• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.47-54
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• 2006

본 논문에서는 자중이 작용하는 적층판의 변위를 최소화하는 지지봉의 개수와 위치의 최적화를 다루고 있다. 자중이 작용하는 적층판의 해석 수행 시 적층판과 지지봉, 적층판들 사이에 접촉이 발생한다. 이러한 접촉문제는 상용 해석 소프트웨어의 접촉 요소를 사용하면 쉽게 접근 할 수 있으나 상용 해석 소프트웨어는 여러 가지 접촉 상황을 모두 고려해야 하므로 효율이 떨어지며, 특정 접촉문제에서는 아주 긴 해석 시간을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 상용 해석 소프트웨어의 접촉해석 기능 대신 선형해석 기능만을 사용하되 접촉면에 존재하는 요소들의 관계를 접촉 조건을 이용한 관계식으로 정의하여 해석을 수행하였다. 그 결과 상용 해석소프트웨어에서 제공하는 접촉해석과 동일한 결과를 도출하는데 약 30배에 해당하는 시간을 절감하였다. 그리고 이러한 해석 프로그램을 이용하여 지지봉의 개수와 위치에 관한 최적화를 수행하였으며, 그 결과 지지봉의 개수를 40% 절감하였고 그에 따른 지지봉의 최적 위치를 찾을 수 있었다.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.433-437
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• 2008

붕적층에 시공되는 터널의 시 종점부 갱문은 흙막이가시설이 필요하다. 대규모의 붕적층은 굴착지반의 안정성에 문제를 야기 시킬 수 있다. 붕적층에서 굴착은 사질토에서 굴착과는 다른 거동특성을 보이며, 사질토지반에 비해 불안정한 요소를 가지고 있어 이에 대한 대처방안이 필요하다. 그러나 붕적토에 시공되는 흙막이구조물의 거동특성에 대한 연구는 미진한 상태이다. 그러므로 본 연구에서는 붕적층에 터널갱구부가 위치한 굴착현장으로부터 계측자료를 수집하여 흙막이 구조물의 안정성을 판단할 수 있는 정량적인 기준을 마련하고자 한다. 그리고 계측자료를 활용하여 이론토압과 경험토압을 비교 분석한 후 흙막이벽체에 작용하는 측방토압분포를 제한하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.255-255
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• 2010

전하 트랩형 비휘발성 메모리는 10년 이상의 데이터 보존 능력과 빠른 쓰기/지우기 속도가 요구 된다. 그러나 두 가지 특성은 터널 산화막의 두께에 따라 서로 trade off 관계를 갖는다. 즉, 두 가지 특성을 모두 만족 시키면서 scaling down 하기는 매우 힘들다. 이것의 해결책으로 적층된 유전막을 터널 산화막으로 사용하여 쓰기/지우기 속도와 데이터 보존 특성을 만족하는 Tunnel Barrier engineered Memory (TBM)이 있다. TBM은 가운데 장벽은 높고 기판과 전극쪽의 장벽이 낮은 crested barrier type이 있으며, 이와 반대로 가운데 장벽은 낮고 기판과 전극쪽의 장벽이 높은 VARIOT barrier type이 있다. 일반적으로 유전율과 밴드갭(band gap)의 관계는 유전율이 클수록 밴드갭이 작은 특성을 갖는다. 이러한 관계로 인해 일반적으로 crested type의 터널 산화막층은 high-k/low-k/high-k의 물질로 적층되며, VARIOT type은 low-k/high-k/low-k의 물질로 적층된다. 이 형태는 밴드갭이 다른 물질을 적층했을 때 전계에 따라 터널 장벽의 변화가 민감하여 전자의 장벽 투과율이 매우 빠르게 변화하는 특징을 갖는다. 결국 전계에 민감도 향상으로 쓰기/지우기 속도가 향상되며 적층된 유전막의 물리적 두께의 증가로 인해 데이터 보존 특성 또한 향상되는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기존의 TBM과 다른 형태의 staggered tunnel barrier를 제안한다. staggered tunnel barrier는 heterostructure의 에너지 밴드 구조 중 하나로 밴드 line up은 두 밴드들이 같은 방향으로 shift된 형태이다. 즉, 가전자대 에너지 장벽의 minimum이 한 쪽에 생기면 전도대 에너지 장벽의 maximum은 반대쪽에 생기는 형태를 갖는다. 이러한 밴드구조를 갖는 물질을 터널 산화막층으로 하게 되면 쓰기/지우기 속도를 증가시킬 수 있으며, 데이터 보존 능력 모두 만족할 수 있어 TBM의 터널 산화막으로의 사용이 기대된다. 본 연구에서 제작한 staggered TBM소자의 터널 산화막으로는 $Si_3N_4$/HfAlO (Hf:Al=1:3)을 사용하여 I-V(current-voltage), Retention, Endurance를 측정하여 메모리 소자로서의 특성을 분석하였으며, 터널 산화막의 제 1층인 $Si_3N_4$의 두께를 1.5 nm, 3 nm일 때의 특성을 비교 분석하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.14-19
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• 2010

건설관련 설계기술자들에게는 첨단 복합신소재 구조에 대한 이론이 너무 어려워서 간단하면서도 쉽게 적용할 수 있는 정확한 방법을 필요로 하고 있다. 몇 가지 섬유 배향각을 가진 적층판은 층수가 증가하면 $D_{16}$, $B_{16}$, $D_{26}$ 및 $B_{26}$ 강성이 감소하게 되어 특별직교이방성 판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방향모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에서는 복합적층판의 고유진동수에 대한 형상비의 영향을 연구하였으며 이 방법을 사용하면 충분히 정확한 값을 쉽게 산출할 수 있다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.7-13
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• 2002

압전필름센서는 복합재 구조물의 저속충격응답을 관측하기에 우수한 특성을 지니고 있다. 본 연구에서는 Gr/Ep 복합재 적층판이 손상이 발생할 수 있을 정도의 충격에너지를 받았을 때 압전필름센서 신호를 이용하여 충격거동을 모니터링할 수 있는 가능성에 대하여 고찰하였다. 손상이 발생하지 않는 저에너지 충격조건부터 국부적인 손상을 유발할 수 있는 충격조건까지 압전필름센서가 부착된 Gr/Ep 복합재 적층판에 대하여 16가지의 저속충격시험을 수행하였다. 세 가지 조거의 충격시험에서 기지균열 및 층간분리 등의 국부적인 손상이 발생하였으나, 충격력과, 변위, 변형률, 압전센서 신호와의 관계를 이용한 선형해석 모델을 사용하여 충격하중에 의한 복합재 적층판의 응답을 예측하는 정방향 문제와 압전센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석 결과는 비교적 잘 일치하는 경향을 보였다. 복원된 충격력으로부터 국부적인 손상이 발생할 정도의 충격까지는 압전필름센서 신호를 이용하여 충격력을 정확히 복원할 수 있음을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권3호
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• pp.302-308
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• 1993

Calcium-palmitate의 단분자막을 압전수정결정 위에 Langmuir-Blodgett(LB) 기법으로 적층시켜 수정판의 진동수 변화로부터 LB막의 적층수를 평가할 수 있었다. 바탕용액에 Ca$^{2+}C$ 이온을 포함하는 palmitic acid(PA) 단분자막으로부터 이전 및 적층된 LB막 물질을 적외선 분광분석을 한 결과 1704 cm$^{-1}C$에서 갈라진 흡수띠가 나타나는 것으로 보아 calcium palmitate가 형성되었음을 알 수 있었다. 1580cm$^{-1}C$과 1540cm$^{-1}C$의 두 흡수띠는 각각 calcium carboxylate기의 비대칭 신축진동과 carboxylate가 수화되어 대칭강하된 것으로 확인되었다$^1$. 이사실은 X-선 회절분석에 의해서도 확인되었다. 23$^{\circ}C$ 물 속에서 LB막의 팽윤거동을 LB막이 적층된 수정진동판의 진동수 변화로부터 관측되었다. Calcium palitate LB막은 충분히 팽윤이 되었으나 hexadecanol LB막은 거의 팽윤이 되지 않았다. Calcium palmitate LB막 팽창량은 무게비로 건조 LB막의 47${\%}$였으며 calcium palmitate 단위 분자당 7개의 물분자가 결합되었다. Calcium palmitate 건조 LB막의 화학적 구조는 [CH$_3$(CH$_2$)$_{14}$COO]$_2$Ca${\cdot}$XH$_2$O이고 수화수는 1 H$_2$O였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.99-104
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• 2019

본 연구의 목적은 시멘트계 복합재료의 적층을 위해 증점제를 적용하여 개발한 출력배합의 수축 특성을 평가하고, 프린팅 기법을 이용해 제작한 적층시험체와의 수축 특성을 비교하는 데 있다. 증점제 적용 시 수축이 기준배합과 비교하여 평균 25% 저감(56일 기준)되는 것을 확인하였다. 수축이 저감되는 긍정적인 효과에 반해 압축강도는 약 15% 감소(28일 기준)되는 부정적인 효과도 확인되었다. 출력배합을 이용해 제작한 적층시험체와 몰드시험체를 이용하여 수축을 평가한 결과, 적층시험체의 수축변형률이 약 25% 감소(28일 기준)되는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 3D 프린팅을 이용한 시멘트계 복합재료의 출력 시 수축의 진전속도와 수축으로 인한 균열의 발생시점을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.559-570
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• 2014

본 논문에서는 적층탄성받침과 납 고무받침을 대상으로 재료 및 기하비선형을 고려한 3차원 유한요소로 모델링하고 다양한 파라미터에 대한 압축 및 전단특성을 비교 분석하여 적층고무받침의 해석적 데이터베이스를 구축하였다. 유한요소해석에서 적층고무받침을 모델링하기 위해서 고무시편시험을 통해 고무의 응력-변형률 관계를 얻어내고 커브피팅을 이용하여 고무재료상수를 구하였다. 고무재료상수를 검증하기 위하여 실제 적층탄성받침 제품 시험과 유한요소해석을 비교함으로서 고무재료상수의 유효성을 확인하였다. 적층탄성받침과 납고무받침의 압축거동은 1차 형상계수에 따라서 가장 큰 영향을 받았으며, 전단거동은 2차 형상계수에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있었다. 또한 납의 직경이 증가할수록 납 고무받침의 수평강성과 에너지 소산능력이 증가하였다.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.42-54
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• 1999

섬유-금속 적층 복합재료(FMLC)는 섬유와 금속 박판으로 구성된 새로운 형태의 구조재로 가볍고 우수한 피로 특성을 가지며 금속과 같이 가소성과 충격저항성이 우수하고, 가공성이 뛰어나다. 본 연구에서는 여러 하중 조건하에 있는 섬유-금속 적층 복합재료를 유전자 알고리듬을 이용하여 최적 설계하였다. 전단변형이론에 근거한 유한요소법을 사용하여 적층판을 해석하였으며, 설계변수로 금속판의 강도와 섬유 층의 수에 따른 적층각도를 두었다. 섬유층과 금속판의 적합도 함수로는 각각 Tasi-Hill failure criterion과 Miser yield criterion을 사용하였다. 유전자 알고리듬의 연산자로는 토너먼트 선택과 균일 교배를 사용하였다. 효율적인 진화를 위해 엘리티스트 모델을 사용하며, 높은 정확도를 가진 해를 얻기 위해 크리프 무작위 탐색(creeping random search) 방법을 통해 더 우수한 자손을 얻었다. 여러 가지 하중 조건에 대하여 최적설계 결과를 나타내었으며, 파괴 지수 측면에서 탄소섬유강화복합재료(CFRP)와 비교하였다. 해석 결과 섬유-금속 적층 복합재료는 탄소섬유강화복합재료에 비하여 집중하중이나 분포하중 형태에 대하여 우수한 특성을 보였으며, 파괴 지수의 편차가 적어 예기치 않은 하중에 잘 견딜 것으로 사료된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.113-117
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• 2022

적층제조(AM, 일명 3D프린팅)기술은 디자인 자유도가 높고 디지털화된 기술의 특성으로 품질데이터의 예측·관리가 용이한 형태로 존재한다. 이러한 이점으로 AM기술은 다양한 산업에 적용되고 있다. 특히 건축물과 기반시설을 AM기술로 제조하는 방법이 건설 산업에 제안되고 있다. 다만, 다소 부족한 기술의 역사와 품질 및 시공 관리방법의 미비, 제조상품의 인증과 같은 문제로 인해 기술사용이 제한되고 있다. 따라서 간접적인 형태로 AM기술을 활용하여 건축 상품제조를 구현하고 있다. 특히, 거푸집을 적층 제조하고 건축 소재를 투입하여 상품으로 구현하는 방법이 확인되고 있다. 본 연구에서는 대형크기의 거푸집을 적층제조하고 건축 상품을 구현하기 위해 하이브리드 압출적층제조를 활용한다. 또한, 적층제조과정에서 생산성과 경제성을 예측할 수 있는 인자를 확인한다. 결과적으로, 건축물의 구현결과와 생산 비용과 시간을 줄이기 위한 형상설계 최적화 방법을 제안한다.