• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권1호
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• pp.17-30
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• 2022

The use of composite patches for the reduction of stresses at the level of the damaged zone in aeronautical structures has experienced rapid expansion given its advantages over conventional mechanical processes (riveting, bolting, etc.). Initially, The research axes in this field were aimed at choosing suitable mechanical properties for the composite and the adhesive, then to optimize the shape of the composite patch in order to ensure good load transfer and avoid having a debonding at the level of the edges essentially for the case of a repair by single side where the bending moment is present due to the non-symmetry of the structure. Our work falls within this context; the objective is to analyze by the finite element method the fracture behavior of a damaged plate repaired by composite patch. Stress reduction at the edge is accomplished by creating a variable angle chamfer on the composite patch. The effects of the crack length, the laminate sequence and the nature of the patch as well as the use of a hybrid patch were investigated. The results show clearly that a beveled patch reduces the stress concentrations in the damaged area and even at its edges. The hybrid patch also ensures good durability of the repair by optimizing its stacking sequence and the location of the different layers according to the fibers orientations.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제11권1호
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• pp.83-103
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• 2024

Adhesive bonding is currently widely used in many industrial fields, particularly in the aeronautics sector. Despite its advantages over mechanical joints such as riveting and welding, adhesive bonding is mostly used for secondary structures due to its low peel strength; especially if it is simultaneously exposed to temperature and humidity; and often presence of bonding defects. In fact, during joint preparation, several types of defects can be introduced into the adhesive layer such as air bubbles, cavities, or cracks, which induce stress concentrations potentially leading to premature failure. Indeed, the presence of defects in the adhesive joint has a significant effect on adhesive stresses, which emphasizes the need for a good surface treatment. The research in this field is aimed at minimizing the stresses in the adhesive joint at its free edges by geometric modifications of the ovelapping part and/or by changing the nature of the substrates. In this study, the finite element method is used to describe the mechanical behavior of bonded joints. Thus, a three-dimensional model is made to analyze the effect of defects in the adhesive joint at areas of high stress concentrations. The analysis consists of estimating the different stresses in an adhesive joint between two 2024-T3 aluminum plates. Two types of single lap joints(SLJ) were analyzed: a standard SLJ and another modified by removing 0.2 mm of material from the thickness of one plate along the overlap length, taking into account several factors such as the applied load, shape, size and position of the defect. The obtained results clearly show that the presence of a bonding defect significantly affects stresses in the adhesive joint, which become important if the joint is subjected to a higher applied load. On the other hand, the geometric modification made to the plate considerably reduces the various stresses in the adhesive joint even in the presence of a bonding defect.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.39-46
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• 2017

본 연구는 평판형 히터용 금속방열판상의 세라믹 절연층 제조, 즉 절연성 금속기판에 관한 것이다. 반도체나 디스플레이의 열처리 공정 등에 사용되는 평판형 히터를 제조함에 있어서, 온도 균일도를 높이기 위해 금속 방열판으로서 열전도율이 높고, 비교적 가벼우며, 가공성 좋은 알루미늄 합금 기판이 선호된다. 이 알루미늄 기판에 발열 회로 패턴을 형성하기 위해서는 금속 기판에 절연층으로서 고온 안정성이 우수한 세라믹 유전체막을 코팅하여야 한다. 금속 기판상에 세라믹 절연층을 형성함에 있어서 가장 빈번히 발생하는 첫 번째 문제는 금속과 세라믹의 이종재료 간의 큰 열팽창계수 차이와 약한 결합력에 의한 층간박리 및 균열발생이다. 두 번째 문제는 절연층의 소재 및 구조적 결함에 따른 절연파괴이다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해소를 위해 금속소재 기판과 세라믹 절연층 사이에 완충층을 도입하여 이들 간의 기계적 매칭과 접합력 개선을 도모하였고, 다중코팅 방법을 적용하여 절연막의 품질과 내전압 특성을 개선하고자 하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제33권2호
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• pp.80-87
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• 2017

목적: 이 연구는 새로운 레진계 근관실러인 Any-Seal의 여러 물성을 AH Plus Jet와 비교하여 평가하고자 했다. 연구 재료 및 방법: 흐름성, 방사선 불투과성, 압축 강도를 ISO 6876/2001기준에 의해 측정하였다. 흐름성은 실러 0.05 mL를 두 개의 유리판 사이에 놓고 100 g의 무게로 눌러 측정했다. 실러 혼합 10분 뒤 무게를 제거하고 눌려진 실러의 지름을 측정했다. 방사선 불투과성은 각 근관실러를 지름 10 mm, 높이 1 mm의 디스크형 시편으로 만들어 aluminum step wedge와 함께 방사선 촬영을 하여 분석했다. 압축 강도는 각 실러를 4 mm 지름과 6 mm 높이의 실린더 형태로 만든 다음 24시간 후와 1주일 후에 측정했다. 결과: 두 근관실러의 흐름성과 방사선 불투과성 값은 ISO 6876/2001조건에 맞았다. 흐름성은 AH Plus Jet와 Any-Seal 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). AH Plus Jet가 방사선 불투과성 값을 나타냈다(P < 0.05). 24시간 후와 1주일 후 모두에서 AH Plus Jet가 더 높은 압축 강도를 보였다(P < 0.05). 결론: Any-Seal이 낮은 압축 강도를 보였으므로 다른 물리적, 생물적 특성에 대해 더 많은 연구가 임상적 활용 전에 필요할 것으로 생각한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.542-547
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• 2013

본 연구에서는 알루미늄 폼 코어 복합재료의 기계적 성질을 시뮬레이션 해석을 통하여 고찰하였다. 시험편 모델에는 50J, 70J, 100J의 충격에너지를 가하였다. 50J, 70J 및 100J의 충격에너지에 대해서는 각각 3.4 ms, 3.2 ms 및 3.2 ms의 시점에서 최대하중이 발생하였다. 50J의 충격에너지를 가한 경우는 스트라이커가 복합재료의 상부 면재를 뚫고, 심재까지 손상을 입혔다. 그러나 하부 면재까지는 손상이 없이 그대로이었고 52 J의 에너지가 발생하였다. 70J의 충격에너지를 가한 경우는 스트라이커가 상부 면재를 관통한 후 하부 면재까지 손상을 주었고 65 J의 에너지가 발생하였다. 100J의 충격에너지를 가한 경우는 스트라이커가 면재와 심재를 완전히 관통하여 손상을 주었다. 스트라이커가 상부 면재를 관통하는 시점에서는 최대하중이 되고 그 후로는 하중이 급격히 감소하다가 하부 면재에 도달할 때에 다시 급격히 증가하고 있다가 감소하였고 95 J의 에너지가 발생하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권7호
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• pp.385-390
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• 2017

응집 침전기술인 방사능 오염물질의 처리장치의 용존성 Cs 처리특성을 평가하였다. 방사능 오염물질 처리장치는 전흡착부, 고형물침전부, 후흡착부로 구성하였다. 흡착제는 천연광물 일라이트를 입자크기에 따라 LPI (Large Particle Illite), SPI (Small Particle Illite)로 구분하여 사용하였고, 응집제는 고염기도 PAC (poly aluminum chloride)을 사용하였다. 흡착제는 판상구조형태로 주로 석영, 조장석, 백운모로 구성되었으며, LPI, SPI의 Surface area는 각각 $4.201m^2/g$, $4.227m^2/g$으로 나타났고 입자크기는 각각 $197.4-840.9{\mu}m$, $3.28-53.57{\mu}m$로 나타났다. 천연광물인 일라이트의 흡착효율은 LPI는 82.8%, SPI는 85.6%로 나타났고 흡착제 회수에 대한 간접적인 지표인 탁도의 제거율은 96.4%, 98.3%로 나타났다.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권4호
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• pp.377-383
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• 2013

이 연구의 목적은 치과임상에서 사용되는 8종의 합착용 시멘트의 방사선불투과성을 디지털 방사선 촬영술로 평가하는 것이었다. BisCem, Clearfil SA Luting, Duolink, Maxcem Elite, Multilink Speed, Panavia F 2.0, RelyX Unicem Clicker, V-link의 8종의 재료를 5개의 원형 시편 (직경: 4 mm, 두께: 1 mm)으로 제작하였고 사람 치아의 법랑질과 상아질 시편을 1 mm 두께로 준비하여 알루미늄 스텝 웨지와 함께 촬영하였다. 관전압 70kVP, 관전류 4 mA, 노출시간 0.156초, 초첨 필름간 거리는 30 cm으로 영상판을 이용하여 촬영하였으며, ImageJ 소프트웨어를 이용하여 평균 회색조 수치를 측정하고, 이를 흡수계수로 환산한 후 검량선(calibration curve)을 이용하여 각 합착용 시멘트의 등가 알루미늄 두께를 구하였다. 합착용 시멘트의 평균 방사선불투과성은 알루미늄 두께 0.71 ~ 5.66 mm로, RelyX Unicem Clicker (0.71 mm Al)을 제외하고는 등가 알루미늄 두께 보다 높은 방사선불투과성을 보여 ISO 규격을 만족하였으며, 법랑질은 1.79 mm, 상아질은 0.19 mm 두께의 알루미늄에 해당하는 방사선불투과성을 나타내었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-151
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• 2013

목 적: 본 연구에서 우리는 6 MeV 전자선의 조사야 확대에 따른 선량변화가 차폐물질 원자번호와 관계가 있음을 알아보고 그 영향인자를 분석 하고자 한다. 대상 및 방법: 먼저 평행평판형 전리함(Exradin P11)을 $25{\times}25cm^2$ 폴리스티렌 팬텀표면에 평탄하게 끼운다. 허용투과율 5% 두께의 알루미늄, 구리, 납 물질들을 팬텀 상단에 차폐시킨 후 조사야 $6{\times}6$, $10{\times}10$ 그리고 $20{\times}20cm^2$별로 측정하였다. 조사조건은 선원-표면간거리 100 cm에서 기준조사야인 $10{\times}10cm^2$에 6 MeV 전자선을 이용하여 100 cGy 조사하였다. 다음으로 MCNP (Monte Carlo N Particle Transport Code)를 이용하여 각 물질 통과 후 발생되는 광자수, 전자수, 그리고 축적에너지를 계산하였다. 결 과: 허용투과율 5% 두께에 대한 차폐물 종류에 따른 측정결과 조사야 $10{\times}10cm^2$을 기준으로 한 $6{\times}6cm^2$과 $20{\times}20cm^2$의 두께변화율은 알루미늄에서 각각 +0.06%와 -0.06%, 구리에서 각각 +0.13%와 -0.1%, 납에서 각각 -1.53%와 +1.92%였다. 계산결과 조사야 $10{\times}10cm^2$ 대비 $6{\times}6cm^2$, $20{\times}20cm^2$의 축적에너지는 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -4.3%와 +4.85%, 알루미늄 사용 시 각각 -0.87%와 +6.93%, 구리 사용 시 각각 -2.46%와 +4.48%, 납 사용 시 각각 -4.16%와 +5.57%였다. 광자수의 경우 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -8.95%와 +15.92%, 알루미늄 사용 시 각각 -15.56%와 +16.06%, 구리 사용시 각각 -12.27%와 +15.53%, 납 사용 시 각각 -12.36%와 +19.81%였다. 전자수의 경우 차폐를 하지 않았을 경우 각각 -3.92%와 +4.55%, 알루미늄 사용 시 각각 +0.59%와 +6.87%, 구리 사용 시 각각 -1.59%와 +3.86%, 납 사용 시 각각 -5.15%와 +4.00%였다. 결 론: 본 연구로 조사야 증가함에 따른 차폐물 두께가 저 원자번호에서 감소하며, 고 원자번호에서는 증가함을 볼 수 있었으며, 계산을 통해 저 원자번호물질에서는 저지방사선, 고 원자번호물질에서는 산란전자가 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.616-622
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• 2012

지진으로 인한 철도 고가교의 심각한 손상이 발생할 경우 구조물의 복구에 필요한 직접적인 손실과 통행제한에 따른 막대한 사회 간접적 손실이 발생한다. 따라서 철도 고가교 구조물은 적절한 내진성능을 확보하여야 하나, 기존 철도 시설에 대한 내진성능평가 결과 다수의 구조물에 대한 내진보강이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 5개의 고가교 기둥 축소모형을 제작하고, 4개의 기둥에 대하여 기존 보강공법의 단점을 개선한 HT-A 복합플레이트로 기둥을 보강하였다. 축력과 반복횡하중을 동시에 가하는 기둥의 실험을 실시하여 강성, 연성 및 에너지 소산능력 등의 내진성능을 평가한 결과 HT-A 복합플레이트로 보강된 철도 고가교 기둥의 향상된 내진성능을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권1호
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• pp.104-111
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• 2009

This paper shows the behaviors of macro- and micro-structures and mechanical properties for specimen's welding region welded by FSW. according to welding conditions with 5mm thickness aluminum 5083O alloy plate. It apparently results in defect-free weld zone in case traverse speed was changed to 32 mm/min under conditions of anti-clockwise direction and tool rotation speed such as 800 and 1250 rpm with tool's pin diameter of 5 ${\Phi}mm$ and shoulder diameter of 20 ${\Phi}mm$, pin length of 4.5 mm and tilting angle of $2^{\circ}$. The ultimate stress of ${\sigma}_T=331$ MPa and the yield point of 147 MPa are obtained at the condition of the travel speed of 32 mm/min with the tool rotation speed of 1250 rpm. There is neither voids nor cracks on bended surface of $180^{\circ}$ after bending test. The improvement of toughness after impact test was found. The lower rotating and traverse speed became, the higher were yield point, maximum stress and elongation(%) with the stresses and the elongation(%) versus the traverse speed diagram. Vickers hardness for cross section of welding zone were also presented. The typical macro-structures such as dynamically recrystallized zone, thermo-mechanically affected zone and heat affected zone and the micro-structures of the transverse cross-section were also showed. However, the author found out that the region of 6mm far away from shoulder circumference was affected by friction heat comprehensively, that is, hardness softened and that part of micro-structures were re-solid-solution or recrystallized, the author also knew that there is no mechanically deformation on heat affected zone but there are the flow of plastic deformation of $45^{\circ}$ direction on thermo-mechanically affected zone and the segregation of Al-Mg on nugget. The solid solution wt(%) of parent material as compared against of friction stir welded zone was comprehensively changed.