• 한국정밀공학회지
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• 제7권4호
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• pp.23-28
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• 1990

This study is to investigate the magnitude, direction and distribution of residual stresses in surface ground plate according to working conditions. The specimens were made of structural carbon steel and were machined in various grinding conditions. These were divided in two groups; heat-treated materials and non-heat-treated materials. In each working condition, let the ground specimen generate displacements using deflection-etching techniques. At the same time, these displacements were precisely measured with electronic micrometer. Through the relation formula between the plane stress and strain, which was derived using these measured data, the values of residual stress are calculated, and the results are analyzed. These results are as follows : 1. According to the working conditions in this experiment, it can be seen that the distribution of residual stress generally had same trend and the maximum residual stress remained in 20~30 ((${\mu}m$) beneath the surface. 2. It is observed that compressive residual stress changes into tensile stress in 5~20 (${\mu}m$) beneath the surface. It is suggested that such phenomenon is originated from the friction effect in grinding process. 3. As the hardness increases by the heat treatment, residual stress increases. 4. As the fatigue strength increases by the compressive residual stress, it is desirable that the dowm feed and table feed reduce. 5. It can be seen that the more great the down feed and table feed increase, the more close the changing point, where the stress changed from compressive to tensile, is colse to the surface. This is due to the resultant effects of the grinding temperature and resistence are larger than the effect of the friction.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.185-191
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• 2003

본 연구에서는 해석적 검토를 수행하여 합성구조물의 열적응답을 예측하고 발생가능한 문제점을 고찰함으로써 합성형구조 실 시공시 효율적인 자료를 제공토록 하였다. 복합구조의 적용에 의한 콘크리트 단면의 감소는 동일한 구성재료와 타설온도를 적용할 경우 최대온도의 발현량을 감소시키는 효과는 거의 없지만, 중앙부와 표면부의 온도차는 크게 감소시킬 수 있는 것으로 판단된다. 한편, 복합구조의 적용은 콘크리트 구조물의 단면감소를 유발하고, 감소율이 상대적으로 큰 단면에서 기설 콘크리트 구조물에 의한 구속작용으로 인장강도를 초과하는 인장응력이 발생된다. 이러한 응력은 Steel Box와 콘크리트 접촉면의 모서리부에 집중되는 것으로 판단된다. 이와같은 구속작용과 응력집중 현상은 복합구조 적용에 따른 온도차 감소효과를 상쇄시키는 것으로 판단된다. 따라서, 복합구조 적용시 이러한 문제점과 관련된 인자들과 단면 등을 고려한 해석적 검토를 통하여 온도응답 및 적절한 대책이 요구된다.

• 접착 및 계면
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• 제5권2호
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• pp.14-26
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• 2004

For reliable determination of mechanical characteristics of adhesively bonded joints used e.g. as input data for computer-aided design of complex components, the thick-adherend tensile-shear test according to ISO 11003-2 is the most important material testing method. Although the total displacement of the joint is measured across the polymer layer directly in the overlap zone in order to minimize the influence of the stepped adherends, the substrate deformation must be taken into account within the framework of the evaluation of the shear modulus and the maximum shear strain, at least when high-strength adhesives are applied. In the standard ISO 11003-2 version of 1993, it was prescribed to perform the substrate deformation correction by means of testing a one-piece reference specimen. The authors, however, pointed to the excessive demands on the measuring accuracy of the extensometers connected with this technique in industrial practice and alternatively proposed a numerical deformation analysis of a dummy specimen. This idea of a mathematical correction was included in the revised ISO 11003-2 version of 2001 but in the simplified form of an analytical method based on Hooke's law of elasticity for small strains. In the present work, it is shown that both calculation techniques yield considerably discordant results. As experimental assessment would require high-precision distance determination (e.g. laser extensometer), finite element analyses of the deformation behavior of the bonded joint are performed in order to estimate the accuracy of the obtained substrate deformation corrections. These simulations reveal that the numerical correction technique based on the finite element deformation modeling of the reference specimen leads to considerably more realistic results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.257-264
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• 2011

이 연구는 부착형 정착 장치를 갖는 CFRP(carbon fiber reinforced polymer) 긴장재의 정착에 관한 실험 연구이다. 적절한 채움재를 도출하기 위해 예비 실험을 수행하였고, 에폭시 또는 콘크리트 모르타르와 같은 5종의 재료가 채움재로 사용되었다. 실험 결과 무수축 모르타르를 사용한 시편에서 최대 인장강도를 보이므로 이 연구에서는 CFRP 긴장재용 강관 몰드의 채움재로써 무수축 모르타르를 결정하였다. 예비 실험으로 도출된 채움재를 이용하여 강관 몰드의 적정 제원을 도출하기 위해 외경, 두께 및 길에 대한 추가 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 무수축 모르타르를 사용한 강관 몰드의 적정 제원이 도출되었고, 이러한 제원의 강관 몰드로 정착된 CFRP 긴장재는 안정적인 인장 성능을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.917-920
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• 2008

ECC는 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 통하여 균열의 폭을 제어함으로써 미세한 다중 균열(multiple cracking)을 발생시키면서 인장변형률 경화 거동을 보이는 섬유복합재료이다. 따라서 다중 균열과 인장변형률 경화 거동을 보일 수 있도록 마이크로역학에 기반하여 재료를 설계한다. 이 연구에서는 ECC의 다중 균열과 변형률 경화 거동을 모사할 수 있는 해석 방법을 제시하고자 한다. 이 과정에서 균열 면에서 이론적으로 유도된 가교응력-개구변위 관계에서 섬유의 방향과 유효 섬유의 개수를 고려하여 수정된 응력-변위 관계를 사용하였으며, 매트릭스 및 섬유-매트릭스 계면의 불확실성을 고려하기 위하여 각 요소의 매트릭스 균열 강도(${\sigma}_{fci}$) 및 탄성계수($E_{ci}$), 균열면 최대응력(${\sigma}_{Bi}$) 및 변위(${\delta}_{Bi}$), 계면의 화학적 부착에 의한 균열면의 초기응력(${\sigma}_{0i}$), 균열 간격(${\alpha}_cX_d$)이 일정 범위 내에서 무작위로 선택되도록 하였다. 해석결과 변형률 경화거동 및 최대 변형률을 충분히 모사할 수 있는 것으로 나타났으며, 균열 개수 및 균열면의 강성이 해석의 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.69-77
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• 1987

철근 콘크리트 구조물의 재료적 비선형 해석을 위해 유한요소법을 적용하였다. 2 축응력 상태에서의 콘크리트 거동은 인장균열과 균열사이의 인장증강효과(tension stiffening effect) 그리고 최대압축 강도를 넘어서의 변형연화(strain-softening) 효과를 고려하는 비선형 구성 방정식으로 나타냈다. 콘크리트를 직교성 (orthotropic) 재료로 가정함으로써 비선형 탄성체로 간주하고, 등가일축변형도 개념을 사용한 등가 일축 응력-변형도(equivalent uniaxial stress-strain) 관계식으로 모형화하고, 철근 보강재는 Bauschinger 효과를 갖는 탄소성 변형 경화재료(elasto-plastic strain-hardening material)로 모형화 했다. 평면 응력 상태에서 철근콘크리트 보의 모형화는 각 절점에 2 개의 자유도를 갖는 사각형요소로 모형화하여 적용 시쳤으며, 이로부터 구한 유한요소해석의 결과치를 실험결과치의 중앙처짐, 응력, 변형율 그리고 균열성장과정에 대하여 비교 검토 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3C호
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• pp.121-127
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• 2012

본 논문은 터널건설로 인해 발생된 인접지반에서의 지반변위가 프레임구조물에 미치는 영향을 터널 시공조건(지반손실)을 달리하면서 조사한 것이다. 터널굴착에 의해 발생된 지반변위에 노출된 4층 오픈 프레임구조물과 블록으로 채워진 프레임구조물이 서로 다른 시공조건(지반손실)에 노출될 때 발생되는 구조물 거동을 수치해석을 통해 조사하였다. 오픈 프레임구조물은 탄성구조물로서 모델링 한 반면, 블록으로 채워진 프레임구조물은 소요전단 및 인장강도 이상의 응력이 발생할 때 구조물에 실제크랙이 발생할 수 있도록 모델링하였다. 터널굴착유발 지반변위에 노출된 두 서로 다른 프레임구조물의 거동 및 손상정도를 터널 시공조건에 따라 조사하였으며, 발생된 구조물의 거동 및 손상정도는 구조물에 발생한 변형, 크랙크기 및 분포를 고려하여 서로 비교하였다. 뿐만 아니라, 다양한 시공조건(지반손실)의 변화에 의해 구조물에 유발될 수 있는 손상정도의 크기를 손상도 예측기준(Son and Cording, 2005)을 사용하여 제시하였다. 이러한 결과들은 향후 터널굴착으로 인해 유발되는 인접 프레임구조물의 손상을 제어하고 최소화하는데 필요한 정보를 제공할 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.285-291
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• 2011

이 연구에서는 신형소파블록을 대상으로 실험 및 수치해석을 수행하여 역학적 성능을 평가하고 적절한 보강재의 배근에 따른 구조성능 향상 효과를 검토하였다. 수치해석을 통하여 신형소파블록에 인장응력이 발생하는 위치와 크기를 예측하여 보강재를 설계하였다. 보강재로는 일반 철근 및 해양환경에 적합하도록 부식과 피로에 장점을 지닌 섬유보강재(FRP)를 사용하였다. 실험을 통하여 보강재가 없는 무근 신형소파블록의 파괴하중은 350 kN으로 소파블록의 자중에 비하여 6.2배로 나타났으며, 철근이나 FRP보로 보강한 실험체는 모두 실험의 최고하중인 900 kN 이상의 강도를 보였다. 위험단면을 통과하는 보강재의 개수는 시공의 편의를 위해서는 굵은 지름의 단일 보강재를 사용하는 것이 유리하지만 가는 지름의 보강재 여러 개를 사용하여 균열 폭을 감소시키는 것이 바람직하다는 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.999-1005
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• 2011

고무복합재료에 대해 변형에 의한 결정화(SIC)가 기계적 특성에 미치는 영향을 연신율(${\lambda}$) 및 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 카본블랙(CB)의 함유량을 함수로 하여 연구하였다. 시차 주사 열량(DSC) 분석을 통해 CB 및 CNT의 함유량에 따라 결정화 정도가 증가함을 확인 하였다. 또한 연신율이 증가함에 따라 복합재료의 유리전이온도(Tg)는 증가하였고, 결정화 잠열 값(LHc)은 ${\lambda}$=1.5에서 최대값을 보였다. CNT의 함유량 증가에 따라 기계적 특성과 LHc는 비례관계임을 확인하였다. 열 중량 분석(TGA)을 통해 기지의 소실율은 94.3%였고, 복합재료의 소실율은 보강재의 함유량 증가에 따라 감소하였다. 인장탄성율 비는 고무 내의 CNT 배향으로 인장강도 비보다 높게 나타났다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제62권6호
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• pp.635-642
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• 2019

Objective : The aim of this study was to investigate the biomechanical differences between human dura mater and dura mater substitutes to optimize biomimetic materials. Methods : Four groups were investigated. Group I used cranial dura mater (n=10), group II used $Gore-Tex^{(R)}$ Expanded Cardiovascular Patch (W.L. Gore & Associates Inc., Flagstaff, AZ, USA) (n=6), group III used $Durepair^{(R)}$ (Medtronic Inc., Goleta, CA, USA) (n=6), and group IV used $Tutopatch^{(R)}$ (Tutogen Medical GmbH, Neunkirchen am Brand, Germany) (n=6). We used an axial compression machine to measure maximum tensile strength. Results : The mean tensile strengths were $7.01{\pm}0.77MPa$ for group I, $22.03{\pm}0.60MPa$ for group II, $19.59{\pm}0.65MPa$ for group III, and $3.51{\pm}0.63MPa$ for group IV. The materials in groups II and III were stronger than those in group I. However, the materials in group IV were weaker than those in group I. Conclusion : An important dura mater graft property is biomechanical similarity to cranial human dura mater. This biomechanical study contributed to the future development of artificial dura mater substitutes with biomechanical properties similar to those of human dura mater.