• 대한기계학회논문집A
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• 제27권11호
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• pp.1979-1985
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• 2003

Fretting is a kind of surface degradation mechanism observed in mechanical components and structures. The fretting damage decreases in 50-70% of the plain fatigue strength. This may be observed in the fossil power plant and the nuclear power plant used in special environments and various loading conditions. The thermal degradation of material is observed when the heat resisting steel is exposed for long period time at the high temperature. In the present study, the degraded 1Cr-0.5Mo steel used for long period time at high temperature (about 515$^{\circ}C$) and artificially reheat-treated materials are prepared. These materials are used for evaluating an effect of thermal aging on the fretting fatigue behavior. Through the experiment, it is found that the fretting fatigue endurance limit of the reheat-treated 1Cr-0.5Mo steel decreased about 46% from the non-fretting fatigue endurance limit, while the fretting fatigue endurance limit of the degraded 1Cr-0.5Mo steel decreased about 53% from the non-fretting fatigue endurance limit. The maximum value of fatigue endurance limit difference is observed as 57%(244 MPa) between the fretting fatigue of degraded material and non-fretting fatigue of reheat-treated material. These results can be a basic data to a structural integrity evaluation of heat resisting steel considered to thermal degradation effect.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.645-650
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• 1998

계면유도 침전법을 이용, 알루미나와 이트리아를 코팅한 SiC 분말을 사용하여 제조된 탄화규소의 물성을 관찰하였다. $Al_2(SO_4)_3$과 $Y_2(SO_4)_3$의 수용액에서 요소를 분해시켜 수화물 및 탄화물의 전구체로 구성된 석출물을 SiC의 분말 표면에 코팅한 후 하소하여 알루미나와 이트리아가 코팅된 탄화규소 시편을 제조하였다. $1900^{\circ}C$에서 소결한 탄화규소는 약 97.8%의 소결밀도를 나타내었으며, 소결 후 annealing을 행한 시편은 $\beta$상 탄화규소에서 $\alpha$상 탄화규소로의 상전이가 일어나 주상입자가 형성되었다. 균열 전파시 주상입자를 중심으로 입계간 균열(intergranular crack)이 일어났으며, 주상입자의 pullout 효과 의한 균열길이의 증가로 SiC 소결체의 인성이 증진되는 것으로 나타났다. annealing 시간이 3시간 이내인 경우에는 소결조제의 첨가량이 적은 시편의 파괴인성치가 높았으나 그 차이는 미미하였고, annealing 시간이 길어짐에 따라 소결조제의 양에 따른 인성의 차이는 거의 나타나지 않았다. 이러한 결과는 annealing 시간이 길어짐에 따라 입자의 정단축비(aspect ratio)가 커지고 주성입자에 의한 pullout 효과가 인성증진의 주된 인자가 되어, 소결조제의 양과 관련된 영향이 적었기 때문인 것으로 사료되었다.

• 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 $\mu\textrm{m}$.

• 암석학회지
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• 제27권4호
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• pp.207-222
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• 2018

국립고궁박물관 소장 천상열차분야지도 각석 및 복각천상열차분야지도 각석은 우리나라의 전통 천문학 수준을 실증하는 대표적인 과학문화유산이다. 태조본 각석은 암갈색 점판암, 숙종본 각석은 회백색 백운암으로 서로 다른 암석으로 제작되었다. 태조본 점판암은 석영, 백운모, 백운석의 광물조성을 보였으며, 숙종본 백운암은 백운석, 고토감람석, 방해석으로 구성되어 있다. 태조본 각석은 숙종본에 비해 손상이 심화되어 있으며 주요한 손상인자는 균열 및 탈락이다. 숙종본에서는 긁힘과 인위적인 오염물이 관찰되었다. 태조본 및 숙종본 각석 측면과 후면에 나타나는 녹색 및 흑색 표면오염물은 수지 기반의 페인트 물질로 해석된다. 한편, 초음파 물성평가에서 태조본 각석은 좌측면 상부가, 숙종본 각석은 전면 우측부가 저속도대를 보인다. 태조본각석의 안정성을 저해하는 주요 균열에 대해 To-Tc법으로 발달 상태를 조사한 결과, 균열의 전개부 및 중심부에서 가장 깊은 심도가 측정되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.766-773
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• 2002

본 연구에서는 습도 변화와 같은 물리적인 원인으로 보수체의 손상(표면 균열, 경계면 파괴)을 유발하는 표면 인장 응력과 기층과 보수층 단부 경계변의 연직 인장 응력 및 전단 응력이 해석적으로 조사되었다. 응력 계산 시에는 사용 재료의 비선형응력-변형률 곡선이 사용되었고, 특히 변형률 경화, 변형률 연화 특성이 고려되었다. 응력 계산은 보수층의 두께와 보수 재료를 변수로 하였다. 습도 변화에 의한 영향은 보수체가 장기간 공용된 후 수위 하강으로 인해 나타나는 현상(콘크리트 댐)과 보수 후 일정한 양생 기간 후에 거푸집을 제거했을 때 나타나는 현상의 두 가지 경우에 대해서 조사되었다 건조되기 전 보수체 표변의 초기 습도는 100%, 대기 습도는 55%로 가정하였고, 계산기간(양생＋건조기간)은 30일간으로 하였다. 상기 두 가지 경우에 대해서 응력을 계산한 결과, 보수체 표면에서는 일부 보수체(CM20, ECM25)에서 단지 변형률 연화 단계의 가상 균열이 발생되었다. 한편 단부 경계면에서는 양생 중에 부착 강도를 약간 상회하는 일부 보수체(CM20)를 제외하고는 부착 전단 파괴는 발생치 않았다. 습도 변화에서도 단부 경계면의 들뜸현상(Peel-Off)이 보수체 손상의 주요원인으로 나타났고, 이를 유발하는 연직 인장 응력은 공용 중에 건조되는 경우에는 보수층 두께 dO=1cm에서만 부착 강도보다 낮은 값을 유지하고, 보수 작업시 양생 후 대기에 노출되는 경우에는 1.5일 이내에 발현된 부착 강도를 초과하였다.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.427-438
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• 2014

이 연구에서는 석조문화재의 표면 균열에 대한 깊이와 연장성을 측정하기 위해 창녕 물계서원 원정비를 대상으로 초음파 속도를 활용하였다. 또한 이 원정비의 장기적인 보존관리 방안을 수립하기 위해 재질 및 손상현황을 조사하고, 다양한 비파괴 기법을 활용하여 정밀진단을 수행하였다. 원정비를 이루고 있는 주요 구성암석은 비석의 부위에 따라 달리 알칼리장석화강암, 반려암 및 섬록암으로 이루어져 있다. 손상도 평가 결과, 특히 균열이 비신의 모든 방향에서 두드러진 분포를 보여 안정성을 저해하는 중요한 손상인자로 나타났다. 원정비 재질의 물성평가를 위한 초음파 측정에서는 비신, 대좌, 옥개석 순으로 속도가 빠르게 나타났다. 원정비에 다양한 형태로 발생한 균열들의 현황과 산출상태를 정량적으로 산출하기 위해 초음파를 이용한 To-Tc법으로 균열의 심도를 측정한 결과, 0.6~24.1cm로 다양한 깊이를 보였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2009년도 춘계 학술논문 발표대회 학계
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• pp.247-252
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• 2009

The LMC method of construction which have application to the road bridge is being considered the least relative importance about the watertight performance, because it focused on the durability of concrete. However, The LMC which is being expanded scope of application to the method of construction has grown importance about the watertight performance on the usability and maintenance side as well as durability. In this study, The latex concrete of two types which are different from mingled-ratio of the latex made a comparison to the compressive strength, watertight performance, dynamic wheel load resistance performance and confirmed what it has resistibility about chemical action through the chemical resistance test. The initial strength and watertight performance showed that were tendency the downward at 14 days. However, The long-term strength after 28 days showed that it has firm performance. In consequence, The initial curing of latex concrete is required to scrupulous care and attention at the site application. As a chemical resistance test result, The specimen that is steeped in sulphuric acid solution of 2% discovered the delamination phenomenon. However, it was confirmed that delamination phenomenon don't have an effect on the compressive strength. Moreover, As a dynamic wheel load resistance test result, The latex concrete was concluded to confirming the durability and running stability, because it had hardly any thickness reduction of latex concrete surface about dynamic wheel load and rarely found crack and delamination.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.35-43
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• 2011

본 연구의 대상지역은 영주댐 건설로 인해 이설되는 중앙선 철도 건설 예정지로 수 km에 걸쳐 연성전단작용에 의한 습곡과 압쇄암이 분포한다. 연성전단대는 지질시대 동안 작용한 단층작용으로 변형되어 복잡한 지질구조를 보인다. 연성전단대는 고온고압의 지하십부(>8km)에서 작용한 변형에 의한 광물의 재결정 작용으로 엽편상의 유동조직을 가지는 압쇄암이 발달하며, 이로 인해 지표부근(<2km)의 변형으로 형성된 단층대와 구별되는 공학적 특성을 가진다. 압쇄암의 특성을 파악하기 위해 시편으로 제작된 암석을 대상으로 변형률과 변형에 수반된 압축구조의 모양을 분석하였다. 단층대의 변형된 모양은 엽리상의 편원(oblate)한 모양이 우세한 반면 압쇄대는 광물의 신장에 의한 편장(prolate)한 형태가 우세하다. 변형률은 변형이전 상태를 기준으로 단층대가 1.2배미만의 변형을 보이는 것에 비해 압쇄대는 최대 2.5배의 변형을 나타내는 것으로 분석되었다. 불연속면을 기준으로 적용한 암반분류에서 경암의 일축압축강도는 연암정도의 강도를 보였으며, 일정 시간 수침 후에 강도의 변화가 관찰 되었다. 본 연구결과 조사된 암석들의 공학적 특성은 광물조성과 화학 조성에 기초한 풍화저항력이 비교적 높은 것을 고려할 때 압쇄작용에 수반된 미세균열구조에 의한 것으로 판단되었다. 따라서 압쇄암이 넓게 분포하는 지역에서 터널굴착을 하는 경우, 미세균열에 의한 팽창과 지하수 유입에 의한 강도저하가 발생할 수 있으므로 시공시 각별한 주의가 필요한 것으로 판단되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.78-99
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• 2020

천안 성불사 마애불은 16나한이 모두 남아있는 국내의 유일한 예로 학술적 가치가 아주 높으나 심하게 손상되어 있어, 보존 방안을 검토하기 위해 디지털 기록화와 정밀 진단을 바탕으로 안정성을 평가하였다. 이 결과, 삼존불은 비슷한 규모이나 나한상은 매우 다양한 크기를 보였으며, 권속 2구는 나한상에 비해 크다. 추정공양상은 나한상과 유사하며, 대부분의 존상은 형상과 제작기법이 잘 드러난다. 마애불이 새겨진 암반은 편리 구조가 뚜렷한 호상편마암으로, 석영과 장석으로 이루어진 우백대와 흑운모로 구성된 우흑대가 교호하며 미량의 백운모를 포함한다. 이 마애불에는 물리적 풍화와 변색 및 생물 오염이 복합적으로 작용하고 있으며, 주암면에는 미세 균열 1,131cm, 박리상 균열 1,061cm, 구조상 균열 1,456cm, 절리 1,277cm로 나타났다. 손상도 평가 결과, 절리 3.6(균열지수), 박리 5.2%, 박락 1.7%, 탈락 0.1%로 산출되었다. 특히 생물학적 풍화가 심하여 주암면의 생물피도는 9단계와 10단계가 전체 면적의 57.5%를 차지하였고, 5~8단계도 22.3%로 아주 높았다. 표면 변색 요인은 Fe과 Ca 및 S로 암갈색과 백색으로 나타나고 흑화 오염물에서는 다량의 C가 검출되며, 모든 영역에서 손상 가중치가 매우 높다. 마애불 암반에서는 서로 다른 방향을 갖는 불연속면이 확인되었다. 암반의 파괴유형 분석 결과, 평면 파괴와 전도 파괴의 가능성이 있으며 쐐기 파괴는 발생하기 어려운 것으로 나타났다. 주암면의 초음파 속도는 평균 2,463m/s이며, 절리대가 많은 좌측면 하부가 상대적으로 낮아 상당히 풍화된 단계(HW)와 완전히 풍화된 단계(CW)가 집중 분포하는 취약한 물성을 보였다. 이 마애불에서는 미세 균열의 14.9%와 박리상 균열의 58.9% 정도에서 보존처리가 요구된다. 또한 마애불의 보존 환경을 개선할 수 있는 수목 정비와 암반의 구배를 고려한 배수 시설 및 지반 정비가 필요하며, 장기적인 보존 관리를 위해 보호 시설도 검토해야 할 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권4호
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• pp.211-219
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• 2006

초음파 서모그라피는 초음파 진동 에너지 여기에 의한 물체의 표면 및 표면 아래에 존재하는 결함부위의 선택적 발열 특성을 적외선 열영상 카메라로 관측하는 것이다. 결함(균열, 박리, 공극 등) 이 존재하는 구조물에 초음파 진동 에너지를 입사시킬 경우 결함 부근에서의 국부적인 발열로 인해 건전 부위와의 급격한 온도차를 드러내는 핫 스폿이 관측된다. 초음파 진동 에너지 여기에 의한 핫 스폿 관측 및 분석을 통해 결함을 진단하는 것이 초음파 서모그라피를 이용한 비파괴 결함 진단 방법이다. 이를 이용한 결함 검출을 위해서는 초음파의 진동에너지를 검사 구조물에 효율적으로 전달하는 것이 중요하다 본 논문에서는 초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함검출에 대해 기술한다. 초음파 진동에너지의 입사 방향에 따른 결함 검출 특성을 평가하기 위해 진동에너지의 전달 방향을 시편과 수직 또는 수평방향으로 각각 입사시켰다. 각각의 입사 방향에 따른 초음파 트랜스듀서 양단에 인가되는 전압을 디지털 오실로스코우프로 계측 비교하였다. 결함 검출에 사용한 시편은 14 mm 두께의 SUS 균열(crack) 시편, PCB 기판(1.8 mm), 인코넬 600 판(1.0 mm) 및 CFRP 판(3.0 mm)의 4종류이다. 4종류의 시편에 대해 280ms 펄스폭의 초음파에너지를 수직 수평으로 각각 입사시켰다. 4종류 모두 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 전달 손실이 적었다. 복합재료인 PCB, CFRP 판은 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 결함 위치에서 열이 크게 발생하였으며 선택적 발열 현상도 3배 이상 지속되었다. 금속재료인 인코넬 600판과 SUS 시편은 수평방향이 수직방향보다 핫 스폿이 빨리 관측되었다.