• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권5호
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• pp.770-779
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• 2004

This paper describes the micro cutting of wear resistant tungsten carbides using PCD (Poly-Crystalline Diamond) cutting tools in performance with SEM (Scanning Electron Microscope) direct observation method. Turning experiments were also carried out on this alloy (V50) using a PCD cutting tool. One of the purposes of this study is to describe clearly the cutting mechanism of tungsten carbides and the behavior of WC particles in the deformation zone in orthogonal micro cutting. Other purposes are to achieve a systematic understanding of machining characteristics and the effects of machining parameters on cutting force, machined surface and tool wear rates by the outer turning of this alloy carried out using the PCD cutting tool during these various cutting conditions. A summary of the results are as follows: (1) From the SEM direct observation in cutting the tungsten carbide, WC particles are broken and come into contact with the tool edge directly. This causes tool wear in which portions scrape the tool in a strong manner. (2) There are two chip formation types. One is where the shear angle is comparatively small and the crack of the shear plane becomes wide. The other is a type where the shear angle is above 45 degrees and the crack of the shear plane does not widen. These differences are caused by the stress condition which gives rise to the friction at the shear plane. (3) The thrust cutting forces tend to increase more rapidly than the principal forces, as the depth of cut and the cutting speed are increased preferably in the orthogonal micro cutting. (4) The tool wear on the flank face was larger than that on the rake face in the orthogonal micro cutting. (5) Three components of cutting force in the conventional turning experiments were different in balance from ordinary cutting such as the cutting of steel or cast iron. Those expressed a large value of thrust force, principal force, and feed force. (6) From the viewpoint of high efficient cutting found within this research, a proper cutting speed was 15 m/min and a proper feed rate was 0.1 mm/rev. In this case, it was found that the tool life of a PCD tool was limited to a distance of approximately 230 m. (7) When the depth of cut was 0.1 mm, there was no influence of the feed rate on the feed force. The feed force tended to decrease, as the cutting distance was long, because the tool was worn and the tool edge retreated. (8) The main tool wear of a PCD tool in this research was due to the flank wear within the maximum value of $V_{max}$ being about 260 $\mu\textrm{m}$.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.99-105
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• 2018

Soils are generally classified as fine-grained or coarse-grained depending on the percentage content of the primary constituents. In reality, soils are actually made up of mixed and composite constituents. Soils primarily classified as fine-grained, still consists of a range of coarse particles as secondary constituents in between 0% to 50%. A laboratory scale model test was conducted to investigate the influence of coarse particles on the physical (e.g., density, water content, and void ratio) and mechanical (e.g., quick undrained shear strength) properties of primarily classified fine-grained cohesive soils. Pure kaolinite clay and sand-mixed kaolinite soil (e.g., sand content: 10%, 20%, and 30%) having various water contents (60%, 65%, and 70%) were preconsolidated at different stress levels (0, 13, 17.5, 22 kPa). The quick undrained shear strength properties were determined using the conventional Static Cone Penetration Test (SCPT) method and the new Fall Cone Test (FCT) method. The corresponding void ratios and densities with respect to the quick undrained shear strength were also observed. Correlations of the physical properties and quick undrained shear strengths derived from the SCPT and FCT were also established. Comparison of results showed a significant relationship between the two methods. From the results of FCT and SCPT, there is a decreasing trend of quick undrained shear strength, strength increase ratio ($S_u/P_o$), and void ratio (e) as the sand content is increased. The quick undrained shear strength generally decreases with increased water content. For the same water content, increasing the sand content resulted to a decrease in quick undrained shear strength due to reduced adhesion, and also, resulted to an increase in density. Similarly, it is observed that the change in density is distinctively noticeable at sand content greater than 20%. However, for sand content lower than 10%, there is minimal change in density with respect to water content. In general, the results showed a decrease in quick undrained shear strength for soils with higher amounts of sand content. Therefore, as the soil adhesion is reduced, the cone penetration resistances of the FCT and SCPT reflects internal friction and density of sand in the total shear strength.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.405-413
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• 2020

압축 유동하에서 측정된 시멘트 페이스트의 수직 응력은 변형률의 증가에 따라 변형률이 0.0003에서 0.003 사이 구간인 탄성 고체 구간과 변형률이 0.003에서 0.8 사이 구간인 변형률 경화 구간으로 나누어진다. 두 구간 중 변형률 경화 영역에서 유변학적 특성을 분석하기 위해 모델링 식이 제안되었다. 첫째, 유체 거동의 관점에서, 지수법칙 일관성 지수 m=700 및 멱지수 n=0.2를 갖는 지수법칙 비뉴토니언 모델이 적용되었다. 적용 결과는 탄성 고체 구간을 제외하고는 실험 결과와 좋은 일치를 보여주었다. 둘째, 연성 고체 거동의 관점에서 힘 평형 모델이 적용되었으며, 하중을 측정하는 센서부와 시멘트 페이스트 표면 간의 마찰 계수가 실험데이터에 반구간탐색법을 적용하여 변형률의 다항식으로 도출되었다. 적용 결과는 변형률이 0.003에서 0.3 사이 구간인 중간 영역에서만 실험 결과와 좋은 일치를 보여주었다. 따라서, 압축 유동 하의 시멘트 페이스트의 유변학적 거동은 변형률 경화 구간에서 연성 고체 거동의 관점보다는 지수법칙 비뉴토니언 유체 거동의 관점에서 실험 결과와 더 일치함을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.243-252
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• 2017

횡등방성 암석의 파괴거동은 등방성 암석의 경우와 큰 차이가 있으므로 횡등방성 암반에 건설되는 암반구조물의 정밀한 안정성 평가를 위해서는 횡등방 파괴함수의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 17세기 천문학자 Cassini가 지구둘레를 도는 태양의 궤도를 모델링하기 위해 제안한 Cassini 난형(卵形)곡선을 기반으로 횡등방성 암석의 강도정수 분포함수를 제안하였다. 제안된 강도정수 분포함수는 횡등방성 암석시료에 대한 삼축압축시험을 통해 실험적으로 결정이 가능한 2개의 모델 파라미터로 정의된다. 제안된 강도정수 분포함수를 마찰각과 점착력의 공간분포함수로 채용하여 기존의 Mohr-Coulomb(M-C) 파괴함수를 3차원 횡등방성 M-C 파괴함수로 확장시켰다. 제안된 횡등방성 M-C 파괴함수의 적합성을 검증하기 위해 횡등방성 암석시료의 삼축압축시험 및 진삼축압축시험을 수치모사하였다. 수치실험을 통해 예측된 결과는 실제 실험실 시험에서 관찰되는 횡등방성 암석의 파괴거동과 부합하였다. 또한 진삼축압축시험 수치모사 결과는 암석강도의 중간주응력 의존성이 암석시료에 포함된 미시적 연약면의 공간분포 특성과 밀접한 관련이 있을 수 있음을 보여주었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.101-111
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• 2006

현장타설말뚝은 상부의 연약층을 관통하여 하부의 강한 암반층 상부에 거치시키는 경우, 말뚝은 선단지지말뚝으로 간주되며, 최소단면에서 말뚝에 발생하는 응력이나 실제 요구되는 설계기준에 따라서 작용하중은 결정된다. 연약하거나 풍화된 암반의 일정 깊이까지 현장타설말뚝을 설치하는 경우, 선단지지력과 주면저항력에 의해 지지력이 발현된다. 선단지지력 성분은 말뚝의 극한지지력에서 큰 비중을 차지한다. 그러나, 일반적으로 주면저항력은 선단지지력에 비해 훨씬 작은 말뚝 침하시 발현된다. 또한, 선단지지력은 근입부 바닥에 잔존하는 슬라임에 의해 영향을 받는다. 따라서, 근입부에 슬라임을 얼마나 잘 확인하는가와 시공법에 따라 선단지지력의 신뢰도는 결정되게 된다. 이것은 실제로 매우 어렵고 고가이며, 깊은 근입부에서는 더욱 심각하다. 따라서 이들 요소들로 인해서 작용하중하에서 말뚝의 거동은 주면저항력에 의해 지배되게 된다. 따라서 현장타설말뚝의 거동예측을 위한 연구는 주로 주면저항력 발현기구에 관심을 가지게 되는 것이다. 본 연구에서는 말뚝 두부에서의 하중 조건을 변화시켜가며 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동 차이를 분석하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 또한, 거칠기 요소의 모델링 유무에 따른 주면부 거동 특성도 조사하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.39-47
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• 2013

최근 해안을 따라 산업단지 등을 조성하기 위하여 해성점토로 이루어진 준설토를 활용한 매립공사가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 해성점토로 조성된 지반은 전단강도가 매우 작고 압축성이 크게되어 매립지반 위에 항만구조물, 도로 등 구조물을 시공하기 위해서는 지반개량이 필수적으로 수행되어야 한다. 또한 설계 당시 예측한 거동과 실제 발생하는 거동이 상이한 경우가 빈번히 발생하고 있다. 이와같은 문제를 해결하기 위해서는 지반 조성 시에 모래 등 양질의 토사를 이용하여야 하나 토사 부족 및 경제적인 문제로 인해 준설된 해성점토를 사용하는 경우가 대부분이다. 따라서 본 연구에서는 석탄 화력발전소에서 발생하는 석탄회중 재활용되지 않고 매립되는 매립석탄회를 활용하여 준설토와 혼합하여 인공매립토를 조성하여 부지조성에 활용하고자 인공매립토의 역학적 특성을 파악하고자 하였다. 이에따라, 점토와 매립석탄회 저회와 비회 혼합비율이 다른 인공매립토의 전단강도 특성을 살펴보았다. 실험에는 준설토를 대신하여 카올리나이트를 사용하였으며, 시료성형기를 이용하여 총 6종류의 인공매립토 지반을 조성하였으며, 전단강도 특성을 알아보기 위하여 삼축압축시험(CU TEST)을 수행하였다. 시험 결과, 매립석탄회의 혼합비율이 증가할수록 내부마찰각 증가, 점착력 감소, 간극수압계수(A)는 증가하는 경향을 보였으며, 매립석탄회 저회와 비회의 혼합에 따라 저회 보다 비회가 전단강도 및 간극수압계수(A)에 미치는 영향이 적은 것으로 나타났다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제21권2호
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• pp.619-627
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• 1996

There are increasing use of composite resin in the posterior teeth and the new indirect inlay technique was introduced for compensating much troubles faced in direct technique. Many researchers insisted that overall properties of restorative materials were enhanced by an additional curing but this technique still has a problems about using cement material. Resin inlay obtains retention force from friction and another adhesion to tooth structure. A shape of cavity preparation was noted but studies about cement thickness and bond strength with cavity divergency are rare. The purpose of this study is to assess the effect of cavity divergency on cement thickness and bond strength of resin inlay. Cavities, which divergency was $6^{\circ}$, $16^{\circ}$, and $26^{\circ}$ in each group, were prepared and their divergency was verified by Adobe Photoshop program through the image capture with stereo microscope and FlexCam. Inlays were fixed into the cavities with a resin cement, Superbond and were handled under chemical (in 75% ethanol for 24 hrs.) and thermal stress (500 cycles from $5^{\circ}$ to $55^{\circ}C$). MXT 70 (x400) was used for measuring the cement thickness and bond strength was evaluated with a universal testing machine. Following results were obtained : 1. The cement thickness in Mean (S.D.) were; 35.58 (10.31)${\mu}m$ in $6^{\circ}$ group, 35.97 (10.49)${\mu}m$ in $16^{\circ}$ group, and 41.43 (9.33)${\mu}m$ in $26^{\circ}$ group. But there was no significant difference between groups. 2. The bond strength in Mean (S.D.) were ; 33.18 (5.53)kg in $6^{\circ}$ group, 23.47 (13.40)kg in $16^{\circ}$ group, and 19.75 (10.48)kg in $26^{\circ}$ group. $6^{\circ}$ group showed significantly higher value compared to $16^{\circ}$ and $26^{\circ}$ groups (p<0.05). Although the results of this study indicate $6^{\circ}$ divergency will be good for resin inlay, cavity preparation with this type will have lots of difficulties in manufacturing, try-in, and cementation procedures, such as deformation. So it is concluded that $16^{\circ}$ divergent cavity preparation is recommended in resin inlay technique.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.57-65
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• 2011

본 연구에서는 3차원 개별요소해석 코드인 Particle Flow Code, $PFC^{3D}$(Itasca)를 이용, 조립재료의 실내 삼축압축시험에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행하였으며, 해석 모델과 개별요소를 대상으로 다양한 상사 조건에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행, 그 결과를 통해 각각의 스케일 조건이 최종 수치 모델링 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 3차원 개별요소 수치 모델링은 기존 2차원 모델링 대비 별도의 간극률 환산 없이 정확한 초기 조건 구현이 가능했으며, 응력-변형 및 체적변화 거동, 강도정수등에 있어 실내시험 결과와 유사한 수치 해석적 예측이 가능하였다. 해석 모델과 개별요소에 대한 다양한 상사비 조건별 수치 모델링 결과, 3차원 해석 시의 안정적 예측결과 도출 및 수치 시험실 활용에 대한 적정성을 확보하되, 해석시간 단축 및 해석 효율성 확보를 위해서는 해석 모델과 개별요소에 대한 적정 상사비 결정이 필요함을 알 수 있었다. 해석 모델의 크기와 개별요소의 입경크기를 변화시켜 개별요소 수치모델링을 수행한 결과, 대부분의 경우 전체적인 응력-변형 거동에 차이가 발생하였지만, 점착력과 내부 마찰각의 강도정수는 $D_{mod}/D_{gmax}$ < 10 조건에 유사한 결과를 보였으며, 개별요소 방법이 수치 시험실 기법을 이용한 강도정수 산정에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.373-383
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• 2020

본 연구에서는 한반도 중심 해역을 포함하는 북서태평양 영역에서의 폭풍해일 예측을 위해 NEMO(Nucleus for European Modelling of the Ocean) 모형을 이용하여 지역규모의 폭풍해일 예측시스템을 구축하였다. 이 시스템은 조석과 해일 예측으로 구성되어 있으며보다 정확한 폭풍해일을 예측하기 위해 수심자료와 대기-해양 경계에서의 모수화(parameterization) 최적화 과정을 수행하였다. 이를 통해 2018년 8~10월과 태풍 솔릭 사례에 대하여 국립해양조사원 조위 관측자료를 이용한 통계 방법을 적용하여 검증을 수행하고, 이를 POM(Princeton Ocean Model) 기반의 예측모델 결과와 비교하였다. 수행결과 NEMO 기반의 폭풍해일 예측시스템이 POM 기반의 예측결과에 비해 평균오차와 RMSE가 각각 약 29%와 약 20% 감소한 것으로 나타났으며, 태풍 시기에도 NEMO 기반 예측결과에서 전반적으로 오차가 낮게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.57-67
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• 2009

최근 시공기술이 발전함에 따라 댐 축조재료로 사용되는 조립재료의 최대입경은 수cm에서 1m이상에 달하고 있다. 실제 현장 원입도 시료에 대한 시험을 실시하는 것은 비용적으로 고가일 뿐만 아니라 기술적으로도 많은 문제가 존재하므로 일반적으로 상사입도 시료에 대하여 실내시험을 실시하고 그 결과를 실제 지반구조물의 설계 및 해석에 적용한다. 지반구조물에 대한 보다 정확한 거동특성을 예측하기 위해서는 입자크기에 따른 전단거동 특성의 변화를 파악하는 것이 필수적이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 B댐 현장 댐 축조시료인 하상 사력재에 대하여 최대입경을 서로 달리하여 재구성한 상사입도시료를 대상으로 같은 상대밀도로 공시체를 제작하여 대형삼축시험을 실시하였으며, 최대입경의 변화에 따른 상사입도시료의 응력-변형특성, 전단강도특성을 비교.분석하였다. 시험결과 조립재료는 전단과정에서 응력연화 및 체적팽창 거동을 나타내고, 상사입도 시료의 최대입경이 증가할수록 그 현상이 더욱 뚜렷한 것으로 나타났다. 내부마찰각, 전단강도는 상사입도 시료의 최대입경이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다.