하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.15-27
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• 2019

본 연구는 2017년 11월 15일에 발생한 규모 5.4의 포항지진을 대상으로 영일만항 안벽 및 배면에서 발생한 피해의 메커니즘을 규명하는 것이 목적이다. 현장조사 등에 의해 영일만항은 케이슨이 5cm~15cm 정도의 수평변위가 발생하였고, 뒤채움 지반에서는 10cm 이상의 침하가 발생하였다. 이에 대한 원인을 규명하기 위해 2차원 유효응력해석을 수행하였다. 입력 지진하중은 포항구항의 기반암에서 계측된 지진가속도($3.25m/s^2$)를 이용하였다. 수치해석 결과 배후지의 뒤채움 지반내 국부적으로 과잉간극수압이 증가하여 유효응력이 감소한 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 케이슨의 경우 수평방향으로 약 14cm의 변위가 발생하였고, 3cm 정도 침하하였다. 뒤채움 지반의 경우 6cm~9cm 정도 침하한 것으로 나타났다. 이는 현장조사와도 유사한 결과임이 밝혀졌다. 또한, 뒤채움 지반내 유효응력 경로 및 응력-변형률 거동으로부터 반복적 하중에 의해 지반이 Mohr-Coulomb의 파괴선에 근접하는 것으로 나타났고, 이는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 소실에 의한 지지력의 감소로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.93-101
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• 2012

모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 $K_0$와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.510-515
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• 2011

염화탄화수소의 고온열분해 반응에서 생성물 반응경로 특성을 파악하기 위해 $H_2$ 반응분위기에서 1,1-dichloroethylene($CH_2CCl_2$) 열분해반응 실험을 수행하였다. 열분해반응 실험은 등온관형반응기를 이용하여 반응온도 $650{\sim}900^{\circ}C$, 반응시간 0.3~2.0초에서 진행하였으며, 반응물 mole 분율은 전체 실험에서 $CH_2CCl_2:H_2$ = 4:96 일정하게 유지하였다. 반응물 $CH_2CCl_2$가 완전분해온도는(분해율 99% 이상) $825^{\circ}C$(반응시간 1초 기준)였으며, $H_2$ 반응분위기에서 $CH_2CCl_2$ 주요 분해반응경로는 H원자 추출 및 첨가교체치환 연쇄반응으로 파악되었다. $CH_2CCl_2$가 46% 분해되는 $700^{\circ}C$에서 1차 생성물로 $CH_2CHCl$가 28%로 가장 높은 농도로 검출되었다. $775^{\circ}C$ 이상에서는 탈염소화된 $C_2H_4$가 2차 생성물로 가장 많이 생성되었으며, 반응온도가 증가할수록 염소 원자수가 작은 화합물이 생성되었으며 이들 화합물은 열화학적으로 안정된 물질이다. $825^{\circ}C$ 이상의 고온반응영역에서 탈염소반응의 부산물인 HCl과 $C_2H_4$, $C_2H_6$, $CH_4$ $C_2H_2$ 등과 같은 열화학적으로 안정된 탄화수소가 주요생성물로 검출되었다. 본 연구에서 고찰된 반응계에서 분해와 생성물분포 특성을 고려하고 열화학이론 및 반응속도론을 기초로 주요 반응경로를 제시하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권5호
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• pp.428-432
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• 1999

배경: 전기적인 자극에 의하여 골격근의 피로현상이 극복됨으로써 골격근을 심장보조장치에 이용할 수 있게 되었다. 인공심장이나 심실보조기구는 에너지원의 전원장치가 크고 거추장스러운 단점이 있어 아직 해결해야될 문제이다. 반면 골격근을 이용한 심실보조장치는 에너지원으로 환자 자신의 골격근 수축력을 이용할 수 있는 장점이 있어 이의 임상응용 가능성을 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 8예의 광배근을 이용하여 골격근 심실의 모형을 만들었다. 물이 담긴 라텍스 주머니를 골격근이 한바퀴 반 감싸도록 고안하였고 골격근의 수축압력은 연결된 관을 통하여 변환기에 기록되도록 하였다. 전극은 흉배신경 주위에 설치한 후 Itrel 7420 박동기에 연결하였다. 프로그래머로 박동기를 조절하였으며 3.0Volt, cyclic burst, 0.31초 on time, 6.0초 off time의 자극을 주었다. 라텍스 주머니 내에 액체의 양을 25cc 씩 증가시키면서 전부하의 변화에 따른 골격근 심실의 박출량과 압력 및 수축력을 측정하였다. 결과: 골격근 심실의 전부하가 0인 경우 일회박출량은 76.3ml 이고, 전부하가 점차 증가함에 따라 일회박출량이 감소하는 경향을 보였다. 전부하가 75cc 이상이 되면 일회박출량은 70ml 이하로 감소하는 양상을 볼 수 있었다. 압력을 측정한 결과도 전부하가 75cc 이하인 경우 정상의 혈압과 비슷한 107mmHg 이상의 혈압을 보이고 있으나 전부하가 100cc 이상 증가하는 경우 혈압이 100mmHg 이하로 감소하는 것을 볼 수 있었다. 또한 최대의 골격근 수축력은 50cc의 전부하에서 16.6 W/kg의 힘을 분출하였다. 결론: 골격근 심실은 전부하의 변화에 따라 정상 심장보다도 강한 박출량과 압력의 변화를 관찰할 수 있었으며 임상 응용의 가능성을 볼 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.147-158
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• 2004

국내 액상화 상세평가에 관한 시방내용을 살펴보면, 지진을 정현하중으로 고려한 등가전단응력개념에 기초하여 전단응력을 달리한 3회 이상의 액상화 발생 실내진동시험을 수행하고 이를 토대로 액상화 저항응력비 곡선을 도시하여 지진규모별로 적용할 것을 명시하고 있다. 즉, 현행 액상화 상세평가에서는 실내진동시험결과인 응력, 변형률, 과잉간극수압, 유효응력, 응력 경괴의 변화 등의 다양한 결과들을 효과적으로 이용하지 못하고 최대전단응력과 액상화 발생시 진동재하횟수라는 단순한 시험결과만을 이용하여 액상화 평가를 수행한다. 본 연구에서는 현행 액상화 상세평가에서의 단순한 시험결과의 이용을 탈피하여 응력, 변형률, 그리고, 과잉간극수압 시간이력들과 응력-변형률 상관관계 및 유효응력경로 등의 다양한 실내진동시험 결과를 토대로 액상화 발생메카니즘을 포함한 지반의 동적저항상태를 분석하였다. 특히, 과잉간극수압의 영향을 고려한 동적 유효응력경로가 지반의 동적거동을 효과적으로 구분하여 나타낼 수 있는 점을 발견하고 이를 토대로 지반의 동적상태를 점진적 응력감소, 급진적 응력감소, 그리고 액상화 후 극한상태의 3단계로 구분하였다. 또한, 액상화 현상이 실제적으로 점진적 응력감소에서 급진적 응력감소로 전환되는 시점에서 대변형을 동반하여 발생한다는 사실을 발견하고 이를 액상화 상태전환시점으로 정의하였으며 이러한 액상화상태전환시점이 압축제하 또는 인장재제하로 하중방향이 바뀌는 시점에서 발생하는 점을 반영하여 1/4주기별 시험결과분석에 기초하여 저항특성을 나타내었다. 그리고, 본 연구를 통해 제안된 액상화 저항특성에 대한 타당성 검토를 위해 과잉간극수압으로 인해 발생하는 지반재료 내부에서 소산되는 에너지 개념과 기제안된 교란상태개념에 기초한 액상화 저항특성과 비교하였다. 연구결과, 제안된 누적 소성 전단변형률은 액상화 발생의 원인이 되는 과잉간 극수압의 영향을 합리적으로 표현하고 있을 뿐만 아니라 진동하중으로부터 소산되는 재료 내부의 에너지 변화를 신뢰성 높게 표현하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 제안된 지반의 한계 저항특성의 경우, 기제안된 교란도 함$.$수에 기초한 수치해석방법보다 정확하게 대변형의 영향을 포함하지 않고 한계상태를 표현하고 있는 것으로 나타났다.