• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.875-888
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• 2013

최근에는 초탄성 형상기억합금을 구조물 일부에 설치하여 지진과 같은 외부 충격하중으로 인해 발생되는 영구적인 소성 변형을 줄이고 자동치유가 가능한 변위제어 시스템을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 초탄성 형상 기억합금은 상당량의 변위를 가하더라도 별도의 열처리 없이도 상온에서 단지 하중만을 제거하여도 원형으로 복원이 가능한 독특한 합성 금속재료이다. 뼈대 구조물에서 변형이 집중이 되는 부위에 기존에 사용된 강재를 대신하여 초탄성 형상기억합금을 사용한다면 시스템의 복원 효과를 극대화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 내진성능이 우수한 좌굴방지 가새프레임에 초탄성 형상기억합금 소재를 접목시킨 새로운 구조 시스템을 제안하고 자 한다. 본 연구에서 제안된 구조시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 사용되는 설계코드를 참고하여 6층의 가새프레임 빌딩을 설계를 하고 2차원적인 유한요소 프레임 모델에 각각의 지진 위험도 레벨의 가속도 데이터를 사용하여 비선형 동적 해석을 실시하였다. 해석결과를 바탕으로 초탄성 형상기억합금 가새시스템을 사용한 프레임 구조물과 기존의 가새시스템을 성능적인 측면에서 서로 비교하였다. 해석결과는 지진하중 이후에 초탄성 형상기억합금 가새시스템은 구조물에 잔류 처짐을 감소하는데 매우 효율적임을 보여주고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1726-1732
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• 2008

사출성형은 다양한 형태의 제품을 대량 생산할 수 있는 플라스틱 성형 공법중의 하나이다. 플라스틱 제품을 만들기 위해서는 고상의 재료를 액상으로 녹인 후 다시 고상으로 굳히는 과정을 거치는 데, 이 과정 중에 많은 문제점들이 발생을 하게 된다. 과거에는 이러한 문제를 해결하기 위해서 성형 후 금형 설계 변경 등의 시행착오적 방법을 사용하였으나, 성형과정에 대한 사출성형 CAE(Computer Aided Engineering)를 적용함으로써, 사전에 문제점을 파악하는 기술이 도입되었다. 플라스틱 제품의 큰 문제점 중 하나가 치수안정성이다. 특히 박막사출성형품은 게이트의 위치, 냉각채널과 온도에 따라서 변형량이 크게 달라진다. 본 연구에서는 현재 Stackmold방식으로 4개의 Cavity에 4개의 Hot-Runner가 설치된 금형을 통해 생산중인 DVD Tray 박막사출제품의 생산 원가 절감을 위해서 Cavity하나에 한 개의 Hot-Runner를 설계하기 위해서 CAE 해석을 통해 게이트의 위치, 냉각채널과 온도에 따라 비교하여 해석해 최적의 제품 설계를 하였다. CAE 해석에는 상업화된 CAE 프로그램인 Moldflow를 사용하였고, 수지는 PC+ABS를 사용하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.30-39
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• 2016

이 연구에서는 고연성과 낮은 탄성계수를 갖는 PET 섬유로 보강한 철근콘크리트 보의 부착특성과 휨거동을 각각 부착실험 및 휨실험을 통하여 규명하고자 하였다. 부착실험은 CSA S806에 따라 수행하였고, 실험변수는 섬유 종류와 보강량(CF 및 GF 시트 각 1겹, PET 시트 10겹)이었다. 총 8개의 보 실험에서 주요 실험변수는 단면의 연성비(${\mu}=3.4$, 7.0), 보강섬유 종류(CF, GF, PET) 및 보강량이었다. 보 단면의 모멘트-곡율 해석을 병행하였다. 부착실험의 결과, CF, GF 시트 1겹 보강에서 유효 부착길이는 각각 120, 60 mm 이었고 최대부착응력은 각각 3.25, 2.99 MPa 이었다. PET 10겹 보강에서 유효 부착길이는 60 mm, 최대 및 평균 부착응력은 각각 2.30, 2.10 MPa 이었다. 또한 최대 강도 시 CF, GF, PET의 변형율은 각각 0.36%, 0.49%, 6.29% 였으며 CF, GF 부착실험체는 계면에서 시트가 최종적으로 탈락하였지만 PET 부착 실험체에서 박리현상은 나타나지 않았다. 휨실험의 결과, PET 10, 20, 30겹으로 보강한 RC 보의 휨강도, 휨강성이 모두 무보강 보에 비해 증가하였고, 연성적인 휨파괴 양상을 보였으나 PET 30겹의 경우 20겹에 비하여 연성이 감소하였다. 모멘트-곡율 해석의 결과, PET 보강 보에서 접착제의 물성을 해석에 포함시키면 해석의 정확도가 향상하였다. 한편 PET 의 내구성에 대해서는 보고된 문헌이 없어서 현재 연구 진행 중이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.53-62
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• 2006

최근 우리나라는 연약지반으로 구성된 서해안과 남해안의 해안매립지역에 도로, 신항 등 건설사업 진행시 수평하중이 말뚝두부에 작용할 경우, 지반은 부동의 상태에서 말뚝의 이동에 저항하여 작용하는 연약지반의 측방유동과 수동말뚝에 대한 문제점이 종종 논의되고 있다. 본 연구에서는 인천 ${\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}$ 부두 건설공사 과정에서 발생되는 측방유동에 따른 구조물 및 지반의 변형을 분석하기 위하여 현장계측을 실시하였고, 유한요소 해석 프로그램인 AFFIMEX Version 3.4를 이용하여 현장계측 결과와 비교분석하였다. 수치해석에 의한 변위 결과는 시공단계별로 초기응력상태, 말뚝항타, 모래치환, 사석층설치, 준설매립, 배수층설치, 상재하중재하, 상재하중재하 및 제하 후 방치 등으로 구분하여 구조물과 기초지반에 발생된 연직 및 측방 변위를 분석하였다. 현장계측과 수치해석 결과, 안벽호안의 침하량은 계측이 시작된 시점으로부터는 이미 많은 침하가 발생된 것으로 나타났으며, 계측일로부터는 준설매립에 의한 성토작업을 개시하는 시점에서 가장 많은 양의 침하가 발생되었고, 성토가 완료된 시점으로부터 침하량은 수렴하였다. 전체적으로 수치해석에 의한 결과치가 계측을 통한 결과치보다 크게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1025-1032
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• 2005

이 연구에서 격막이 설치된 각형 CFT 기둥의 장기거동에 관한 실험과 해석을 수행하였으며, 이를 통해 각형 CFT 기둥의 장기거동에 미치는 격막의 영향을 파악해 보고자 하였다. 격막의 크기에 따라 두 가지, 기둥 길이에 따라 세 가지 변수를 두어 총 6가지의 변수에 대한 실험과 각 실험체에 대한 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 강관과 콘크리트의 계면 거동을 고려한 유한요소 해석은 격막이 설치된 CFT 기둥의 실제 거동을 정확히 모사하였으며, 이를 통해 유한요소 모델링의 정확성이 검증되었다. 실험과 해석 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 격막에 의한 기둥 단부의 구속 효과는 기둥의 길이에 상관없이 CFT 기둥의 단부에서 기둥의 폭만큼 내려간 위치까지이며, 이외의 부분에서 격막 또는 강관에 의한 구속 효과는 나타나지 않았다. 또한 내부 콘크리트 면적의 1/2 이상을 가압할 수 있는 격막이 설치된 각형 CFT 기둥의 장기변형에 의한 축소량은 강관과 콘크리트의 전체 면적을 동시에 가압한 경우의 축소량과 동일하다.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.169-188
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• 2019

이 연구에서는 계족산성 원형성벽의 디지털 데이터베이스 구축을 위해 무인항공사진촬영 및 지상레이저스캐닝을 수행하였고, 모니터링의 연속성을 위해 지상기준점을 측량하였다. 또한 원형성벽의 구조적 안정성 검토를 위해 육안 정밀조사, 무인항공사진측량, 내시경 촬영, 토털스테이션 및 수동 계측을 진행하였다. 남쪽 원형성벽의 우측구간은 드론으로 항공사진측량하고 3차원 디지털모델의 편차분석을 통해 단기간 모니터링하였다. 이 결과, 두 성벽은 5mm 이내의 범위에서 거의 일치하였고 부분적 편차는 있으나 성돌의 변위와 변형을 지시할만한 차이는 없었다. 정밀 육안조사와 고해상도 영상자료를 이용하여 배부름, 약선대, 균열대 등 구조적 변형이 발생한 지점을 주기적으로 모니터링한 결과, 뚜렷한 변화는 관찰되지 않았다. 내시경을 통해 본 내부의 적심상태는 원형성벽의 채움석이 잘 남아 있었으나, 채움토는 대부분 유실되었다. 원형성벽에서 구조적 변형이 발생한 지점을 중심으로 토털스테이션 측정 결과, 북쪽 원형성벽의 최대 변위량은 6.6mm, 남쪽 원형성벽의 최대 변위량은 3.8mm로 다소 높았으나, 최종 변위량은 각각 2.9mm와 1.4mm 이하로 나타났다. 간이계측 역시 모든 지점에서 0.82mm 이하의 변위가 발생하여 뚜렷한 구조적 변형은 확인되지 않았다. 원형성벽의 변위 모니터링 결과가 양호하게 나타났다 하더라도 갑작스런 취성파괴가 발생하는 성벽의 특성상 구조적 안정성을 담보하기 어렵다. 따라서 이 연구에서 취득한 3차원 형상정보를 바탕으로 보존과학적 진단과 정밀 모니터링 및 구조해석이 요구된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.57-70
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• 2009

UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.47-56
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• 2015

본 논문에서는 HDI(High Density Interconnection) 기판의 코어로 사용될 수 있는 카본 CCL(Copper Claded Layer)의 열거동 및 신뢰성 특성을 실험과 CAE를 이용한 수치해석을 통해 평가하였다. 카본 CCL의 특성평가를 위해 기존 FR-4 코어와 heavy cu 코어와 비교하였다. 연구결과에 의하면 pitch계열 카본코어가 적용된 PCB의 휨강도가 가장 높고 온도에 따른 변형량이 가장 낮았다. 또한, HDI 신뢰성평가 기준의 TC(Thermal Cycling), LLTS(Liquid-to-Liquid Thermal Shock), Humidity 실험을 통해 카본코어가 적용된 PCB는 신뢰성이 확보되었음을 확인하였다. 카본 파이버에 의한 불균일한 비아홀의 표면형상 여부와 드릴비트 마모 가능성을 분석하였는데 비아홀의 표면은 균일하고, 드릴비트의 표면도 매끄러워 카본 CCL의 우수한 드릴가공성도 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.30-38
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• 2009

최근에 해안구조물의 시공에 있어 친수성 및 방재 기능을 동시에 갖는 구조물이 검토되는 사례가 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 비교적 급한 1:5 사면을 가진 해안구조물 위로 전파하는 파랑변형 및 파의 처오름을 예측하는 것이다. 사면 위의 파랑변형 및 처오름을 해석하기 위하여 비선형 천수방정식을 사용하였으며, 투수층 내의 유체운동에는 확장형 Forchheimer의 저항법칙에 근거한 비선형, 비정상 Darcy법칙을 적용하여 규칙파 및 불규칙파를 대상으로 수행되었고, 계산결과는 PBREAK 수치모델의 적용성 및 한계성을 검토하기 위하여 수리모형실험 결과와 비교검토 되었다. PBREAK 수치모델은 사면 위의 파형의 변화를 잘 예측하였으나 질량 및 운동량의 교환이 많이 발생하는 쇄파대 내에서 수리모형실험 결과와 약간의 차이를 보여주었다. 또한 수심평균된 수립자 유속은 파봉 부근을 제외하고 파곡 아래에서 계측한 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.51-58
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• 2014

본 연구에서는 원지반 점토와 시멘트 혼합토를 포함하는 복합지반을 조성하고 이에 대한 실내 일축압축강도 시험을 통해 원지반 점토 함수비 및 치환율, 시멘트 함유율 등에 따른 강도 및 변경 특성치를 분석하였으며, 혼합토에 대한 개별요소 수치모델링을 수행하였다. 시멘트 함유율 15 % 이상에서는 최종적인 복합지반의 강도에 있어 치환율을 증가시키는 것보다 시멘트 함유량 증가 등을 통한 혼합토의 강도를 증가시키는 것이 더욱 유리함을 알 수 있었으며, 회귀분석을 통해 원지반 점성토의 일축압축강도와 시멘트 혼합토의 시멘트 함유율, 복합지반 치환율을 이용하여 최종적인 복합지반의 일축압축강도 및 탄성계수 예측이 가능하였다. 치환율과 함께 최종적인 복합지반의 강도 및 변형 특성치 예측에 가장 중요한 요소인 시멘트 혼합토의 일축압축강도는 실내시험 및 본딩모델이 적용된 3차원 개별요소 수치모델링을 통해 그 검증과 예측이 가능하였다.