• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.396-402
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• 2021

철근콘크리트 휨부재 단면은 휨강도를 확보함과 동시에 연성을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다. 설계기준에서는 연성거동을 확보하기 위해 철근비나 중립축 깊이를 제한한다. 균형철근비 보다 적은 철근량이 배치된 단면은 연성이 확보되므로 균형철근비는 이론적인 최대철근비가 된다. 그러나 너무 적은 양의 철근량이 배치된 단면은 연성 거동과 관계 없이 균열 휨모멘트를 만족하지 못하고 취성 파괴될 수 있다. 또한, 최근 들어 고강도 재료의 사용이 증가함에 따라 최소철근비로 설계된 부재의 설계도 증가하고 있다. 이에 설계기준에서는 최소철근량에 대해서도 규정하고 있다. 콘크리트구조기준(2012)에서는 최소철근량에 대하여 철근과 콘크리트 강도의 항으로 직접적으로 규정하였다. 그러나 개정된 콘크리트구조 학회기준(2017)에서는 설계 휨강도와 균열 모멘트 사이의 관계를 통해 최소철근량을 간접적으로 제시하고 있다. 이는 피복두께에 대한 영향을 반영할 수 있지만, 재료 모델에 대한 정의가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 콘크리트구조기준(2012)과 콘크리트구조 학회기준(2017)의 최소철근량에 대한 규정을 비교 검토하고, 다양한 해석 변수를 통해 최소철근량의 변화를 검토하여 합리적인 최소철근량 검토 방안에 대하여 고찰하였다.

• 보존과학회지
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• 제34권6호
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• pp.503-515
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• 2018

원주 법천사지 지광국사탑의 1957년 수리 복원에 사용된 모르타르의 손상정도를 평가하고 제거 필요성에 대한 객관적인 데이터를 제공하기 위해 콘크리트 분야에서 사용되는 반전위측정방법을 적용하였다. 철근이 사용된 옥개석 모르타르와 실내 실험체의 촉진부식시험 후 반전위 측정값에 대한 다중회귀분석 결과, 부식량과 피복두께에 따른 HCP 값의 결정계수는 0.86이상의 높은 상관식이 도출되었다. ASTM C876기준에 따르면 옥개석의 습윤상태 측정값 - 431~-663 mV는 철근의 부식손상 확률이 90%이상이기 때문에 손상된 모르타르를 제거한 후 신석재를 사용한 복원이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.433-442
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• 2010

콘크리트의 염화물 확산계수의 제어는 염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 확보에 필수적이며, 이를 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 목표 내구수명을 만족하는 목표확산계수를 도출하고 유전자 알고리즘을 통하여, 최적배합을 도출하는데 있다. 이를 위하여, 동일한 골재 및 혼화재를 사용한 30개의 배합과 그에 따른 염화물 확산계수를 분석하였으며, 27개를 대상으로 확산계수 예측식을 도출하였다. 확산계수 예측식의 변수로는 물-결합재비, 단위 혼화재량(슬래그, 플라이 애쉬, 실리카퓸), 단위 시멘트량, 단위 잔골재 및 굵은 골재량을 포함하도록 하였으며 나머지 3개의 배합에 대하여 검증을 수행하였다. 최적 함수식은 27개의 배합에 대하여 평균 18.7%의 오차와 16.0%의 변동계수를 보이고 있었다. 주어진 3개의 확산계수에 대하여, 유전자 알고리즘을 통하여 도출된 배합은 0.3%~12.2%의 오차범위를 가지며 각각의 배합인자를 도출하였다. 최종적으로 서로 다른 내구성 설계변수(목표내구수명, 피복두께, 표면염화물량, 혼화재량)와 노출환경(온도 및 습도)을 가정하여 목표 확산계수를 도출하였으며, 이에 만족하는 최적화된 콘크리트 배합을 제안하였다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여, 내구성 콘크리트 배합도출에 대한 적용성을 평가하였으며, 제안된 기법은 다양한 확산계수의 범위를 가지는 광범위한 자료구축을 통하여 개선될 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.249-257
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• 2015

원자력 발전소의 반응로에는 핵분열 에너지를 생성하고 방사성 물질의 유출을 막는 핵연료 집합체가 있으며, 이러한 집합체는 핵연료와 피복관으로 구성되어 있는 핵 연료봉으로 구성되어 있다. 원자로에서 핵연료봉 거동의 안전성을 평가하기 위해 해석적인 방법을 적용하며 이러한 평가 코드를 핵 연료 성능 코드라 한다. 경수로 핵연료 해석에서는 간극의 두께에 따라 열전도도가 크게 영향을 받는 간극 열전도도가 주요 거동해석에 영향을 미친다. 본 연구에서는 간극 두께에 따라 열전도도가 변화하는 3 차원 간극 요소(Gap element)를 제안하였으며, 이를 적용하기 위해 3 차원 열탄성 모듈을 FORTRAN90을 이용하여 개발하였다. 제안된 3 차원 간극 요소를 이용하여 핵 연료봉에서 발생할 수 있는 비대칭적인 형상인 핵 연료 표면에 결함이 생긴 경우 MPS(Missing Pellet Surface)와 핵연료봉의 편심(Eccentricity of the nuclear fuel rod) 형상에 대하여 3 차원 해석을 진행하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권1호
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• pp.143-152
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• 2003

본 연구는 자가부식 접착제의 치질로의 침투와 레진 tag 형성을 알아보고 부가적인 산부식이 레진 tag 형성에 미치는 효과를 관찰하기 위하여 계획되었다. 3종의 자가부식 접착제(SE bond, AQ bond and L Pop)와 one bottle adhesive(Single bond)를 사용하였고 발거한 구치로 교합면 법랑질과 상아질 시편을 제작하였으며 각 군당 5개씩 네 개의 군으로 나눈 총 20개의 시편을 양분하여 각각 접착제를 적용하기 전 35% 인산으로 산부식하거나 산부식처리하지 않았으며 이후 레진을 적용시키고 중합하였다. 시편은 Silverstone microtome으로 절단한 후 HCl 용액과 NaOCl 용액으로 처리하고 건조시킨 후 이온으로 피복하였으며 주사전자현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 부가적 산부식 처리한 상아질은 모든 자가부식 접착제군에서 산부식하지 않은 상아질보다 resin tag의 길이와 두께가 증가하는 것이 관찰되었다. 2. 법랑질에서는 L Pop을 제외하고 부가적 산부식한 군에서 레진 tag의 두께가 산부식하지 않은 군보다 컸고 보다 명확한 부식양상을 관찰할 수 있었다. L Pop에서는 부식법랑질과 비부식법랑질간의 차이가 없었다. 본 연구의 결과는 자가부식형 접착제가 법랑질을 부식시키지 않고 상아세관으로 침투하는 정도가 산부식군에 미치지 못하다는 것을 의미한다. 이와 관련하여 접착강도와 미세누출 및 레진 tag 형태에 대한 부가적 연구가 필요할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권1호
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• pp.23-33
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• 1996

시설하우스에 이용되는 시설자재의 규격화와 품질개선을 유도하기 위하여 피복자재의 종류별, 두께별로 물리적 기계적 특성을 시험 분석하였다. 피복재의 물리적 기계적 특성은 충격강도, 인장 인열강도 및 파장별 투과율을 측정하였으며, 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 다트식 낙추시험에서 연질필름의 충격 강도는 피복재가 두꺼울수록 파괴하중이 증가하여 50% 파괴수준의 하중이 158-213g 범위에 있었으며, LDPE 필름이 대체로 높게 나타났다. 2. 충격파괴정도를 보면 전혀 파괴되지 않는 최대 충격하중이 62-192g 범위였으며, 0.05mm에 비해 0.1mm 두께의 필름이 충격에 견디는 힘이 1.8-3.2배 더 강한 것으로 나타났다. 3. 인장하중은 0.95-2.22kg 범위로 피복재 길이 방향이 높고, LDPE 필름이 높게 나타났으며, 신장율은 345-1020% 범위로 길이보다 폭방향이 1.4-2.7배 더 신장되는 것으로 나타났다. 4. 인열강도는 80.S-121.7kg/cm의 범위로 LDPE 필름이 높고 EVA가 낮은 것으로 나타났으며, 길이방향보다 폭방향이 더 큰 값으로 나타났다. 5. 연질필름의 종류별 광투과특성은 자외선 영역에서 87-92%로 큰 차이가 나타나지 않았으나 가시광선 영역에서 높은 투광율을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.113-119
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• 2006

중수로형 핵연료 제조공정 중 연료봉 피복관에 간격체와 지지체 등의 부착물이 브레이징으로 접합된다. 본 연구에서는 베릴륨을 물리 증착법(PVD)으로 접합될 부착물의 표면에 증착한 것과 비정질 용가재[$Zr_{1-x}Be_{x}(0.3{\le}x{\le}0.5)$]를 사용하여 브레이징된 접합부의 미세조직과 경도 등의 특성을 비교하고 브레이징 온도가 접합부에 미치는 영향 조사하였다. 비정질 용가재에 의한 접합층의 두께는 PVD-Be의 경우와 비교하여 더 얇았고, Be 함량이 감소할수록 접합층의 두께는 감소하였으며 모재의 침식은 거의 없었다. PVD-Be의 경우 공정 반응, 액상 출현, 모세관 현상과 확산으로 브레이징 되나 비정질 합금은 용가재 만이 용융되어 액상 접합되는 것으로 사료된다. PVD-Be 접합부의 미세조직은 계면에서 수지상이 형성되어 내부로 성장하나, 비정질 합금에 의한 접합부는 석출된 제2상들이 구상으로 구성되며 브레이징 온도가 증가할수록 구상은 더욱 커졌다. 비정질 합금 접합부의 경도는 Be 함량이 감소할수록 경도는 증가하였다. 본 연구에 사용된 비정질 합금 중 $Zr_{0.7}Be_{0.3}$ 합금은 접합부에서 Be의 모재로의 확산이 적어 부드러운 계면과 모재의 침식이 없었고 높은 경도 때문에 핵연료 피복재 접합에 가장 적합한 용가재로 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.368-374
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• 1998

Zr합금의 부식거동을 평가하기 위하여 여러 가지 1족 알칼리 수산화물 용액 (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH)에서 autoclave를 이용하여 300일까지 부식시험을 실시하였다. 산화막 특성은 TEM을 이용하여 천이전과 천이후에 동일 산화막두께를 갖도록 준비된 부식시편에 대해 수행되었다. 실험결과를 고려할 때 금속이온은 부식과정에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 즉 $Li^+$가 $Zr^{4+}$ 치환하여 산소농도는 증가하고 부식은 가속되는데 산화막 내부의 barrier layer에서 $Li^-$치환이 부식을 제어하는 것으로 판단된다.동일 두께의 산화막 일지라도 산화막의 구조는 모두 다르다. 32.5mmol LiOH에서 생성된 산화막온 천이전,후에 관계 없이 많은 기공이 함유된 등축정 구조를 갖는다. 반면에 NaOH에서 생성된 산화막은 천이전에는 주상정 구조를 갖지만 천이후에는 다공성의 등축정 구조로 바뀐다. KOH용액에서는 천이전에는 주상정과 비정질 산화막의 이중 구조를 갖지만 천이후에는 비정질 산화막은 사라직 전반적으로 주상정 구조가 형성된다. 부식거동과 산화막 관찰로부터 금속이온의 산화막내 치환이 부식속도와 산화막 미세구조를 지어한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.129-135
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• 2003

광섬유 센서의 주된 이점으로는 기계적 구동부가 없으므로 고신뢰성, 긴수명, 무전기적 간섭, 고응답속도, 저가이다. 본 연구에서는 공장설비 및 자동문 등과 같은 곳에서 많이 사용되어지는 자동장치의 오작동으로 인한 사고를 미연에 감지하여 인명피해를 줄이기 위하여 광섬유를 이용한 충격 및 압력센서를 제안 및 개발하였다. 센서의 원리로는 충격에 의해 다중모드 광섬유에서 발생하는 스펙클 패턴의 변화를 포토다이오드로 검출하는 방식이다. 광섬유에 충격의 세기를 변화하여 여러 차례 측정한 결과 충격의 세기의 변화에 따른 반응정도는 선형적으로 변하지는 않았으나 주어진 충격에 대해 민감하게 반응하는 것을 실험을 통하여 확인하였으며 광섬유의 피복 두께의 변화나 신호처리부에서의 증폭도를 조절함으로써 충격에 대한 반응감도를 조절할 수 있었다. 광섬유를 이용한 충격 및 압력센서의 장점으로는 점대점 방식이 아닌 라인 방식으로 설치하거나 측정함으로써 광섬유 전체가 센서역할을 하기 때문에 설치가 용이하고 감지범위가 넓어 센서로서의 우수한 특성을 가지므로 다양한 자동시스템 분야나 충격 및 압력센서로 활용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.471-478
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• 2011

콘크리트구조설계기준에서는 균열 검토시 설계의 간편함 때문에 철근 간격을 제한하는 간접 균열 제어 방법을 사용하고 있다. 뿐만 아니라 구조설계기준 부록에서는 균열폭을 산정하는 직접 균열 제어 방법도 제시하고 있다. 그러나 이러한 두 방법을 통한 균열 검증 결과에는 모순이 있다. 이 연구에서는 구조설계기준, 구조설계기준 부록 및 Frosch 제안식을 통해 최대 철근 간격을 산정하고, 콘크리트 압축강도, 단면 높이 그리고 피복 두께에 따른 차이를 분석하였다. 연구 결과 구조설계기준 본문과 구조설계기준 부록에 따른 최대 철근 간격에는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 직접 균열 제어와 간접 균열 제어 사이에 일관성을 확보할 수 있는 합리적인 균열 검증 모델을 제안하였다.