• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.4
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• pp.761-769
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• 1994

Actual load acting on rail surface in the track is the combined mode loading due to the contact rolling load of the wheels. To investigate the fracture behavior on rail steel under combined modes I and II, fracture tests were performed by using the test jigs and fracture specimen which were designed by Richard. The analysis results of experimental fracture data were compared with various fracture criteria that have been introduced for determination of the crack propagation direction and the critical stress of fracture of a crack submitted to a mixed mode loading. From the results, it was shown that the actual crack propagation direction of rail steel agree with the crack propagation directions predicted by maximum tangential stress criterion and strain energy density criterion, and that fracture criterion follows principal strain criterion.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.8 s.227
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• pp.1229-1236
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• 2004

The specimen materials used in this research are isotropic epoxy resins. The static photoelastic experiment was applied to them. And then the specimens used in photoelastic experiment were fractured under static load. The static photoelastic experimental hybrid method was introduced and its validity had been assured. Crack propagation criterion used the stress components, which are considered the higher order terms, obtained from the static photoelastic experimental hybrid method was introduced and it was applied to the minimum strain energy density criterion, the maximum tangential stress criterion and mode mixity. Comparing the actual initial angle of crack propagation with the theoretical initial angle of crack propagation obtained from the above failure criterions, the validities of the above two criterions are assured and the optimal distance (r) from the crack-tip is 0.01mm in order to get the initial angle of crack propagation of isotropic epoxy resin.

• Tunnel and Underground Space
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• v.29 no.5
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• pp.318-331
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• 2019

A three-dimensional(3D) equivalent continuum modeling was performed to analyze hydraulic behavior of rock mass considering discontinuities by using DFN model and smeared fracture model. DFN model was generated by FLAC3D and smeared fracture model was applied by using FISH functions, which is built-in functions in FLAC3D, for equivalent continuum model of fractured rock mass. Comparative analysis with 3DEC, which is for discontinuum analysis, was conducted to verify reliability of equivalent continuum analysis by using FLAC3D. Similar results of hydraulic analysis under the same conditions could be achieved. Equivalent continuum analysis of fractured rock mass by using DFN model was implemented to compare with existing analytical methods for inflow into the tunnel.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.24 no.1 s.173
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• pp.103-109
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• 2000

A method to measure the crack length in rubbery materials is described. Through dimensional analysis and experiments, an equation is derived to give the crack length as a function of the change of strain energy density in a region remote from the crack. The function is provided in a form of separated terms of loading and material, the validity of which is experimentally proved using separation parameters.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 1998.10a
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• pp.529-534
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• 1998

To find out an adequate failure criterion in two-dimensional linear elastic crack problems, finite element programs, SED, which determine stress intensity factors $K_I, K_{II}$, crack angle and peak load by the minimum strain energy density failure criterion were developed. In this program, the conventional quadratic isoparametric elements were used in all regions except the crack tip zone where triangular singular elements with 6 nodes were used. The results of SED were compared with the results of those which followed by the maximum circumferential tensile stress criteria and those by the maximum energy release rate criteria and those by Jenq and Shah`s experiments of the same geometry and material properties. The maximum energy release rate criteria were better close to those of the Jenq and Shah`s experiments than the maximum circumferential tensile stress criteria and the minimum strain energy density criteria.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.04a
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• pp.9-10
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• 2001

용융공정 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(123) 초전도체는 고자장 하에서도 통전특성이 우수하다 그러나 123 초전도체에는 미세균열이나 기공과 같이 초전도체의 통전특성에 유해 한 요인들도 다수 포함된다. 미세균열은 고온 정방정 상이 저온 사방정상으로 상변 태 시 발생하는 웅력에 의해 생성된다. 반면, 기공은 123 성형체를 녹이는 과정에서 123 상에 포함된 산소원자들이 격자로부터 이탈되고, 이 산소원자들이 모여 액상에서 기공을 형성한다. 제조공정에 따라 기공의 크기와 밀도가 다르지만 대략 수십 이크론 정도로 대단히 크다 생성된 기공 중 일부는 열처리 중에 소멸되나, 어떤 것들은 그대로 남아 초전도체의 치밀화를 방해한다. 본 연구에서는 123의 용융 및 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(211)과 액상으로의 분해 과정 및 포정반응과 관련된 미세조직을 조사하여 기공생성과 소멸과정을 조사하였고, 123의 최종 미세조직에 대한 기공의 영향에 대 하여 연구하였다. 열처리 스케쥴은 123-211-액상의 그림 l의 2원 상태도를 기초로 하여 결정하였다. 먼저 부분 용융상태에서의 기공의 분포를 알고자 시편을 105$0^{\circ}C$에서 0.5-1 시 간 유지한 후, 액체 질소통에 넣어 냉각하였다 (그림 2의 열처리 경로 CD)$\circled1$부분 용 융상태에서 급랭할 경우 211과 액상 상태가 그대로 유지되므로 액상에서의 기공분 포를 관찰할 수 있다. 또 다른 시편들은 그림 2의 @$\circled2$경로로 열처리하였다. 이 시편에서는 고온에서 생성된 211과 액상이 반웅하여 123 결정이 생성, 성장하므로 123 결정립 내의 기공분포를 알 수 있다. 그림 3은 시편에서의 기공과 액상포켓의 분포를 모식도와 각 부위의 미세조직 사진이다. 시편에는 산소가스 발생으로 인해 생성된 수형의 기공이 관찰된다. 기공은 시편의 중앙에 집중되며, 시편 바깥부분은 기공에 액상이 채워진 액상포켓이 관찰된다. 기공의 생성과 소멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.32 no.6
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• pp.491-501
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• 2022

Bentonite has been proposed as a buffer and backfill material for high-level radioactive waste repository. Under such repository environment conditions, bentonite is subjected to combined thermal, hydrological, mechanical, and chemical processes. This study evaluates the feasibility of applying X-ray CT technology on the characterization of bentonite under hydration conditions using a newly developed testing cell. The cylindrical cell is made of platic material, with a removable cap to place the sample, enabling to apply vertical pressure on the sample and to measure swelling pressure. The hydration test was carried out with a sample made of Gyeonju bentonite, with a dry density of 1.4 g/cm³, and a water content of 20%. The sample had a diameter of 27.5 mm and a height of 34 mm. During the test, water was injected at a constant pressure of 0.207 MPa, and lasted for 7 days. After one day of hydration, bentonite swelled and filled out the space inside the cell. Moreover, CT histograms showed how the hydration process induced an initial increase and later progressive decrease on the density of the sample. Detailed profiles of the mean CT value, CT standard deviation, and CT gradient provided more details on the hydration process of the sample and showed how the bottom and top regions exhibited a decrease on density while the middle region showed an increase, especially during the first two days of hydration. Later, the differences in CT values with respect to the initial state decreased, and were small at the end of testing. The formation and later reduction of cracks was also characterized through CT scanning.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.11a
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• pp.28-28
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였￡며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.21 no.5
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• pp.573-580
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• 2009

This paper presents the mix composition, production method, and curing condition applied to the extruded ECC(Engineered Cementitious Composite) panel which are able to exhibit multiple cracking and potential pseudo strain-hardening behavior. In addition to the production technique of extruded ECC panel, the effect of fiber distribution characteristics, which are uniquely created by applying extrusion process, on the flexural behavior of the panel is also focussed. In order to demonstrate fiber distribution, a series of experiments and analyses, including image processing/analysis and micro-mechanical analysis, was performed. The optimum mix composition of extruded ECC panel was determined in terms of water matrix ratio, the amount of cement, ECC powder, and silica powder. It was found that flexural behavior of extruded ECC panel was highly affected by the slight difference in mix composition of ECC panel. This is mainly because the difference in mix composition results in the change of micro-mechanical properties as well as fiber distribution characteristics, represented by fiber dispersion and orientation. In terms of the average fiber orientation, the fiber distribution was found to be similar to the assumption of two dimensional random distribution, irrespective of mix composition. In contrast, the probability density function for fiber orientation was measured to be quite different depending on the mix composition.

• Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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• v.31 no.3
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• pp.381-390
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• 2004

The purpose of this in vitro study was to investigate the effects of Nd:YAG laser irradiation and fluorides on acid drink demineralized enamel. The materials were 30 freshly extracted permanent premolars with intact smooth enamel surfaces. They were demineralized with Coca-cola at $37^{\circ}C$ for 12hours and then irradiated by Nd:YAG laser with 6W power, $50mJ/cm^2$ energy density, and 20Hz pulse repetition. After laser irradiation, teeth were treated by three kinds of fluorides; (1)0.05% NaF fluoride solution (2)1.23% APF gel and (3)0.1%F fluoride varnish, microhardness(VHN) and Diagnodent scores were measured and the surfaces of each treated specimens were also observed with SEM under 1500 magnification. The results were as follows: 1. In the change of microhardness(VHN), it decreased to 34.68% from the initial micrhardness, increased to 78.37% after laser irradiation and increased to 82.62% after fluoride treatment, there were significant differences except when it was irradiated and treated with fluoride(P<0.05). 2. In the change of Diagnodent scores, it was decreased to 28.08% from the initial scores after demineralization, and then increased to 59.81% after laser irradiation, and increased to 82.17% after fluoride treatment. Scores were different significantly between the scores of initial, demineralization, laser irradiation and fluoride treatment(P<0.05). All the scores were not different significantly between fluoride types. 3. SEM observation showed that the lased enamel surfaces after demineralization were thermally degenerated and showed molten lava-like appearance and crater with cracks and many microholes.