• 한국안전학회지
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• 제11권4호
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• pp.143-150
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• 1996

본 연구는 선형, 비선형 hygrothermal 응력 문제를 위한 explicit-Implicit 유한요소 해석 모델 개발에 관한 것이다. 부가적으로 moilsture 확산 방정식, J-적분 평가를 위한 균열 요소 및 가상 균열 진전법이 도입된다. 시간 변화에 따른 균열 추진력을 계산하기 위하여 선형 탄성 파괴 역학(LEFM)이론이 고려되며 재료의 기공은 실온에서 액체 상태의 습기로 포화되어 있으며 온도가 상승함에 따라 증기화된다는 가정하에서 균열 추진력과 증기 효과의 관계가 연구된다. 이상 기체방정식은 각 시간 단계에서 증기에 의한 열역학적 압력을 계산하기 위하여 이용된다. 다공질 재료의 시간 종속 응답을 지배하는 방정식들은 혼합이론에 기초하며 다공질 재료의 유체 흐름을 위한 Darcy의 법칙과 Von-Mises 항복 기준을 포함하고 있는 Perzyna의 점소성 모델이 첨가된다. 또한 Green-Naghdi 응력률이 중첩된 강체 운동하에서 응력 텐서 invariant로 사용되며, 모델링을 위하여 사각요소가 이용되고 비선형 지배 방정식을 풀기 위하여 full Newton-Raphson법에 의한 반복법이 사용된다. 본 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 본 유한요소 프로그램은 복합재의 hygrothermal 파괴 해석에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 2) 습기의 온도에 의한 영향을 가지는 재료의 J-적분을 정확히 예측하기 위하여는 증기 효과를 고려하여야 한다. 왜냐하면 초기단계에 균열 전파력이 가속되기 때문이다. 3) 본 해석을 위해 Uncoupled scheme에 의한 결과도 Coupled scheme에 결과에 비해 아주 타당하므로 CPU 측면에서 매우 경제적인 Uncoupled scheme이 추천된다.

• Advances in nano research
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• 제15권6호
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• pp.495-511
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• 2023

In this research, the impact of micro-silica, nano-silica, and polypropylene fibers on the fracture energy of self-compacting concrete was thoroughly examined. Enhancing the fracture energy is very important to increase the crack propagation resistance. The study focused on evaluating the self-compacting properties of the concrete through various tests, including J-ring, V-funnel, slump flow, and T50 tests. Additionally, the mechanical properties of the concrete, such as compressive and tensile strengths, modulus of elasticity, and fracture parameters were investigated on hardened specimens after 28 days. The results demonstrated that the incorporation of micro-silica and nano-silica not only decreased the rheological aspects of self-compacting concrete but also significantly enhanced its mechanical properties, particularly the compressive strength. On the other hand, the inclusion of polypropylene fibers had a positive impact on fracture parameters, tensile strength, and flexural strength of the specimens. Utilizing the response surface method, the relationship between micro-silica, nano-silica, and fibers was established. The optimal combination for achieving the highest compressive strength was found to be 5% micro-silica, 0.75% nano-silica, and 0.1% fibers. Furthermore, for obtaining the best mixture with superior tensile strength, flexural strength, modulus of elasticity, and fracture energy, the ideal proportion was determined as 5% micro-silica, 0.75% nano-silica, and 0.15% fibers. Compared to the control mixture, the aforementioned parameters showed significant improvements of 26.3%, 30.3%, 34.3%, and 34.3%, respectively. In order to accurately model the tensile cracking of concrete, the authors used softening curves derived from an inverse algorithm proposed by them. This method allowed for a precise and detailed analysis of the concrete under tensile stress. This study explores the effects of micro-silica, nano-silica, and polypropylene fibers on self-compacting concrete and shows their influences on the fracture energy and various mechanical properties of the concrete. The results offer valuable insights for optimizing the concrete mix to achieve desired strength and performance characteristics.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.1-11
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• 2017

PURPOSES : This study is aimed at development of a stochastic pavement deterioration forecasting model using National Highway Pavement Condition Index (NHPCI) to support infrastructure asset management. Using this model, the deterioration process regarding life expectancy, deterioration speed change, and reliability were estimated. METHODS : Eight years of Long-Term Pavement Performance (LTPP) data fused with traffic loads (Equivalent Single Axle Loads; ESAL) and structural capacity (Structural Number of Pavement; SNP) were used for the deterioration modeling. As an ideal stochastic model for asset management, Bayesian Markov multi-state exponential hazard model was introduced. RESULTS:The interval of NHPCI was empirically distributed from 8 to 2, and the estimation functions of individual condition indices (crack, rutting, and IRI) in conjunction with the NHPCI index were suggested. The derived deterioration curve shows that life expectancies for the preventive maintenance level was 8.34 years. The general life expectancy was 12.77 years and located in the statistical interval of 11.10-15.58 years at a 95.5% reliability level. CONCLUSIONS : This study originates and contributes to suggesting a simple way to develop a pavement deterioration model using the total condition index that considers road user satisfaction. A definition for level of service system and the corresponding life expectancies are useful for building long-term maintenance plan, especially in Life Cycle Cost Analysis (LCCA) work.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.167-174
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• 2016

Recently laminated plates like composite materials has been used in a various field to grow the specific strength of the composition. However, delamination area caused by barely visible impact damage has potential risk that it can raise buckling of the delaminated plate. Because it can interrupt compressive behavior of laminated plates and reduce their strength, the whole structure can't be constituted by these materials. Many studies assume that behavior of the delaminated plate which is in lamanated plates equals theoretical buckling but their actual motion doesn't coincide because of initial imperfections of materials like deflection, residual stress, eccentricity and so on. In this paper, we change laminated plates with initial delamination into a beam of rectangular cross section with the initial crack and analyze compressive behavior according to initial imperfections through finite element method(FEM). Consequently analysis results show that behavior of laminated plates involving delamination differs from ideal buckling of the delaminated plate in actual conditions and we can predict its motion through imperfections relationship.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.214-218
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• 2014

본 연구에서는 용매열합성법(solvothermal method)을 이용하여 매크로 기공의 알루미나 튜브 지지체 위에 나노기공 $Cu_3(BTC)_2$ 분리막을 제조하였다. In-situ 용매열합성법을 이용하는 경우, 매크로 기공의 알루미나 지지체 위에 균일한 핵생성과 성장을 통해 연속적이고 균열이 없는 $Cu_3(BTC)_2$ 층을 형성하기 어렵다. 본 연구에서는 용매열합성 전에 알루미나 지지체 표면을 $200^{\circ}C$로 가열한 상태에서 Cu 전구체 용액을 분무하여 지지체 표면을 개질한 후, 용매열합성법을 수행하여 연속적이고 균열이 없는 $Cu_3(BTC)_2$ 튜브형 분리막을 제조할 수 있었다. 합성된 $Cu_3(BTC)_2$ 분리막은 XRD, FE-SEM 및 기체투과 실험 등을 통해 분석하였다. $5{\mu}m$의 두께를 가진 $Cu_3(BTC)_2$ 튜브형 분리막을 통한 단일기체 투과실험 결과, $80^{\circ}C$에서 $H_2$가 가지는 투과도는 $7.8{\times}10^{-7}mol/s{\cdot}m^2{\cdot}Pa$이고, $H_2/N_2$, $H_2/CO_2$의 이상선택도는 각각 11.94, 12.82로 계산되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.91-99
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• 2020

콘크리트용 앵커볼트는 콘크리트 구조물에 대한 비구조요소의 정착에 주로 사용되고 있으며, 시공성의 이점에 따라 후설치앵커가 주로 사용되고 있다. 앵커의 저항 성능과 관련하여 콘크리트 쪼개짐 영향을 최소화하기 위한 위험 연단거리가 제시되고 있지만 실제 앵커의 경우 이상적인 연단거리를 확보하기 어렵다. 즉, 인장 하중에 따라 발생 가능한 콘크리트 쪼개짐 등 복합적인 요소가 포함된 앵커의 저항 성능과 인장 거동 특성을 파악하기 위함이 본 연구의 목적이다. 표준시험방법을 바탕으로 인장실험을 진행하고 도출된 하중-변위 결과 및 파괴 형상을 분석하였다. 위험 연단거리가 확보되지 않은 앵커의 경우 인장력에 의해 콘크리트 쪼갬 파괴가 동반된 파괴 모드가 도출되고 저항 특성은 강성 구간으로 분류된다. 또한, 실험체 구성 요소를 바탕으로 비선형 유한요소모델을 구성하였으며, 앵커 거동을 모사하기 위해 구속 조건 및 연결요소 조건에 따른 경계조건별 변수 해석을 수행하였다. 이에 따라 도출된 해석 결과는 콘크리트 내부 파괴 영향성 및 실제 앵커의 거동을 바탕으로 검증하여 범용구조해석 프로그램 내 경계조건을 통한 저항 메커니즘 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제22권10호
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• pp.513-518
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• 2012

Recently, automobile parts have been required to have high strength and toughness to allow for weight lightening or improved stability. But, traditional micro-alloyed steel cannot be applied in automobile parts. In this study, we considered the influence of quenching temperature and cooling rate for specimens fabricated by vacuum induction furnace. Directly quenched micro-alloyed steel for hot forging can be controlled according to its micro structure and the heat-treatment process. Low carbon steel, as well as alloying elements for improvement of strength and toughness, was used to obtain optimized conditions. After hot forging at $1,200^{\circ}C$, the ideal mechanical properties (tensile strength ${\geq}$ 1,000 MPa, Charpy impact value ${\geq}\;100\;J/cm^2$) can be achieved by using optimized conditions (quenching temperature : 925 to $1,050^{\circ}C$, cooling rate : ${\geq}\;5^{\circ}C/sec$). The difference of impact value according to cooling rate can be influenced by the microstructure. A fine lath martensite micro structure is formed at a cooling rate of over $5^{\circ}C/sec$. On the other hand, the second phase of the M-A constituent microstructure is the cause of crack initiation under the cooling rate of $5^{\circ}C/sec$.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.177-183
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• 2023

유리섬유로 보강된 보강된 보의 경우 초기조건 및 보강형태에 따라 다양한 파괴모드가 발생한다. 본 연구에서는 콘크리트 탄성계수보다 약간 큰 유리섬유 보강재를 적용한 무근 콘크리트보의 파괴거동을 분석하였다. 실험을 위해 24 MPa 강도를 가지는 보를 제작하였으며, 초기 노치, 겹이음, 단부보강, 파이버 앵커 등의 영향을 분석하였다. 노치 및 노치부의 겹이음은 일반보강효과와 비슷한 하중증가를 나타내었는데, 이는 함침된 유리섬유의 에폭시가 노치 단면을 충분히 수복하기 때문이다. 보강하지 않은 기준기편에 비하여 초기 노치의 경우 0.78을, 보강한 경우는 4.43~5.61의 보강효과를 나타내었으며 휨파괴에서 시작되는 계면파괴가 지배적이었다. 높이의 1/3 이상의 단부 스트립과 파이버 앵커를 가진 경우 가장 이상적인 파괴거동(보강재 파단)을 나타내었는데, 일반 보강시편보다 150 % 이상의 파괴하중을 나타내었다.