• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1503-1512
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• 2013

본 논문에서는 cohesive zone 모델을 이용한 유한요소해석에 기초해 압입 파괴인성 평가식을 제시한다. 먼저 Vickers 압입균열해석에 기초해 다양한 물성변수(항복변형률 ${\varepsilon}_o$, 푸아송비 ${\nu}$, 영률 E)의 들이 균열크기에 미치는 영향을 분석하고, 파괴인성을 압입 시 측정되는 최대하중과 균열길이로 나타낼 수 있는 수식을 회귀로 얻었다. 아울러 접촉길이 a, E/H (H: 경도) 등을 추가 압입변수로 선정해 다양한 형태의 파괴인성평가법을 제시했다. 이후 동일 압입하중에서 압입자각 및 압입자 형태와 균열 크기의 관계를 분석해 Vickers 압입 파괴인성평가법을 다양한 압입자 형태로 확장했다. 본 연구에서 제안된 평가식을 이용하면 압입시험으로 얻어지는 데이터로부터 바로 취성재료의 파괴인성을 예측할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.23-32
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• 2016

본 연구에서는 각종 구조물 철거 시 발생하는 폐콘크리트를 파쇄 처리하여 발생한 순환골재를 각종 토공 및 보조기 층용에 재활용 시 발생할 수 있는 하중-변위 및 파쇄 특성을 분석하기 위해 단입자 파쇄실험을 실시하였다. 수화물과 골재로 구성된 75mm 이하의 순환골재를 40mm 크기(75-40mm 사이)와 20mm 크기(40-20mm 사이)의 골재로 나누어 실험하였다. 순환골재에 하중이 증가할 경우 단입자의 파쇄 거동은 불규칙한 표면이 가압판에 밀착되면서 초기에 표면이 파쇄되는 '표면파쇄(Surface crushing)', 표면파쇄 이후 골재와 수화물이 분리되는 소규모 부분적 파쇄와 균열이 반복적으로 발생하는 '수화물파쇄(Hydrate crushing)', 수화물파쇄가 단계적으로 반복되다가 최대하중에서 골재가 파쇄되면서 하중이 급격히 감소되는 취성파괴인 '골재파쇄(Aggregate crushing)'의 순서로 파쇄 사이클(crushing cycle)이 진행되었다. 한편, 하중이 지속적으로 증가함에 따라 이러한 파쇄 사이클은 수 차례 반복되는 경향을 보였다. 순환골재의 형상은 둥글거나 사각형에 가깝거나, 삼각형 또는 길쭉한 형태로 표면상태나 형상에 따라 파쇄 형상이 다르게 나타났다. 골재파쇄(최대 파쇄)에서 취성파괴로 하중이 감소되는 비율인 파쇄하중 감소율은 50% 이상인 경우는 63% 정도이며, 90% 이상인 경우도 15% 정도로 나타났다. 40mm 단입자는 최대하중 3.05~4.38kN 정도에서 대부분 파쇄되어 작은 입자로 분리되며, 세립화된 단입자 개수를 기준으로 20mm 이하의 분포비율은 약 70% 정도였다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권3호
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• pp.216-220
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• 2013

본 연구에서는 목분-고분자 복합체(Wood Flour-Polymer Composite, WPC)의 상분리 특성을 조사하고 이를 토대로 목분함량에 따른 WPC의 기계적 물성 변화에 관한 원인을 규명하였다. 이를 위해 고분자 매트릭스로 폴리프로필렌을 사용하여 서로 다른 함량의 목분을 갖는 시편을 제조하였다. 서로 다른 목분 함량을 갖는 시편들의 DSC thermogram으로부터 목분 함량에 따른 고분자 PP의 결정화 경향과 $T_m$ 경향을 분석하였다. 목분 함량이 증가함에 따라 고분자 PP의 결정량 및 $T_m$값 모두 감소하다 다시 증가하는 결과를 나타내었다. 이로부터 낮은 목분 함량에서는 목분이 매트릭스인 고분자 내에 분산되어 있으나 일정 목분 함량이상에서는 WPC의 매트릭스인 PP와 목분사이에 상분리가 일어남을 확인할 수 있었다. 한편, WPC 시편의 인장강도는 목분 함량이 증가할수록 감소하는 결과를 나타내었다. 낮은 목분 함량에서는 고분자에 분산된 목분과 고분자 사이에서의 낮은 계면 결합력과 시편내에서 강도를 높이는 역할을 하는 결정량의 감소가, 높은 목분 함량에서는 PP와 목분사이에서의 상분리로 인한 계면 결함이 WPC 시편의 인장강도를 목분함량 증가에 따라 지속적으로 감소시키는 원인이 되는 것으로 파악되었다. WPC 시편의 충격강도는 목분 함량이 증가함에 따라 증가하다가 목분 함량이 20%인 경우 최고값을 나타내며, 그 이후 다시 감소하는 경향을 나타내었는데, 낮은 목분 함량에서는 목분 함량이 증가할수록 시편의 결정량이 감소하므로 시편의 취성 감소에 의해 충격강도가 향상되나, 높은 목분 함량에서는 고분자 매트릭스와 목분 사이의 상분리로 인해 다시 충격강도가 저하되기 때문인 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.160-165
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• 2006

니켈 분말을 이용하여 제조된 다공성 니켈 지지체 위에 팔라듐-구리-니켈 합금 수소 분리막을 제조하였다. 다공성 니켈 지지체는 열적안정성과 수소취성에 강한 모습을 나타내었으며, 다공성 니켈 지지체에 기존의 습식 방식인 염산에 의한 표면 전처리 방식을 건식 방식인 플라즈마 표면개질로 대체하였다. 다공성 니켈 지지체의 기공을 매립하기 위해 전해도금방식으로 $2{\mu}m$의 두께로 코팅하였으며, 그 후 니켈 도금된 지지체 위에 스퍼터 방식으로 팔라듐을 $4{\mu}m$, 구리를 $0.5{\mu}m$의 두께로 코팅하였다. 이와 같이 제조된 시편을 $700^{\circ}C$에서 1시간 구리 리플로우를 통해 미세기공이 없는 매우 치밀한 팔라듐-구리-니켈 합금 분리막을 제조하였다. 그 결과 팔라듐-구리-니켈 합금 수소분리막은 다공성 니켈지지체와 좋은 접착성을 가지고 있으며 수소-질소 혼합가스에서 무한대의 분리도 값을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.750-758
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• 2002

콘크리트가 하중에 의해 변형을 일으키고, 변형이 허용범위에 있어도 콘크리트 자체가 비균질한 재료이기 때문에 미세한 손상을 받는다. 미세한 손상이 누적되면, 균열로 나타나고 최종적으로 파괴된다. AE의 핵심특성은 육안관찰로 확인할 수 없는 미세한 손상을 검출하고 평가할 수 있으며, 이는 기존의 폭정방법으로부터 확연히 구분되는 강점이다. 본 연구에서는 AE기법을 이용하여 콘크리트의 손상도 해석 및 평가를 수행하였다. 손상도 해석결과에 의하면, 원주형 시험체의 경우, 고강도 콘크리트일수록 낮은 응력비에서 손상을 더욱 많이 받음을 확인할 수 있었고, 이것은 취성성질을 반영한 AE기법만의 평가결과이다. 또한, 철근콘크리트 휨시험체에서는 카이저효과 및 펠리시티효과가 분명히 존재함을 확인할 수 있었고, 철근과 콘크리트의 계면분리시점은 펠리시티비, AE 활동성 및 재하이력을 상호비교함으로써 평가 가능함을 확인하였다. 본 연구 결과로부터 펠리시티비(FR)를 이용하면, 철근콘크리트 구조물의 성능저하정도 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-10
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• 2014

본 연구에서는 원전 구조물 내 철근 콘크리트 구조와 강판 콘크리트 구조가 이질접합된 경우를 모사하기 위하여, 상하부 표면강판 간에 타이바를, 상하부 리브재 간에 타이형강을 구성한 보형 실험체를 제작하여 실험체의 면외 휨 거동특성을 확인하고자 하였다. 실험결과, 실험체의 연성거동을 검증하였으며, 타이바와 타이형강이 콘크리트 및 강판의 분리를 방지함으로써 접합부의 취성파괴를 막아주고 있음을 확인하였다. 또한, #14 주철근으로 구성한 강판 콘크리트 구조 접합부에 대하여 두 가지 형태의 기계적 정착이음 방식에 따른 인장실험을 수행함으로써 본 방식의 설계 적정성을 평가하였다. 실험결과, 두 실험체 모두 주철근이 항복에 도달할 때까지 철근의 정착 및 연결 기능을 탄성한도 내에서 건전히 수행하고 있음을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제16권3호
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• pp.101-107
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• 2015

코어/쉘 나노입자, CTBN 변성에폭시, 폴리에스터 폴리올, 폴리우레탄 등과 같은 다양한 종류의 강인화 소재는 에폭시 수지의 주요 단점으로 알려진 취성을 보완하여 낮은 충격 저항성을 개선시키기 위한 방법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 앞서 언급된 강인화 소재를 선정, 접착제 조성물에 첨가하여 기계적 물성을 조사하였다. 강인화 소재 도입에 따른 기계적 강도의 측정은 UTM을 이용한 굴곡 강도와 탄성률 측정 및 Izod 충격 시험기를 사용한 충격 강도 실험을 통해 이루어 졌으며, 그 결과 강인화 소재가 에폭시 경화물의 유연성 및 충격에 대한 저항성 향상에 미치는 긍정적인 효과가 나타남을 관찰하였다. 또한, DMA를 이용한 저장 탄성률 결과는 굴곡 탄성률의 결과와 동일한 경향으로 나타남을 확인하였다. 강인화 소재가 충격 강도 향상에 영향을 주는 이유는 에폭시 수지에 첨가된 강인화 소재의 상 분리 현상에 의한 것이며, 상 분리된 강인화 소재는 에폭시 조성물의 파단면을 관찰한 FE-SEM 이미지에서 관찰하였다.

• 암석학회지
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• 제14권2호
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• pp.108-115
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• 2005

경기육괴 중앙부의 광주시 일대에 분포하는 선캠브리아기의 경기편마암 복합체는 흑운모호상 편마암 및 석영장석질 편마암으로 구성되어 있다 지질구조 분석결과 연구지역은 적어도 다섯 번의 변형작용을 받은 것으로 밝혀졌다. 첫 번째 변성작용(M1) 및 변형작용(Dl)중에 퇴적암(층리; S0)이 변성되어 흑운모호상 편마암으로 되었으며, 성분엽리(S1)가 발달되었다. 심성암이 관입 후 두 번째 변성작용(M2) 및 변형작용(D2)이 일어났으며, 이때 심성암이 엽리(S2)가 발달된 석영장석질 편마암으로 변하였다. 세 번째 변형작용(D3) 중에 수십 cm 규모의 밀착습곡 및 등사습곡(F3)이 발달하였으며, 축면방향으로 성분엽리(S3)가 발달하였다. 변위작용에 의해 뿌리 없는 습곡(F3)이 S3 엽리와 평행하게 발달되어 있다. 네 번째 변형작용(D4) 중에 남북방향의 압축력에 의해 약 100m의 축면분리를 가지는 F4 습곡이 동서 방향으로 발달하였다. 다섯 번째 변형작용 중에 동서 방향의 압축력에 의해 축면분리가 약 3km 규모의 남북 방향의 F5 습곡이 발달하였다. F5 습곡의 중심부에서는 F4 습곡에 F5 습곡작용이 중첩되어 F5 습곡의 습곡축면과 평행한 남북방향으로 F4 습곡이 발달되어 있으며 날개 사잇각 및 축면분리가 작아졌다. 반면에 F5 습곡의 서쪽 날개 지역에서는 북동방향으로, 동쪽 날개 지역에서는 북서방향으로 F4 습곡이 회전되었다. 연구지역에 발달되어 있는 엽리의 궤적은 주로 F4 습곡 및 F5 습곡에 의해 지배되어 있다. F4 습곡작용 동안에 취성변형작용에 의해 절리 및 단층이 발달하였으며 F5 습곡의 양쪽 날개부에는 부채꼴 절리가 우세하게 발달하고, 힌지대에는 be-절리가 우세하게 발달하였다 그 이후에 북서 방향의 주향이동 단층이 지질도 규모로 발달하였다. 제4기 동안에 발생한 산사태가 일부 절리 및 엽리의 방향을 반시계방향으로 약 $15^{\circ}$ 회전시켰다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.212-217
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• 2004

이 연구는 같은 위치에 힘모멘트와 전단력이 최대가 되는 철근콘크리트 보에 대하여 휨모멘트 보강을 실시하는 경우, 탄소 섬유판의 두께와 하중점 부위 및 탄소섬유판의 끝부분을 감싸는 탄소섬유쉬트의 겹수를 변수로 하여 보의 구조적 거동을 실험하였다. 탄소섬유판의 두께의 증가에 따라 내력이 증가하였으나 선형적으로 비례하지 않았으며, 하중점에 감싼 탄소섬유쉬트의 영향은 뚜렷하게 나타나지 않았다 이 는 보강시험의 주된 파괴가 탄소섬유판의 파단이 아닌 하중점 주위에서의 휭-전단균열에서부터 층분리가 시작되었고 하중점을 탄소섬유쉬트로 감싼 경우 휭-전단균열 탄소섬유쉬트의 바깥 부분으로 이동하기 때문이다. 또한 탄소섬유판 단부에 정착용으로 시공한 탄소섬유쉬트는 하중점에서 발생한 취성파괴로 인하여 큰 효과를 나타내지 못하였다. 그러므로 재하상태에 따른 설계방법을 다르게 할 필요가 있으며, 특히 같은 위치에서 휨모멘트와 전단력이 최대가 되는 경우 탄소섬유판의 유효 두께는 최대 0.6mm로 하고 무보강보의 휨모멘트에 대한 보강된 보의 휨모멘트 비는 1.5-2.0으로 제한하는 것이 바람직하며, 0.6mm이상의 탄소섬유판을 사용하기 위하여 탄소섬유쉬트로 하중점을 보강하는 경우 무보강보 휨모멘트의 1.5 배가 되는 위치이상 탄소섬유쉬트를 연장하는 것이 바람직하다.

• 한국농공학회지
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• 제35권4호
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• pp.55-66
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• 1993

Upon freezing a soil swells due to phase change and its compression stress increase a lot. As the soil undergo thawing, however, it becomes a soft soil layer because the 'soil changes from a solid state to a plastic state. These changes are largely dependent on freezing temperature and repeated freezing-thawing cycle as well as the density of the soil and applied loading condition. This study was initiated to describe the effect of the freezing temperature and repeated freezing-thawing cycle on the unconfined compressive strength. Soil samples were collected at about 20 sites where soil structures were installed in Kangwon provincial area and necessary laboratory tests were conducted. The results could be used to help manage effectively the field structures and can be used as a basic data for designing and constructing new projects in the future. The results were as follows ; 1. Unconfined compressive strength decreased as the number of freezing and thawing cycle went up. But the strength increased as compression speed, water content and temperature decreased. The largest effect on the strength was observed at the first freezing and thawing cycle. 2. Compression strain went up with the increase of deformation speed, and was largely influenced by the number of the freezing-thawing cycle. 3. Secant modulus was responded sensitivefy to the material of the loading plates, increased with decrease of temperature down to - -10$^{\circ}$C, but was nearly constant below the temperature. Thixotropic ratio characteristic became large as compression strain got smaller and was significantly larger in the controlled soil than in the soil treated with freezing and thawing processes 4. Vertical compression strength of ice crystal(development direction) was 3 to 4 times larger than that of perpendicular to the crystal. The vertical compression strength was agreed well with Clausius-Clapeyrons equation when temperature were between 0 to 5C$^{\circ}$, but the strength below - 5$^{\circ}$C were different from the equation and showed a strong dependency on temperature and deformation speed. When the skew was less then 20 degrees, the vertical compression strength was gradually decreased but when the skew was higher than that, the strength became nearly constant. Almost all samples showed ductile failure. As considered above, strength reduction of the soil due to cyclic freezing-thawing prosses must be considered when trenching and cutting the soil to construct soil structures if the soil is likely subject to the processes. Especially, if a soil no freezing-thawing history, cares for the strength reduction must be given before any design or construction works begin. It is suggested that special design and construction techniques for the strength reduction be developed.