• 재활복지공학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.45-50
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• 2012

흉 요추 보조기는 후만증 관련 증상의 진행을 예방하고 통증을 완화시키기 위한 목적으로 노인성 후만증 환자의 재활을 위하여 이용되고 있다. 최근 다양한 형태의 흉 요추 보조기가 개발되고 있으나 생체역학적 효과에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 세 가지 형태 (Type 1, one-connecting frame type; Type 2, two-connecting frame type; Type 3, all-in-one type)의 흉 요추 보조기와 몸통 (trunk)의 유한요소 모델을 구현하여 보조기 착용 후 운동성 변화에 따른 몸통에서의 압력 분포 및 보조기의 응력을 비교 분석하였다. 신전 운동 시 몸통에서 확인되는 압력의 분산은 일체형의 형태를 가지는 Type 3에 의해서 가장 고르게 이루어졌으며 connecting frame 형태의 Type 1과 Type 2의 압력 분포 패턴은 크게 차이가 나지 않았다. 보조기 착용에 따른 몸통의 운동성은 Type 2 ($11.3{\sim}13.9^{\circ}$), Type 1 ($12.1{\sim}15.4^{\circ}$)와 비교하여 Type 3 ($8.5{\sim}9.4^{\circ}$)에 의하여 가장 크게 제한되었다. 모든 Type의 보조기는 20% 미만의 파단 가능성을 보였다. 따라서, 보조기 착용에 따른 등압 분포 및 운동성의 결과로 미루어 볼 때, 일체형의 흉 요추 보조기가 후만증 환자 재활에 있어 높은 효과를 제공할 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제30권1호
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• pp.17-30
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• 2020

광학영상화검층은 광원과 CMOS 영상 센서를 이용하여 시추공벽을 이미지로 구현하는 물리검층 기술로 지하의 불연속면에 대한 여러 가지 원위치 정보를 고분해능으로 제공한다. 최근 시추공영상화검층은 지반침하 모니터링, 암반 무결성 평가, 응력으로 인한 단열 변화 탐지, 극지에서의 빙하 연대측정 등 그 활용범위가 매우 다양해졌다. 현재 국내외로 많이 이용되고 있는 시추공영상화검층 시스템은 장비 사양에 따라 한계점을 가지고 있어 적용 범위에 대한 검증과 여러 가지 시추공 환경에 대한 적절한 품질관리가 필요하다. 그러나 광학영상화검층의 자료로 도출되는 이미지는 원위치 정보로 정확도, 구현도, 신뢰성에 대한 검증에 직접적인 비교 확인이 어렵다. 본 논문에서는 신뢰성 있는 고품질 자료 취득 방법과 자료 처리 방법을 확인하기 위해 시추공 환경과 유사한 모듈화 된 균열모형시추공을 설계·제작하여 현재까지 보고되지 않은 실험에 대한 결과를 얻고자 하였다. 검출기 자기계 방향 확인의 정확성을 검증하고, 노출시간에 따른 색상의 구현도 및 균열의 분해능 관계, 정확한 간극 측정을 위한 자료 처리 방법 등을 제시하였다. 다양한 시추공 환경을 모사한 균열모형시추공 실험을 통해 고분해능의 신뢰성 높은 광학영상화검층의 자료 취득 및 해석이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.79-79
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• 2010

저온용 무연 솔더의 대표 조성으로 고려되고 있는 Sn-58Bi(융점: $138^{\circ}C$) 공정(eutectic) 조성은 우수한 강도에도 불구하고 연성(ductility) 측면에서의 문제점이 지속적으로 보고되고 있다. 따라서 이 합금계의 연성을 최대로 개선시킬 수 있으면서도 실제 상용화가 가능한 합금 조성의 개발 연구가 요청된다. 본 연구에서는 Sn-Bi 2원계 조성에서 최대의 연성을 나타내는 것으로 보고된 Sn-40Bi 조성에 미량의 합금원소를 첨가함으로써 최대의 연성을 확보하는 한편, 그 연성 특성이 변형속도에 어느 정도 민감한지를 인장 실험을 통해 결정하고자 하였다. 합금원소로는 0.1~0.5 wt%의 Ag, Mn, In, Cu를 선택하였으며, 인장 시편을 제조하여 $10^{-2}$, $10^{-3}$, $10^{-4}\;s^{-1}$의 3종류로 변형속도를 변형시켜가며 응력-변형 곡선(stress-strain curve)을 측정하였고, 조성별, 변형속도별로 최대인장강도(ultimate tensile stress, UTS) 및 연신율 결과들을 정리하였다. 합금원소를 첨가한 조성의 경우는 모든 시험 조건에서 Sn-40Bi보다 우수한 연신률을 나타내는 것으로 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$의 빠른 변형속도에서는 그 향상 정도가 상대적으로 감소하는 경향이 관찰되었다. 특히 Sn-40Bi-0.5Ag 조성의 경우 느린 변형속도에서 특히 눈에 띄는 연신률 값을 나타내며, 모든 변형속도 조건에서 가장 우수한 연성을 나타내었다. 한편 Sn-40Bi-0.1Cu 조성의 경우 변형속도에 따른 연신률의 변화 정도, 즉, 변형속도에 따른 연신률의 민감도가 매우 커 $10^{-4}\;s^{-1}$ 속도에서는 Sn-40Bi-0.5Ag에 버금가는 연신률 값이 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$ 속도에서는 가장 나쁜 연신률 특성을 보여주었다. Sn-40Bi-0.2Mn 조성은 최고의 연신률 향상 특성을 나타내지는 않았으나, In을 첨가한 경우보다는 대체적으로 우수한 연성을 나타내었다. 이상의 각 합금별 연성 특성은 인장시험 전의 미세조직 관찰 결과와 인장시험 후 파면부의 조직변화 관찰 결과로부터 해석되었다. 그 결과 석출상의 형성 여부, 인장 시험 중 재결정 조직의 형성 여부, 라멜라(lamellar) 조직의 분율과 라멜라 간격(lamellar spacing)의 정도 또는 $\beta$-Sn과 라멜라 조직 사이의 결정립계와 라멜라 조직 내 결정립계에서의 슬라이딩 모드(sliding mode) 변형 정도, 석출상의 크기와 분포 정도 등이 연신률 및 변형속도 민감도와 같은 연성 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.

• 대한공업교육학회지
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• 제36권1호
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• pp.115-130
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• 2011

수중을 운동하는 원통형 구조물의 끝단에서 앞쪽으로 전달되는 구조 소음은 배열 센서의 감도에 많은 영향을 미치게 된다. 이러한 전달 소음을 효과적으로 차단하고자 두 개의 소음차단 링을 직경이 500mm이고 길이가 840mm인 구조물의 원통 끝면에서 120mm, 240mm 지점에 각각 설치하고 소음 주파수별 저감 특성을 분석하였다. 두 개의 소음차단 링을 설치한 결과 센서가 받는 최대 응력이 약 10.1 % 감소함을 알 수 있었다. 외부 소음 주파수를 100Hz에서 6kHz까지 입력하고 두 개의 소음차단 링의 존재 유무에 따른 소음저감 예측곡선을 6차 다항식을 이용하여 예측하였는데 주파수 4kHz~6kHz 대역에서는 소음차단 링의 설치로 인하여 약 20dB 내외의 소음 저감 효과가 있음을 알 수 있었다. 외부 음원 주파수가 각각 200Hz, 500Hz, 900Hz 일 때 원통형 구조물의 표면에 발생하는 음압 레벨을 수치 해석한 결과 두 개의 소음 차단 링이 설치된 후에는 최고음압을 나타내는 부위가 점차 원통 우측 끝면으로 옮겨감을 알 수 있었다. 곡면 배열센서의 설치 특성은 원통 주위를 따라 배열되는 것을 생각한다면 이러한 형태의 소음차단 링은 매우 효과적으로 소음 감소를 이룰 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.127-140
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• 2015

단층은 굴착공사 중 발생하는 붕괴의 주요원인 중 하나이다. 하지만 단층대 내에서 주요 파괴면으로 작용하는 단층 핵은 파쇄암과 가우지가 불균질하게 분포하는 부분으로서 전단강도의 분포범위가 넓기 때문에 안정성 해석 시 경험적으로 결정되는 경우가 많다. 본 연구에서는 경주와 울산의 12개 지점에서 채취한 62개의 단층 핵 시료를 대상으로 직접전단시험과 입도 분석을 수행하였다. 실내시험으로 얻어진 결과를 이용하여 회귀 분석을 수행하여 수직응력별 입도에 따른 전단강도의 범위를 결정하였다. 자갈의 무게비는 전단강도와 비례하며, 실트 및 점토의 무게비는 반비례하는 것으로 나타났다. 결정계수는 대부분 약 0.7 이상으로 시료의 불균질성을 고려할 때 비교적 높게 나타났으며, 분석된 회귀모형의 95% 신뢰 구간을 설정하여 무게비에 따른 전단강도의 상한과 하한 범위를 결정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권1호
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• pp.97-104
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• 2004

복잡한 수심을 가진 연안해역에서 조석, 바람과 파랑에 의해 발생된 흐름의 영향까지를 고려한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 근해역에서 수심변화에 의한 굴절 및 천수효과, 흐름에 의해 유발되는 굴절효과, 파형경사에 따를 쇄파, 회절, 바람에 의한 파의 성장, 파랑 상호간의 간섭, 파랑과 흐름의 상호 간섭 및 에너지 재분포 등을 다룰 수 있다는 점에서 정상상태 스펙트럼 모델의 현장 전용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 부분을 해소하게 될 것이다. 본 연구에서는 부산 신항만 건설이 이루어지고 있는 가덕인접의 넓은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 스펙트럼 모델을 적용하고 기존의 모델 결과와 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 가까운 장래에 항만설계 및 방재시스템 분야에서 보다 안전하고 널리 스펙트럼 모델을 적용하게 하는 계기가 되도록 의도하였다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.144-149
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• 2014

일반사출성형은 공정 중 보압단계에서 캐비티에 높은 압력이 작용하여 성형품에 큰 잔류응력이 남게 된다. 또한 캐비티 내 위치 별로 압력분포가 달라 균일한 물성의 제품을 얻는데 한계가 있다. 다수 개 빼기 일반사출성형에서는 캐비티간 충전 불균형이 일어나 캐비티간 품질의 편차를 일으킨다. 이와 같은 한계를 극복하기 위해 사출압축성형 공정을 사용하는 경우가 많다. 본 연구에서는 다수 개 캐비티를 갖는 금형을 이용하여 일반사출성형과 사출압축성형을 비교 분석하였다. 실험과 해석을 통하여 연구를 수행하였으며 투명한 수지인 PC와 PS를 이용하여 시편에 나타나는 복굴절을 관찰하여 일반사출성형과 사출압축성형에서 나타나는 성형특성을 비교하였다. 연구결과, 사출 압축성형으로 제작된 시편에서 캐비티 내의 압력이 균일하여 복굴절과 성형수축률이 낮고 균일하게 나타났다. 그리고 일반사출성형에서 나타나는 캐비티간 충전 불균형에 의한 캐비티간 물성의 편차가 사출압축성형에서는 크게 줄어들었다. 본 연구를 통하여 사출압축성형은 다수 개 빼기 사출성형에서 캐비티 내 균일한 물성확보뿐만 아니라 캐비티간 품질 불균형을 해소하는데 유용함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.558-567
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• 2020

본 연구는 항공기 운용 중 발생하는 구조 결함의 원인을 분석하기 위해 연료흐름분배기 장착 구조물의 결함특성을 확인하고자 한다. 일반적으로 항공기 운용 중 발생하는 체계 진동과 구성품 단일 진동에 의해 구조 결함이 야기된다. 결함을 정의하고 설계 및 운용 분석으로 이어지는 과정을 통해 원인 규명 방법을 제시하고자 한다. 연료흐름분배기는 급격한 유량의 증가로 인한 압력의 변화로 발생되는 진동에 의해 지지구조의 결함이 발생되었다. 지지구조에 발생하는 하중 특성 및 파단면 분석을 통해 초기 균열이 반복하중으로 인해 피로균열이 발생하였다. 연료흐름분배기 지지구조 결함은 항공기 운용분석 결과 기종별 기동 및 비행시간은 균열과 직접적인 상관관계가 적고, 후기연소(A/B) 사용과 관련이 있다. 결함에 대한 개선을 위해 연료흐름분배기 하부 장착 Bracket의 균열 부위에 정적 및 수명해석을 통해 구조 보강형상을 확정하였다. 보강에 대한 분석 결과 구조 강도 최소 마진이 +0.15로 구조 건전성을 확인하였고, 구조 수명 분석결과 해당 부위에 응력이 15Ksi 이하로 작용하였으며 피로 수명이 7,700 Cycle 이상임을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.245-248
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• 1997

Operative interventions for the management of osteonecrosis of the femoral head (ONFH) include core drilling, with or without vascularized fibular bone grafting. Nevertheless, their clinical results have not been consistently satisfactory. Recently, a new surgical procedure that incorporates cementation with polymethylmethacrylate (PMMA) after core drilling has been tried clinically. In this study, a biomechanical analysis using a finite element method(FEM) was undertaken to evaluate surgical methods and their underlying surgical parameter. Our finite element models included five types. They were (1) normal model (Type I), (2) necrotic model (Type II), (3) core decompressed model (Type III). (4) fibular bone grafted model (Type IV), and (5) cemented with PMMA model (Type V). The geometric dimensions of the femur were based on digitized CT-scan data of a normal person. Various physiological loading conditions and surgical penetration depths by the core were used as mechanical variables to study their biomechanical contributions in stress transfer within the femoral head region. In addition. the peak von Mises stress(PVMS) within the necrotic cancellous bone of the femoral head was obtained. The fibular bone grafted method and cementation method provided optimal stress transfer behaviors. Here. substantial increase in the low stress level was observed when the penetration depth was extended to 0mm and 5mm from the subchondral region. Moreover, significant decrease in PVMS due to surgery was observed in the fibular bone grafted method and the cementation method when the penetration depths were extended up to 0 and 5mm from the subchondral region. The drop in PVMS was greater during toe-off than during heel-strike (57% vs. 28% in Type IV and 49% vs. 22% in Type V). Both the vascularized fibular bone grafting method (Type IV) and the new PMMA technique (Type V) appear to be very effective in providing good stress transfer and reducing the peak Von-Mises stress within the necrotic region. Overall results show that fibular bone grafting and cementation methods are quite similar. In light of above results, the new cementation method appears to be a promising surgical alternative or the treatment of ONFH. The use of PMMA for the core can be less prone to surgical complication as opposed to preparation of fibular bone graft and can achieve more immediate fixation between the core and the surrounding region.