• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권7호
• /
• pp.1341-1350
• /
• 1992

본 연구에서는 시험 재료의 특성을 가장 잘 나타낼 수 있으며 시험 자료밖의 범위에서도 물리적 타당성을 갖는 변형 에너지 함수를 찾기 위한 방법의 일환으로 기 존의 여러 방법들을 이용하여 동일한 시험 자료에 적용함으로써, Rivlin 형태와 Ogden 형태에 대한 재 조사를 실시하였다. 그리고 비선형 대변형 재료의 실제 사용 예로서 앞에서 언급한 타이어용 고무를 들 수 있는데 이들에 대한 변형 에너지 함수를 결정하 기 위한 시험자료는 실제적 문제때문에 단순 인장과 같은 비교적 간단한 경우에 대하 여 한정되어 있으므로, 이러한 자료로부터 여러 종류의 하중 상태를 예측할 수 있는 변형 에너지 함수를 찾고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.205-217
• /
• 2006

암석과 불연속면은 암반을 구성하는 주요소이며 각각의 주요 물성들은 암반 구조물의 역학적 안정성에 직접적인 영향을 미친다. 암석 및 암반 불연속면의 물성은 시료의 크기에 따라 변화하는 양상을 보이므로 실험실 시험에서 얻은 물성을 현장 구조물 설계에 적용할 때는 세심한 주의가 필요하다. 이러한 이유로 실험실에서 얻은 암석 및 불연속면의 물성을 이용하여 현장규모의 암석 및 불연속면의 물성을 합리적으로 예측하는 방법을 확립할 필요가 있다. 본 연구에서는 암반의 크기 효과에 대한 기초 연구로서 불연속면을 제외한 무결암 부분의 크기에 따른 물성 변화를 알아보고자 한다. 무결암에 가까운 재료를 택하기 위해 암석 대신 최대한 균질성이 보장될 수 있는 인공재료를 선택하였고 이러한 인공 재료에 대한 크기 변화에 따른 강도 및 탄성계수의 변화양상에 대해 살펴보았다. Buckingham's theorem을 이용한 차원해석을 통해 이상적인 무결함 재료의 크기에 따른 강도 및 탄성계수의 변화 양상을 파악하였고 이를 실험을 통해 검증해보기 위해 총 6가지의 재료를 대상으로 일축압축강도 실험을 실시하였다. 또한 3차원 입자결합모델을 이용한 상용프로그램인 PFC3D (Particle Flow Code 3- Dimension)를 사용하여 무결함 시료에 대해서 크기에 따른 강도 및 탄성계수 등의 물성 변화 양상을 수치해석을 통해 확인하고 그 영향요소를 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.591-596
• /
• 2004

제강슬래그 골재의 소파블록 적용성을 평가하기 위하여, 구조적 재료로서의 콘크리트 물성을 연구하였다. 또한, 제강슬래그 골재를 사용한 해양 콘크리트의 생물학적 연구를 수행하였다. 수행된 콘크리트의 물성 실험은 슬럼프, 공기량, 압축강도, 쪼갬인장강도, 탄성계수, 탄산화 저항성, 수화열, 동결융해, 황산염 침지, 건조수축 실험 등이다. 또한, 해양 저서생물과 해조류의 번식 및 증식에 대한 조사를 위해 생물학적 실험이 수행되었다. 본 연구결과에 따르면, 제강슬래그 골재의 함유는 압축강도, 쪼갬인장강도, 그리고 탄성계수에 대하여 나쁜 영향을 미치지 않으며, 콘크리트의 내구성 측면에서도 제강슬래그 골재의 함유에 의한 악영향을 받지 않았다. 생물학적 연구에 따르면, 제강슬래그 골재는 해양 저서생물과 해조류의 증식과 번식에 이상적인 재료로서 평가되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권9호
• /
• pp.943-951
• /
• 2014

마이크로/나노 압입시험에 사용되는 각뿔 혹은 원뿔형 압입자의 선단 형상은 제작한계 및 사용 중 마모 등으로 인해 필수적으로 곡면 형태를 띄게 된다. 많은 압입시험 관련 연구에서 각뿔형 압입자의 선단 형상은 편의상 구형으로 가정한 후, 얕은 압입에 대한 구형압입 이론식을 적용하고 있다. 이러한 가정에는 근본적으로 두 가지 문제점이 있는데, 첫 번째로 이론해의 정확성은 재료 물성치 및 압입자 형상에 따라 변화한다는 점이며, 두 번째로 각뿔형 압입자의 실제 선단 형상은 이상적인 구형이 아니라는 점이다. 본 연구에서는 유한요소해석에 기반하여 압입시험에 미치는 이 두 요소의 영향을 분석한다. 먼저 탄성 구형 압입시험에 대해 푸아송비와 하중-변위 곡선의 상관관계를 살펴보고, 이를 기반으로 수정된 구형 탄성 압입 관계식을 제시한다. 이어 가정된 Berkovich 선단 형상의 3차원 유한요소해석으로부터 압입깊이에 따른 하중-변위 곡선의 특성을 분석한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.239-250
• /
• 1993

동적 반복 재하식 $M_R$ 시험법은 차량 하중의 반복재하 조건을 실질적으로 반영할 수 있는 이상적인 시험법이기는 하나, 근본적으로 비싼 시험장치가 필요하고, 시험기의 조작에 고도의 전문성이 요구되어 일상적인 시험법으로 채택하기에는 많은 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점은 $M_R$ 적용 포장 설계법의 현실적인 적용을 가로막는 주요한 장애요인이 되고 있어 최근에는 보다 간편한 시험장치와 단순한 시험절차를 통하여 동적 반복재하식 시험법에 의한 $M_R$ 값을 효과적으로 얻을 수 있는 대체 $M_R$ 시험법의 개발에 대한 연구의 필요성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 노상토의 회복탄성계수를 결정하는데 있어 기존의 동적 반복 재하식의 $M_R$ 시험법을 대신할 수 있는 대체 $M_R$ 시험법의 하나로서, 표준삼축 압축기를 활용할 수 있고 시험법이 간편한 정적 반복 재하식 $M_R$ 시험법을 개발하였다. 그리고 국내에서 노상토 재료로 널리 쓰이는 대표적인 흙에 대한 일련의 실험을 통하여 개발된 정적 반복 재하식 $M_R$ 시험법의 타당성 및 적용한계를 분석하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.181-181
• /
• 2011

도로는 국내 물류를 담당하는 중요한 기반시설로 국내 경제성장의 중추적인 역할을 담당하고 있다. 특히, 1970년대 개통된 경부고속도로는 우리나라의 대동맥으로 산업 성장의 파급효과를 가져오는 기반이 되었고, 공학적인 차원에서도 도로 포장재료를 경험 및 과학적으로 분석하여 적용하는 계기로 도로공학발전의 초석이 되었다. 과거에 적용된 도로 포장재료는 기술자의 경험에 의존하여 배합설계가 진행되었으며, 중차량의 비중이 많은 지역은 강성포장을 적용하고, 상대적으로 중차량이 적은 구간은 연성포장을 적용하는 설계를 따랐다. 하지만, 강성포장을 대표하는 시멘트 콘크리트 포장은 시공상의 복잡함과 시멘트 콘크리트 특성상 강도발현을 위해서 일정기간 이상의 양생일수가 필요하므로, 도로건설의 인프라 구축이 시급한 지역에서는 사용의 제약이 따른다. 연성포장을 대표적하는 재료로는 아스팔트 콘크리트 포장을 들 수 있다. 강성포장보다는 상대적으로 시공상의 편리함과 일정기간의 양생이 필요하지 않아 도로 포장재료로서 그 적용성이 우수하다. 과거에는 아스팔트 콘크리트 포장의 종류가 단순화되어 표층, 기층에 대표되는 몇몇 혼합물이 도로 포장재료로 사용되었다. 도로공학의 학문적 발달과 함께 도로포장의 전반적인 기술이 향상되고 있다. 과거의 도로 기능은 국가 경제발전을 위한 산업용 원자재의 운반이 주요 기능을 담당하고 있는 반면, 국민의 경제적 수준이 증대되고 자가용의 보급이 보편화되면서 도로 이용의 주체가 국민 개개인으로 변화되고 있고, 그 요구조건도 다양화되고 있다. 이에 발맞추어 도로공학의 기술적 향상으로 다양한 기능을 발휘할 수 있는 도로포장재료가 개발되고 있으며, 대표적인 제품으로는 배수성 포장, 반강성 포장, 보수성 포장, 탄성 포장, 저소음 포장 등이 있다. 본 연구에서는 기능성 포장의 하나인 저소음 포장의 특성 중 생산성능을 평가하였다. 생산성능이란 저소음포장을 현장 플랜트에서 생산하였을 경우의 특성을 분석하는 과정으로, 실내 실험으로 최적화된 재료의 배합은 이상적인 조건을 적용하여 결정된 것으로 입고된 현장 골재 및 생산 플랜트 조건에 따른 그 배합 및 물성이 변동을 가져올 수 있다. 특히, 저소음 포장은 기존의 아스팔트 포장과 달리 적용되는 골재, 아스팔트의 재료가 고성능을 발휘하기 위하여 특수한 재료를 적용해야 한다. 배합설계에서도 개립도 아스팔트 혼합물에 적용되는 내구성분석 절차를 따라야 하므로, 실내 배합설계 혼합물과 현장 생산 혼합물간의 물리적 특성에 차이를 나타낼 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 실내 및 현장 혼합물의 전반적인 물리적 특성의 차이를 분석하여 저소음 포장의 현장 생산성능을 확인하였다. 분석요소로는 혼합물의 기초물성면에서는 밀도, 공극률을 분석하였으며, 실내 내구성면에서는 마샬안정도, 잔류안정도를 분석하여 실내 및 현장 혼합물의 물성차이를 분석하였다. 기초물성을 평가할 수 있는 밀도와 공극률에서는 생산 현장 혼합물이 실내 혼합물 보다 높은 밀도와 낮은 공극률을 나타내고 있으며, 이에 상관하여 강도특성을 분석할 수 있는 마샬안정도도 생산 현장 혼합물이 다소 높은 강도를 발휘하였다. 또한, 수분에 대한 안정성을 평가하는 인자인 잔류 안정도에서는 실내 및 현장 혼합물 모두 우수한 성능을 발휘하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.3794-3801
• /
• 2010

이 연구는 임상적으로 많이 쓰이는 3종의 조직양화제(Coe-comfort, GC Soft-Liner, Visco-Gel)의 시간에 따른 체적 안정성을 비교하였다. 시편은 10mm의 반경으로 두께를 1.5mm, 3.0mm로 각각 제작하여 두께에 따른 차이를 비교하였다. 체적의 변화는 시편 제작 후 1시간 (baseline), 12시간, 24시간, 36시간, 3일, 7일에 측정하였다. SAS 6.04 통계 package program을 이용하여 ANOVA분석하였다. 실험한 조직양화제에서는 점탄성을 상실하여 조직양화제를 교체하거나 기공 과정을 하기에 적합한 시간은 변형이 적은 혼합 후 36시간~3일이었다. Tissue conditioner의 종류에 따라 시간의 경과에 따른 탄성 변화량에는 유의할 만한 차이가 있었다(p<0.05). 조직양화제 1.5mm, 3.0mm 두께에 의해 체적안정성에 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 자체의 이상적인 탄성 변형과 복원력만을 비교 하였을 때를 보면, Visco-Gel 3.0mm군에서 가장 안정적인 체적안정성을 보였다. 또한, 조직 양화제는 재료 간의 체적 안정성에 다양한 범위가 있어 기능인상에 적합한 것을 선택을 하는 것이 중요하다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• Composites Research
• /
• 제15권4호
• /
• pp.23-31
• /
• 2002

시편 게이지 면적($길이{\;}{\times}{\;}폭$)의 이차원 크기효과가 T300/924 $[45/-45/0/90]_3s$ 탄소섬유/에폭시 적층판의 압축거동에 대해 조사하였다. 개조된 압축시험치구(ICSTM)와 좌굴방지장치가 $30mm{\;}{\times}{\;}30mm,{\;}50mm{\;}{\times}{\;}50mm,{\;}70mm{\;}{\times}{\;}70mm,{\;}90mm{\;}{\times}{\;}90mm$의 게이지 길이와 폭을 가진 시편들의 압축시험에 사용하였다. 모든 경우의 파괴들은 시편 게이지 길이 내에서 주로 갑자기 발생하였다. 파괴 후 분석결과는 $0^{\circ}$층의 섬유의 미소좌굴에 의해 파괴를 시작하여 최종파괴를 일으키는 임계파괴기구일 것으로 생각되었다. 이것은 매트릭스 지배적인 파괴를 의미하며, 초기섬유굴곡에 따라 파괴가 지배적으로 시작된다는 것을 말한다 이것은 또한 제작공정과 품질이 압축강도를 결정하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 좌굴방지장치를 장착하고 시험할 때 장치의 볼트 조임 토크에 따라 시편과의 접촉마찰 등에 의해 실제 압축강도 보다 크게 나타나는 결과를 보였다. 좌굴방지장치의 영향을 유한요소법을 이용하여 해석한 결과 실제 압축강도 보다 7% 정도 크게 나타남을 확인하였다. 부가적으로 홀을 갖는 시편들의 압축시험도 수행되었다. 홀에 의한 국부응력집중이 적층판 강도에 지배적 요인이었다. 파괴강도는 홀 크기와 시편 폭이 증가할수록 감소하였으나 탄성응력집중계수로 예측된 값보다는 일반적으로 크게 나타났다. 이것은 사용된 복합재가 이상적인 취성재질이 아니라는 것을 의미하며 홀 주위에서 다소간의 응력이완이 발생한다고 볼 수 있다. X선 검사 사진분석에서 섬유좌굴과 층간분리형태의 손상이 파괴하중의 약 80%에서 홀 가장자리로부터 시작되었고 임계파괴크랙길이인 2-3mm의 불안정한 상태에 도달하기 전까지는 하중 증가와 더불어 안정되게 파괴가 진전되었다(시편의 기하학적 크기에 의존함). 이 손상과 파괴는 선형 cohesive zone 모델로 해석되었다. 노치없는 시편의 압축강도와 평면 파괴인성의 측정된 적층판 변수들을 사용하여 홀의 크기와 시편 폭의 함수로서 홀을 갖는 적층판의 압축강도를 성공적으로 예측하였다.