• Smart Structures and Systems
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• 제3권4호
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• pp.475-494
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• 2007

This paper deals with the development of an innovative distributed construction system based on smart prefabricated concrete elements for the real-time condition assessment of civil infrastructure. So far, two reduced-scale prototypes have been produced, each consisting of a $0.2{\times}0.3{\times}5.6$ m RC beam specifically designed for permanent instrumentation with 8 long-gauge Fiber Optic Sensors (FOS) at the lower edge. The sensing system is Fiber Bragg Grating (FBG)-based and can measure finite displacements both static and dynamic with a sample frequency of 625 Hz per channel. The performance of the system underwent validation in the laboratory. The scope of the experiment was to correlate changes in the dynamic response of the beams with different damage scenarios, using a direct modal strain approach. Each specimen was dynamically characterized in the undamaged state and in various damage conditions, simulating different cracking levels and recurrent deterioration scenarios, including cover spalling and corrosion of the reinforcement. The location and the extent of damage are evaluated by calculating damage indices which take account of changes in frequency and in strain-mode-shapes. The outcomes of the experiment demonstrate how the damage distribution detected by the system is fully compatible with the damage extent appraised by inspection.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.65-68
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• 2004

피스톤(piston)과 리바운드(rebound)를 1체형 소결품으로 제조하기 위하여는 후가공시 발생하는 홀(hole)부분의 막힘 현상, 홀 부분의 치수 편차 현상, 가공 응력 집중에 의한 부품 모서리(edge)부의 크랙 발생 현상 둥의 문제가 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 성형체 및 소결체의 밀도 평가, hole 부분의 조직 평가(홀 내부 단차, 홀 내부의 버(burr) 발생 및 홀 크기), 소결체의 감쇠력 및 내구성 평가 등을 체계적으로 실시하여, 성형에서 발생하는 크랙, 홀 내부의 단차, 홀 크기의 문제점을 해결하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권2호
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• pp.123-129
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• 2022

Quartz (SiO2) has high abrasion and heat resistances and excellent chemical and mechanical properties; therefore, it is used in various industries, such as machinery, chemistry, optics, and medicine. Quartz is a high-hardness and brittle material and is classified as the topmost difficult-to-cut material, which is because of the cracking or chipping at the edge during processing. Corner wear, such as cracks and chippings that occur during cutting, is a major cause for the deterioration in the machining quality. Therefore, many researchers are investigating various techniques to process quartz effectively. However, owing to the mechanical properties of quartz, most studies have been conducted on grinding, micromachining, and microdrilling. Few studies have been conducted on quartz processing. The purpose of this study was to analyze the machining characteristics according to the machining factors during the slot machining of quartz using a cubic boron nitride (CBN) tool and to select the optimal machining conditions using the Taguchi method. The machining experiment was performed considering three process variables: the spindle speed, feed rate, and depth of cut. The cutting force and surface roughness were analyzed according to the processing conditions.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.141-149
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• 2009

본 연구는 줄눈콘크리트 포장의 줄눈부에서 종 방향으로 발생하는 균열인 T형 균열의 발생 원인을 수치해석을 통해 분석하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 다웰바를 포함한 줄눈콘크리트 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 개발하였으며 이러한 모델에 환경하중을 재하하여 슬래브에 발생하는 응력 분포를 분석하였다. 슬래브의 컬링 시 다웰바의 영향을 분석하기 위하여 우선 다웰바가 없을 경우의 슬래브 컬링 거동을 분석하였다. 그리고 다웰바가 슬래브 컬링 시 T형 균열을 유발할 수 있는 횡방향 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 시공오차로 인해 다웰바의 설치 깊이가 슬래브 중간 깊이에 위치하지 않을 경우 슬래브에 발생하는 응력 집중 현상에 대해서도 분석을 수행하였다. 연구 결과, 다웰바가 슬래브 중간 깊이에 제대로 시공되어 있을 경우에는 슬래브에 발생하는 횡방향 응력에는 거의 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다. 하지만 다웰바가슬래브 중간 깊이보다 표면 쪽으로 치우쳐 위치하게 되면 슬래브의 컬링에 의해 슬래브표면에 횡방향응력이 집중되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 응력 집중은 슬래브와 다웰바의 접촉 성질에 따라 다르게 나타났으며 여러 다웰바들 중 높이가 다르게 장착된 다웰바의 위치가 슬래브의 안쪽에 존재할수록 이러한 다웰바 위치에서의 응력 집중현상이 매우 크게 나타났다. 따라서 줄눈콘크리트 포장에서 T형 균열 발생을 억제하기 위해서는 시공 시 다웰바가설계위치에 정확히 장착되도록 주의를 기울여야 할 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.382-390
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• 2011

최근 대형화되는 복합재 풍력 블레이드의 운전 중 발생되는 손상을 조기에 모니터링하기 위하여 블레이드 내부에 일제형으로 설치가 가능한 스마트 센서들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg grating) 센서를 복합재 모형 블레이드 후연부 시편에 부착하여 균열 또는 접착층 분리를 감지하는 실험을 수행하여 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자의 풍력 블레이드에 적용 가능성을 검토하였다. 블레이드 시편에 인가된 연장 하중이 1100 N부터 1260 N 사이에서 노출된 광섬유 브래그 격자 센서의 파장 이동 방향이 급격히 반전되는 결과로부터 전단 웹의 균열과 접착 분리 파손을 확인할 수 있었다. 블레이드에 사용하기 위한 노출된 광섬유 브래그 격자 센서는 깨지가 쉽기 때문에 이 단점을 보완하기 위하여 에폭시로 패키징된 광섬유 브래그 격자 센서 탐촉자를 제작하였다. 블레이드 시편의 스킨 위에 제작된 탐촉자를 설치한 후 인장 시험을 수행한 결과 변형률에 대한 감지도는 약 1.3 ${\mu}{\varepsilon}$/pm으로 노출된 광섬유 브래그 격자 센서의 감지도와 거의 동일한 것으로 확인되었다. 한편 온도 감지도는 $80^{\circ}C$ 까지의 가열 테스트를 통하여 약 48 pm/$^{\circ}C$의 온도 감지도를 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.55-62
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• 2015

Cracking is an inevitable fact of asphalt concrete pavements and plays a major role in pavement deterioration. Pavement cracking is one of the main factors determining the frequency and method of repair. Cracks can be treated with a number of preventative maintenance actions, including overlay surface treatments such as slurry sealing, crack sealing, or crack filling. Pavement cracks can show up as one or all of the following types: transverse, longitudinal, fatigue, block, reflective, edge, and slippage. Crack sealing is a frequently used pavement maintenance treatment because it significantly extends the pavement service life. However, crack sealant often fails prematurely due to a loss of adhesion. Because current test methods are mostly empirical and only provide a qualitative measure of the bond strength, they cannot accurately predict the adhesive failure of the sealant. This study introduces a laboratory test aimed at assessing the bonding of hot-poured crack sealant to the walls of pavement cracks. A pneumatic adhesion tensile testing instrument (PATTI) was adopted to measure the bonding strength of the hot-poured crack sealant as a function of the curing time and temperature. Based on a limited number of test results, the hot-poured crack sealants have very different bonding performances. Therefore, this test method can be proposed as part of a newly developed performance-based standard specification for hot-poured crack sealants for use in the future. PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate both the adhesion and failure performance of a crack sealant as a function of its curing time and curing temperature. METHODS: A pneumatic adhesion tensile testing instrument (PATTI) was adopted to measure the adhesion performance of a crack sealant as a function of the curing time and curing temperature. RESULTS: With changes in the curing time, curing temperature, and sealant type, the bond strengths were found to be significantly different. Also, higher bond strengths were measured at lower temperatures. Different sealant types produced completely different bond strengths and failure behaviors. CONCLUSIONS: The bonding strength of an evaluated crack sealant was shown to differ depending on various factors. Two sealant types, which were composed of different raw materials, were shown to perform differently. The newly proposed test offers the possibility of evaluating and differentiating between different crack sealants. Based on alimited number of test results, this test method can be proposed as part of a newly developed performance-based standard specification for crack sealants or as part of a guideline for the selection of hot-poured crack sealant in the future.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.103-111
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• 2017

본 연구에서는 전동차의 전력 변환 장치로 많이 사용되고 있는 고전압 대전류용(3,300 V/1200 A급) insulated gate bipolar transistor(IGBT) 모듈에 대하여 열 사이클 조건하에서의 열-기계적 응력해석 및 피로수명해석을 수행하였다. 특히 최근 고전압 IGBT용으로 개발되고 있는 구리(copper) 와이어, 리본(ribbon) 와이어를 사용하였을 경우의 응력 및 피로수명을 기존의 알루미늄 와이어와 비교하여 분석하였다. 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에 응력이 3배 이상 많이 발생하였다. 리본 와이어의 경우 원형 와이어 보다 응력이 더 크게 발생하며, 구리 리본 와이어의 응력이 제일 높았다. 칩과 direct bond copper(DBC)를 접합하고 있는 칩 솔더부의 피로해석을 수행한 결과, 솔더의 크랙은 주로 솔더의 모서리에서 발생하였다. 원형 와이어를 사용할 경우 솔더의 크랙은 약 35,000 사이클에서 발생하기 시작하였으며, 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에서의 크랙의 발생 면적이 더 컸다. 반면 리본 와이어를 사용하였을 경우 크랙의 면적은 원형 와이어를 사용하였을 경우보다 적음을 알 수 있다. DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 경우 크랙의 성장 속도는 와이어의 재질이나 형태에 관계없이 비슷하였다. 그러나 칩 솔더에 비하여 크랙의 발생이 일찍 시작하며, 40,000 사이클이 되면 전체 솔더의 반 이상이 파괴됨을 알 수 있었다. 따라서 칩 솔더 보다는 DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 신뢰성이 더 큰 문제가 될 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.44-50
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• 2003

균열선단에 발생하는 손상역은 재료의 파괴인성 메카니즘을 알 수 있게 하는 중요한 영역이다. 본 연구에서는 고무변성 에폭시 수지의 균열선단 손상역의 생성 및 성장 과정을 음향방출법을 이용하여 조사하였다. 고무변성 에폭시 수지의 고무함량은 5 wt%와 15 wt%로 하였고, 3점 굽힘시험편을 사용하여 모드 I 파괴시험에 대한 각 시험편의 파괴인성값을 구하였다. 또한, 균열선단의 손상역과 그 내부의 고무입자 변형상태를 편광현미경과 원자력간 현미경을 사용하여 관찰하였다. 고무변성 에폭시 수지의 균열선단부의 손상역은 파괴하중의 약 13 % 하중에서 생성이 되어, 약 57 % 하중까지 균열개시 없이 성장하였다. 57 % 하중 근처에서 개시만 균열은 최대하중부근까지 고착-활강거동을 반복하면서 안정 / 불안정 파괴로 진전하였다 이 과정에서 발생한 음향방출신호의 시간-주파수 분석결과, 고투입자 내부에서의 케비테이션 생성단계에서 주파수대역은 0.15 ∼ 0.20 MHz 이었고, 그 후의 안정 및 불안정시의 주파수 대역은 0.20∼0.30MHz 이었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1299-1304
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• 2010

압연실험을 통해서 폭 방향 변형 편차가 존재하는 실리콘 강판의 가공파손을 고찰하였다. 폭 방향 변형 편차는 강판에 웨이브를 발생시키고 압연방향으로 소재의 에지 부위(혹은 센터 부위)에 인장(혹은 압축)을 준다. 실제 압연기에서 발생하는 웨이브를 실험실적으로 구현하기 위해서 공형롤을 설계 및 제작하였다. 실험에 사용한 소재는 고-실리콘(약 3%) 강판이다. 본 실험을 통해서 센터 웨이브에 의해 발생되는 에지 부위 인장응력이 가공파손에 가장 지배적인 요인이라는 것이 제시되었다. 센터 웨이브를 일으키는 폭 방향 변형 편차의 정도에 따라 에지 파손과 지그재그 형태의 시편 중심 절손을 유발한다는 결과도 도출하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.25-36
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• 2004

국내 고속국도 및 일반국도의 약40%, 98%가 아스팔트 포장으로 구성되어 있으며 아스팔트 포장의 주요 파손 형태는 러팅(rutting) 및 균열이다. 파손이 심한 아스팔트 포장에 공용성이 좋은 것으로 알려져 있는 UTW(Ultra-Thin Whitetopping, 이하 중 신 콘)가 국내 도로의 유지보수 공법으로 적용될 수 있는가를 판단하였다. 본 논문은 경기도 폐도에 시험 시공된 중 신 콘 포장에서의 정적하중재하실험을 통하여 교통하중 및 환경하중 조건에 따른 중 신 콘의 거동 분석 결과이다. 콘크리트 두께를 50, 100, 150mm로 하여 두께에 따른 거동을 분석한 결과, 콘크리트 두께가 50mm일 때 콘크리트 하부에서 발생하는 인장 변형률이 급격하게 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 계절별 실험을 통해 포장 온도가 중 신 콘 거동에 미치는 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 하중재하위치에 따른 거동분석 결과에서는 슬래브 중앙부와 줄눈부에서 약 25cm 떨어진 지점부터 하중이 재하될 때 중앙부와 줄눈부에 영향을 미치기 시작하였고 이 때, 최대 인장 변형률의 75%까지 변형률이 발생함에 따라 줄눈간격 결정에 주의를 요해야 할 것으로 판단되었다.