• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.109-118
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• 2008

본 논문은 탄소섬유시트로 하면을 보강한 콘크리트 보에서 온도가 상승함에 따라 서로 다른 선팽창계수를 가지는 콘크리트와 탄소섬유시트 사이에 계면전단응력이 발생함으로 부착강도 평가 시 이를 고려하여야 함을 기술하고 있다. 선형탄성거동을 가정한 계면전단응력의 이론식과 모형 보의 온도변화실험을 통하여 변형률을 측정한 결과를 비교함으로써 이론해의 적용성을 확인하였으며, 이론식으로부터 $30^{\circ}C$의 온도변화가 발생하는 경우 탄소섬유시트 부착계면에서 최대 0.91MPa의 전단응력이 발생되는 것으로 조사되었고 변화량이 $10^{\circ}C$인 경우에서도 에폭시에 의한 부착강도의 10~15%의 응력이 추가적으로 발생하는 것으로 나타났다. 그러므로 탄소섬유시트로 콘크리트 구조물을 보수, 보강하는 경우 부착강도 평가 시 온도의 영향이 고려되어야 하며, 온도변화에 따른 장기간의 거동을 평가하는 노력이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.67-75
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• 2014

본 연구에서는 벤더엘리먼트가 장착된 삼축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하여 응력, 변형률, 그리고 전단파속도를 측정하였으며 이로부터 전단강도와 포아송비의 특성을 분석하였다. 분석 결과, 전단파속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴시의 축응력과 반경방향 응력의 합으로 정의되는 유효수직응력과는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 경험식은 전단파속도와 전단강도 그리고 마찰각간의 상관관계를 나타내므로 매우 유용하다고 판단된다. 나아가 본 연구에서는 측정된 축변형률과 체적변형률로부터 모래의 포아송비를 측정하였다. 포아송비는 변형률과 체적변화에 큰 영향을 받으며 0.15~0.6까지 변형률에 따라서 크게 증가하는 것으로 나타났다. 특히 0.2% 미만의 축변형률에서는 대략 0.25~0.4으로 기존 문헌에서 제시된 0.3~0.35를 크게 벗어나지 않지만 1% 이상의 변형률에서는 0.5~0.6으로 문헌에서 제시된 값은 포아송비를 크게 과소예측하는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권5호
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• pp.830-834
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• 2002

본 연구는 동적 전단진동(dynamic shear oscillation) 측정방법을 이용하여 농도가 젤라틴의 동적 레올로지 특성에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. $5^{\circ}C$에서의 젤라틴의 저장 탄성률(storage modulus, G#)과 손실 탄성률(loss modulus, G@)은 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 0.9%를 제외한 모든 농도(2.0-4.9%)에서 젤라틴의 G#은 G@보다 매우 높은 값을 나타냈으며, G#과 G@이 ${\omega}$ 의존성이 없는 true 겔과 같은 거동을 나타냈다. 젤라틴의 농도와 K#(G#에 대한 절편)와의 관계에서는 높은 결정계수$(R^2=0.99)$를 보여주면서 좋은 상관관계를 나타냈다. 여러 온도범위$(-5,\;0,\;5,\;10^{\circ}C)$에서 각 온도별로 측정된 K#값은 $-5^{\circ}C(59.5Pa)\;>\;0^{\circ}C(4.09Pa)\;>\;5^{\circ}C(1.41Pa)\;>\;10^{\circ}C(0.35Pa)$의 순으로 가장 낮은 온도에서 K#값이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 냉각과정에서 최종냉각온도인 $5^{\circ}C$에서 측정된 젤라틴의 최대 G#수치는 4.9%(2399Pa)>4.1%(1744Pa)>3.0%(1159Pa)>2.0%(519.3Pa)>0.9%(3.15Pa)의 순으로 높은 농도에서 높게 나타났다. Aging 10시간 동안 젤라틴 겔의 구조형성은 겉보기 first-order kinetics로부터 겉보기 구조형성 속도상수(K)를 결정함으로써 파악될 수 있다. 젤라틴의 농도가 증가함에 따라 K값은 증가하였으며, 농도와 K값과의 관계는 높은 결정계수$(R^2)$를 나타내면서 좋은 상관관계를 보여주었다(Fig. 7). 10시간 aging 후 G#은주파수$({\omega})$ 의존성이 없이 독립적인 것으로 나타났다. 따라서 이들 젤라틴 겔은 aging하는 동안에 탄성이 점점 강해지고 10시간 후에는 가교결합의 밀도가 증가하여 강한 탄성을 가진 고무질 망상구조(rubber network)를 형성했음을 알 수 있다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.65-65
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• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.11-18
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• 2008

본 논문은 하중재하시 강상판교의 방수층과 교면포장에서 발생하는 거동을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 포장표면에 연직방향으로 작용하는 차량하중과 수평방향으로 작용하는 차량의 제동하중의 크기에 따른 포장체와 방수시트에 발생되는 응력을 산정하였다. 그리고 강상판 두께 및 강성. 포장층 두께, 차량제동하중, 온도 등의 변수가 포장체의 응력변화에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 분석하였다. 방수층의 전단응력은 강상판의 두께가 얇아지고 강성이 감소할수록 증가하였으며, 강상판의 두께가 150mm이상의 경우와 탄성계수가 $2{\times}10^{5}MPa$이상의 경우에는 그 영향이 미비하였다 또한 교면 포장의 두께가 얇아지고 온도가 낮아질수록 방수층의 전단응력이 증가하였다. 포장체 하부에서 발생하는 인장변형률은 고온에서 최대가 되었으며 두께가 증가할수록 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.29-37
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• 2021

화강 풍화대 지반은 지반구조물의 주요 지지층으로 활용되고 있으므로 화강 풍화대의 지반특성을 평가하는 것은 중요하다. 특히, 내진설계의 중요성이 부각되고 있음에 따라 지반분류 및 지반 최대 전단 탄성계수(G_max) 평가에 활용되는 전단파 속도(V_S)의 합리적인 평가의 중요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 국내 화강 풍화대 지층을 대상으로 표준관입시험(SPT: Standard penetration test) N₆₀ 및 채취한 시료의 화학적 풍화지수를 바탕으로 비선형 다변량 회귀분석을 수행하여 전단파 속도(V_S) 추정식을 제안하였고, 기존 관련 연구결과와 비교하였다. 화학적 풍화지수를 추가적인 독립변수로 고려하여 풍화도를 고려한 경우 N₆₀만을 사용하여 수행한 단순 회귀분석 결과에 비해 결정계수가 증가하여 전단파 속도 추정식의 정확도가 향상됨을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.57-63
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• 2005

일반적인 구조물의 경우 사용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형율 범위는 1% 미만이고 대부분의 지반이 0.01% 이하의 저변형율 거동을 나타내는 것으로 알려졌다. 본 연구는 불포화 화강풍화토의 저변형율에서의 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수원지역의 시료를 사용하여 간극비 및 구속응력을 달리하고 그에 따른 포화도별로 공진주시험을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 감쇠비의 최소값은 최대전단탄성 계수의 경우와 마찬가지로 구속압에 관계없이 간극비에 따라 대략 $17{\sim}18%$에서 발생하였으며, 이 또한 최적포화도에서 표면장력의 영향으로 감쇠비가 가장 작게 나타나는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.31-36
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• 2014

본 연구에서는 자동차 코일스프링을 대상으로 CFRP 복합재 재료의 적용가능성을 제시하였다. 기존 강재료를 복합재로 대체해서 대폭적인 경량화를 추구하기 위해서는 재료특성 뿐만 아니라 스프링의 설계인자들도 함께 최적화를 해야 할 것이다. 따라서 먼저 복합재 코일스프링의 전단특성을 고려해서 최대 비틀림강성을 나타내도록 45도로 와인딩한 봉 구조물을 구성하였으며, 예측된 전단탄성계수를 시험결과와 비교한 결과 매우 근사한 값을 나타내었다. 다음으로 45도로 와인딩된 CFRP 복합재 스프링의 소선직경을 결정하기 위해서 비틀림 강성을 강재와 복합재 두 재료에 대해서 동일하게 하였으며, 그 결과, 소선직경은 11.0 mm에서 17.5mm로 재료가 복합재로 변경됨에 따라서 증가되어야 한다. 마지막으로 이 같이 구성된 복합재 코일스프링의 유한요소모델을 구성해서 스프링상수를 계산하였으며, 시험결과와 비교 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.121-127
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• 2014

단층 그래핀 시트(Single layer graphene sheet, SLGS)의 찢어짐 모드(모드 III) 파괴 예측을 위한 원자 기반 미세결합요소모델이 개발되었다. 이 모델은 그래핀 시트의 최대 변형률 관계를 예측하기 위해 수정된 모스포텐셜을 사용한다. 면외 전단하중 조건에서 그래핀의 모드 III 파괴를 광범위한 분자역학(Molecular mechanics, MM) 시뮬레이션으로 조사하였다. 분자역학은 원자의 균열선단 근처 원자의 변위를 설명하기 위해 사용되었고, 선형탄성파괴역학은 이 영역 바깥의 영역을 설명하기 위해 사용되었다. 해석 결과 분자역학 방법이 SLGS의 전단 물성 계산뿐만 아니라 armchair 및 zigzag 방향 모드 III 파괴인성 연구에도 단순하면서도 신뢰할만하다는 것을 보여준다. SLGS 의 모드 III 파괴인성은 zigzag 방향에 대해 $0.86MPa{\sqrt{m}}$, armchair 방향에 대해 $0.93MPa{\sqrt{m}}$로 예측되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.81-95
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• 2011

본 연구에서는 표준사와 bottom ash를 No.40체, No.60체, No.100체, No.200체로 분류하여 상대밀도시험을 실시하였으며, 시험결과를 토대로 40%, 55%, 70%의 상대밀도로 공진주시험을 실시하였다. 또한, 각 체에 잔류한 bottom ash에 대해 55%의 상대밀도로 No.200체 통과시료를 함유하여 공진주시험을 실시하였다. 각 체 잔류시료에 대해 A다짐시험에 해당하는 다짐에너지로 다짐을 하면 No.200체 통과율이 약 30%까지 증가하게 되어 함유량을 10%, 20%, 30%로 조정하였다. 시험결과 bottom ash의 경우 파쇄강도와 단위중량이 표준사에 비해 작아 최대전단탄성계수, 감쇠비 등의 결과값이 표준사의 결과에 비해 작았다.