• 구강회복응용과학지
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• 제38권3호
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• pp.138-149
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• 2022

치과용 세라믹의 파절실험 후 파절이 발생한 원인을 분석하면 세라믹의 임상적용 가능성을 높일 수 있다. 파절원인을 파악하기 위한 파단면분석은 주사전자현미경 등 영상기술의 발달로 점차 널리 적용되고 있는데 이를 정확히 해석하기 위해서는 실험조건 설정이 중요하다. 파절시편이 오염되지 않도록 보관하고 세척하며, 관찰을 위해 금속 전처리가 필요하다. 파절은 양상에 따라 주로 금속에서 관찰되는 보조개모양 파절, 열개, 분리파손 및 세라믹에서 관찰되는 피로파절과 조가비 모양 파절이 있다. 세라믹의 주된 파절원인인 피로파절을 실험실에서 재현하기 위해 느린 균열성장을 관찰할 수 있는 동적 하중이 필수적이며 하중조건과 하중횟수 등을 적절히 설정해야 한다. 세라믹의 파단면에서 나타나는 대표적인 특징은 해클이며 다양한 해클의 형태를 잘 관찰하여 세라믹 파절의 원인과 과정을 분석할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 파단면분석은 치과용 세라믹의 파절을 심층적으로 파악할 수 있는 유용한 방법이므로 정확한 실험과정을 따르고 결과해석에 유의해야 한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.156-161
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• 2004

To predict the direction of the fatigue crack initiated from a hole under various types of biaxial fatigue loads with different phase difference and biaxiality, fatigue parameters were investigated. Axial and torsional biaxial fatigue loads were selected with the respective combination of five different phase differences of 0, 45, 90, 145 and 180 degrees and five biaxialities of 0, $1/{\sqrt{3}}$, 1, ${\sqrt{3}}$, ${\infty}$. Directions of the fatigue crack initiation around the hole were found to approach to the circumferential direction of the specimen with increment of the phase difference for fatigue tests with phase differences less than $90^{\circ}$. Whereas directions for tests with phase differences greater than $90^{\circ}$ went away from the circumferential direction and those were symmetric to the directions for tests with phase difference less than $90^{\circ}$. With increase of biaxilities, the fatigue crack initiated more apart from the circumferential direction of the specimen. These crack initiation direction were predicted using maximum tangential stress range and maximum shear stress range obtained at far-field and around the hole. Comparing these two stress parameters, The crack initiation direction can be successfully explained by using the direction of the maximum tangential stress range obtained around the hole and at far-field.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 다양한 아스팔트포장의 공용수명을 예측하기 위한 포장상태 평가의 사례를 제시하였다. ARAN(Automatic Road Analyzer)을 이용하여 균열 및 소성변형 감과 감전 포장의 표면파손 현황에 대한 조사를 실시하고 HPCI(Highway Pavement Condition Index)를 산정하였다. 포장 파손현황을 분석한 결과 가장 빈번한 형태의 파손은 Top-down 균열로 나타났다. FWD(Falling Weight Deflectometer)로부터 측정한 처짐데이터를 사용하여 포장의 탄성계수를 역산정하여 실내에서 구한 동탄성계수와 비교하였다. 그 결과를 역학적-경험적 방법과 AASHTO 93 설계법에 적용하여 포장의 지지력을 평가하였으며, 지지력은 설계수명 동안 충분한 것으로 평가되었다. 현재 포장의 주된 파손은 표층부의 Top-down 균열이므로 포장상태 평가로 계산된 HPCI와 기존 공용성 자료에 근거하여 포장의 잔존수명을 예측하였다. 포장상태 평가와 함께 포장의 조기파손 원인분석을 위해 대상구간의 코어 시편을 채취하여 공극률, 입도, 아스팔트 함량, 피로저항성 등의 물성을 측정하였다. 바인더를 태워 아스팔트 함량을 측정하는 방법은 현장시료의 경우 부정확한 것으로 나타났다. 실내시험결과 조기 균열이 발생한 가장 큰 이유는 다짐부족과 골재의 입도 부정확 등 시공시의 품질관리가 미흡한 것이 주된 원인으로 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.29-35
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• 2012

척추관 협착증은 감압술과 융합술 그리고 인공추간판 치환술 등이 있으며, 2000년대 중반부터는 인공추간판 치환술이 널리 시술되고 있다. 인공추간판의 연구는 추간판의 자유도 및 추체의 굴곡-신전, 측굴전, 축회전에 대한 해석이 핵심기술이지만, 시술 후 수년이 경과하여 발생하는 피로파손이 새롭게 큰 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 인공추간판 연구는 슬라이딩 코어의 피로특성 및 내구성 향상에 집중되어야 한다. 본 연구에서는 세계적으로 가장 많이 사용되는 인공추간판 제품(SB Charit$\acute{e}$ III)을 기초로 유한요소모델을 제작하고, 슬라이딩 코어의 곡률반경과 마찰계수의 변화가 von-Mises 응력과 접촉압력에 미치는 영향을 평가하였다. 이와 같은 결과를 바탕으로 새로운 인공추간판 모델들 (Model-I, -II, -III)을 제안하고 일정수명 후 발생할 수 있는 슬라이딩 코어의 피로파손 거동에 대해 SB Charit$\acute{e}$ III의 결과와 비교 평가하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.41-47
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• 2009

강바닥판의 횡리브 복부판에서는 전단력과 비틀림 모멘트가 작용하는 동시에 종리브의 비틀림으로 인한 면내외 변형이 작용하기 때문에 교차부와 컷아웃부에 응력집중현상이 발생한다. 본 연구는 피로균열 발생사례가 가장 높은 교차부와 컷아웃부에서의 응력집중현상 완화를 통하여 피로성능을 향상시킬 수 있는 구조상세를 개발하기 위하여 수행되었다. 다이아프램의 설치는 교차부와 컷아웃부에서의 응력집중현상 완화효과에 유리한 구조상세이다. 다이아프램의 위치에 대한 응력집중의 양상을 분석하기 위해서 다이아프램 위치를 횡리브 복부판과 일치된 곳으로부터 교축방향으로 이동시켜 가며 그 응답을 수치적으로 분석하였다. 또한 컷아웃폭을 대상으로 매개변수해석을 수행하여 최대응력 감소효과를 분석하였다. 그 결과 다이아프램은 횡리브 복부판과 횡리브 축 방향으로 일치되도록 설치하는 것이 응력집중현상을 완화시켜 구조성능 개선에 유리한 구조상세임을 알 수 있었다. 그러나 어떤 경우에도 다이아프램을 설치하지 않은 경우보다는 설치한 경우가 피로성능에 유리함을 알 수 있었다. 컷아웃폭은 바닥강판으로부터 종리브 바닥판면까지의 거리($y_{gotal}$)에 대한 바닥강판으로부터 컷아웃부의 종리브와 횡리브 교차점까지의 거리($y_i$)의 비($y_i/y_{total}$) 0.85가 되도록 컷아웃폭을 설정하는 경우가 구조성능 개선에 유리한 구조상세임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권11호
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• pp.1083-1092
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• 2007

The objective of the present paper is to evaluate the effect of the evolution of contact surface profile caused by fretting wear on fatigue life of press-fitted shaft by means of an analytical method based on experimental data. A finite element analysis was performed to analyze the stress states of press-fitted shaft, considering the worn contact profiles of shaft. The fatigue lives of the press-fitted shaft reflecting the evolution of contact stress induced by fretting wear were evaluated by stress-life approach using fatigue notch factor. It is found that the stress concentration of contact edge in press-fitted shaft decreases rapidly at the initial stage of total fatigue life, and its location shifts from the contact edge to the inside with increasing number of fatigue cycles. Thus the change of crack nucleation position in press-fitted shaft is mainly caused by the stress change of contact edge due to the evolution of contact surface profile by fretting wear. Furthermore, the estimated fatigue lives by stress-life approach at the end of running-in period of the fretting wear process corresponded well to the experimental results. It is thus suggested that the effect of fretting wear on fatigue life in press fits is strongly related to the evolution of surface profile at the initial stage of total fatigue life.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.137-143
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• 2010

발전기 고정자 권선 내부의 완전 건조는 누수시험을 위한 필요/충분조건이다. 발전기 운전에 의한 고주기 피로는 미세 균열 발생의 원인이 되고, 미세 균열에서의 물분자는 누설 진단의 신뢰성을 저하시킨다. 이와같은 이유로, 발전기 고정자 권선에 대한 누수시험에서 권선에 누설처가 있음에도 불구하고 누설이 없다는 결론과 같은 오류를 범하고 있다. 발전기 제작사는 누수시험을 고유한 건조 판정 기준을 제시하고 있지만, 실제로는 어떤 판정 기준도 누수시험을 위해 정확하게 건조 판정 기준을 지시하고 있지는 못하고 있는 실정이다. 그 이유는 발전기 고정자 권선의 복잡한 구조와 효과적인 건조 장비의 부재 때문이다. 본 논문에서는 수 냉각 발전기 고정자 권선의 내부 건조 여부를 판정하기 위한 건조 판정 기준을 완벽하게 제안하였으며 실험적으로 증명하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.597-600
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• 2008

본 연구는 보수보강재료로 사용되고 있는 경질형 FRP의 문제점인 바탕면과의 부착력 부족에 의한 계면박리를 해결하고자 연질형의 불포화폴리에스테르 수지를 사용한 연질형 FRP와 바탕면에 정방형 홈("+"자형) 컷팅 기술을 이용한 노출형 방수공법의 특징을 중심으로 연구하고자 한다. 본 공법의 특징은 연질형 FRP 수지에 의한 콘크리트바탕면과의 일체화 거동과 유리섬유 보강에 의한 피로응력의 분산과 강도보강이며, 정방형 홈 컷팅 기술에 의한 바탕콘크리트의 균열발생 대응과 부착안전성 향상에 관하여 중점 고찰하였다. 연구결과 연질형 FRP를 노출방수층으로 적용 시 부풂 대응과 균열대응력 및 부착안전성 향상을 기대 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.22-31
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• 2002

일반적으로 구조물용 외부의 정적 및 동적 하중과 외부환경으로 인하여 피로균열과 부식이 발생하며, 이것은 구조물의 변형을 유발하여 결국 파단으로 이어지기 때문에 균열과 부식의 검출 및 평가와 함께 구조물의 변형에 의한 진동, 변위 기울기와 같은 거동을 감시하는 것도 매우 중요하다. 이에 레이저 센서 시스템을 이용하여 이러한 거동을 측정하여 이상 유무를 모니터링 할 수 있는 구조물 안전감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 2차원으로 배열한 광전센서를 이용하여 구조물의 변형에 의해 유발된 광궤적의 변화를 감시하며, 또한 데이터를 취득하고 신호처리 할 수 있는 운용 프로그램도 갖추고 있다. 본 연구에서는 개발한 안전 진단 시스템의 필드 적용에 앞서 실험실에서의 몇 가지 실험을 통하여 그 효용성을 검증하였다.