• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.47-58
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• 2008

대공간 구조는 형태저항구조로서, 기둥-보로 구성되는 일반적인 건축골조구조가 설계외력에 대해 휨 및 전단으로 저항되는 것에 반해, 구조물의 내부에 기둥이 없는 공간을 내포하는 대공간 구조는 축력 및 면내 단면력에 의해 저항되는 경우가 대부분이다. 이러한 특성상 공간구조에는 일반적으로 장스팬이 사용되는 경우가 많으며, 그 결과 일반적인 골조와는 달리, 부재에 발생하는 변형도가 작은 경우에도 큰 변형이 발생하는, 즉 대변형 혹은 유한변형을 동반하게 된다. 일반적으로 수치해석에 있어 비선형 해석이란 기하학적 비선형 및 재료적 비선형, 또는 이 두 가지를 동시에 고려한 복합 비선형 해석을 들 수가 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 기하학적 비선형을 고려한 비선형 평형방정식을 적용하고, 부재의 응력-변형률 관계를 이용하여 재료적 비선형성도 함께 고려하였다. 사용된 수치해석 기법은 불안정 경로의 해를 찾아갈 수 있는 호장법을 적용하여 하중-변위 곡선을 추적하였다. 또한, 해석 결과는 범용 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 비교 검토하였다. 본 연구의 수치 해석결과 제시한 평면 및 공간 트러스의 비탄성 비선형 거동을 정확하고 효율적으로 예측 가능한 것으로 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권2호
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• pp.298-305
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• 2005

과채류 포장용 기능성 항균포장지는 항균력이 우수한 식물성 항균소재(botanical antimicrobial agent-grapefruit seed extract mixture: BAAG)의 CaCO$_3$분말제재와 가스흡착제 기능을 소유한 제올라이트를 일정배합비율로 펄프지료에 첨가하여 TAPPI Standard Method T200 sp-96에 의거하여 제조하였다. 아울러, 보류향상제인 cationlc polyacrylamide (Ca-PAM)와 발수처리제 alkyl ketone dimer(AKD)도 같이 첨가하였다. 이때, 사용된 BAAG분말의 평균입자크기는 12.45였으며, Scanning Electron Microscope 촬영사진에서 CaCO$_3$에 침착되어 있는 BAAG 및 제올라이트가 육면체 형태의 미세한 분말로 지료상에 구성되어 있음을 알 수 있었으며, 포장원지내에 보류된 항균제의 보유량을 회분함량으로 측정한 결과, 항균제의 첨가량을 증가시킬수록 회분함량이 증가하는 것으로 미루어 Ca-PAM이 지료 섬유 네트워크내에 항균제를 정착시키는데 매우 효과적인 보류향상제로 작용함을 알 수 있었다. 한편, 분말형 항균제와 제올라이트를 지료에 첨가하여 포장원지를 제조하였을 때, 포장원지의 인장강도(tensile strength)와 파열강도(burst strength)는 항균제와 제올라이트를 첨가하지 않았을 때보다 다소 감소하는 경향을 나타내었고, 반면에 강성(stiffness)과 인열강도(tear strength)는 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나, 기능성 첨가제 분말의 첨가로 인하여 발생할 수 있는 골판지 상자의 라이너나 단위 포장용(itempackaging)포장지의 강도적 성질의 감소현상이 미미할 것으로 판단되어 항균포장지 제조에 사용되는 항균제와 제올라이트분말은 종이의 물성 열화에 미치는 영향이 크지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.33-43
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• 2005

본 연구는 단부의 경계조건에 따른 매설관의 동적응답을 규명하기 위해 축방향 및 축직각방향에 대해서 자유진동과 강제진동 해석을 수행하였다. 각 경계조건에서의 모드형상을 결정한 후 고유진동수를 구하고, 이들을 이용하여 강제 진동시 발생하는 매설관의 축방향에 대해 변위, 변형률 산정식과 축직각방향에 대한 변위, 휨변형률 산정식을 유도하였다. 또한 가능한 모든 단부 경계조건의 매설관에 대해 최대응력이 발생하는 위치와 크기를 산정하였으며, 매설관의 동적거동에 영향을 가장 많이 발생시킬 수 있는 공진현상을 나타내는 모드수를 예측할 수 있는 식을 제안하였고 관 단부 경계조건이 매설관의 동적응답에 미치는 영향에 대한 규명과 관의 동적응답에 영향을 주는 매개변수들의 영향에 대해 규명하였다.

• 한국안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.63-71
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• 2009

In order to improve flame retardancy, the halogen free organic melamine phosphate(M-P) flame retardant was synthesized from melamine and phosphoric acid by the reaction of precipitation. The ignition test was carried out preparing hybrid flame retardant compound($H_bFRC$) consisting of organic M-P and inorganic Mg$(OH)_2$ as a flame retardant in the polyolefin resins. The flame retardancy and mechanical properties of flame retardant aluminum composite panel($H_bFRC$-ACP) were performed to investigate the possibility of the composite material, which was contained M-P, as a inner core for $H_bFRC$-ACP. For this study, the results of ignition test indicate that a char formation and drip suppressing effect, and combustion time reduced as the content of M-P increased. The limited oxygen index(LOI) values were measured 17.4vol% and 31.5vol% for LDPE only and $H_bFRC$-3(M-P content: 15wt%), respectively. And it was verified that the $H_bFRC$-3 was needed more oxygen quantity with the increase of M-P content when it combustion. Also, the results from thermogravimetric analysis were observed endothermic peak at $350^{\circ}C$ and $550^{\circ}C$, it was confirmed predominant thermal stability though the wide temperature range by the mixture of M-P and Mg$(OH)_2$. The LDPE-ACP (using only LDPE as a inner core), $35.13kW/m^2$ of heat release rate(HRR) and 13.43MJ/m2 of total heat release(THR) were measured while the $H_bFRC$-ACP, $10.44kW/m^2$ of HRR and 1.84MJ/m2 of THR were measured by results of cone calorimeter test. In case of $H_bFRC$-ACP, the average gas emission amount of CO and $CO_2$ could be decreased down to 25% and 20%, respectively, in comparison with LDPE-ACP. The mechanical properties such as tensile strength, bending strength and adhesion strength of $H_bFRC$-ACP were revealed slightly high values $54N/mm^2$, $152N/mm^2$ and 120N/25mm, respectively, compared with LDPE-ACP. It was confirmed that flame retardancy was improved with the synergy effect because of char formation by M-P and hydrolysis by Mg$(OH)_2$. The result of this study suggest that $H_bFRC$ can be applied for an adequate halogen free flame retardant composite material as a inner core for ACP.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.369-376
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• 2003

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500m에 처분 시 사용되는 처분용기 및 이를 보호하기 위하여 50㎝ 두께로 처분용기 주위를 감싸고 있는 벤토나이트 버퍼의 복합구조물에 지진 등의 지각 변동에 의하여 갑작스럽게 10㎝의 수평한 암반 전단력이 대칭적으로 가해졌을 때, 처분용기의 안전성(붕괴)을 예측하기 위하여 「처분용기+벤토나이트 버퍼」 복합 구조물에 대한 비선형 구조해석을 수행하였다. 복합구조물을 구성하고 있는 물질들은 탄소성체로 가정하였으며, 대변형 발생 시 항복을 예측하는 항복조건식으로는 처분용기를 구성하고 있는 금속물질(구리, 주철)에 대하여 von-Mises 항복조건식을, 벤토나이트 버퍼물질에 대하여는 Drocker-Prager 항복조건식을 적용하였다. 해석 결과들을 분석하면 비록 10㎝의 수평한 대칭 암반 전단력에 대하여 벤토나이트 버퍼에는 항복점을 훨씬 상회하는 대변형이 발생하였지만, 내부의 처분용기를 구성하고있는 주철 및 구리에는 여전히 매우 작은 탄성변형 및 항복응력보다 작은 응력이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 갑작스런 10㎝의 수평한 암반 전단력에 대하여 50㎝ 두께의 벤토나이트 버퍼는 안전하게 내부의 처분용기를 보호하고 있음을 알 수가 있다. 해석결과는 또한 벤토나이트 버퍼의 전단변형에 의하여 처분용기에 휨변형이 발생함을 보여주고 있다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.165-175
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• 1997

본 연구에서는 현재 자동차구조에 사용되고 있는 점용접 보강 리어사이드 프레임, 비보강 리어사이드 프레임 및 레이저 용접을 이용한 이종두께 리어사이드 프레임의 응력, 좌굴 및 진동해석이 수행되었다. 응력 및 진동해석의 경계조건은 양단고정이며, 좌굴해석시에는 단순지지 경계조건을 사용하였다. 구조해석에는 ANSYS 5.0 Code를 사용하였다. 점용접된 리어사이드 프레임의 최대응력은 메인프레임에서 발생하였으며, 그값은 80.9MPa이다. 이때의 최대변형률은 501.mu.이다. 이종두께 레이저 용접된 리어사이드 프레임은 두께가 1.8mm일 때 점용접 보강 리어사이드 프레임의 최대응력과 같아진다. 따라서 동일등가 응력을 기준으로 할 때 레이저 용접을 이용하면 중량을 17.2% 줄일 수 있다. 양단 단순지지된 보강 점용접 리어사이드 프레임의 좌굴하중은 52.54kN이다. 이때 동일한 좌굴하중을 갖는 이종두께 레이저 프레임의 두께는 1.9mm이다. 따라서 중량을 15% 감소시킬 수 있다. 보강된 점용접 리어사이드 프레임의 고유진동수는 163.6Hz로 굽힘모드이며, 이종두께 레이저 용접 리어사이드 프레임의 고유진동수는 179.8Hz이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.329-334
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• 2017

다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 치위생과학회지
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• 제10권6호
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• pp.445-450
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• 2010

본 연구에서는 열중합 의치상 레진에 유리 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유를 2.6%, 5.3% 부피비로 첨가하여 섬유의 종류에 따른 강화효과를 평가하고, 각 섬유를 두 가지로 조합한 hybrid FRC를 제작하여 동일 함량의 단독 섬유 FRC보다 굴곡성질이 더 우수한지 평가하고자 하였다. 단독 섬유 FRC에서는 5.3% 부피비의 GL, PE 섬유군의 굴곡강도가 높게 나타났다. 두 가지 섬유 조합FRC의 굴곡강도는 단독 섬유 FRC보다 증가하는 양상을 보였으나, 5.3% GL, PE 섬유군과 유의한 차이가 없었다. 단독 섬유 FRC의 굴곡계수는 5.3% 부피비의 GL 섬유군이 가장 높게 나타났다. 두 가지 섬유 조합FRC의 굴곡계수는 단독 섬유 FRC의 5.3% GL 섬유군보다 높게 나타나 유의한 차이를 보였다. 열중합 의치상 레진의 강화를 위해 섬유를 단독으로 이용할 경우 5.3% 부피비로 첨가한 유리 섬유가 굴곡강도와 굴곡계수 면에서 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 본다. 두 가지 섬유 조합FRC의 경우 굴곡강도 면에서는 강화효과가 크지 않았지만, 굴곡계수 면에서 볼 때 유리섬유를 하방에 아라미드 섬유를 그 상방에 위치 시킨 조합을 의치상의 강화에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 본다.

• Composites Research
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• 제33권4호
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• pp.228-233
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• 2020

본 논문은 유리섬유강화 복합재료(GFRC)를 사용하여 단일 랩 전단 시험을 진행하고, 단일 랩 전단 시험을 진행하면서 연필심을 이용한 종이센서(PLDPS)를 적용하였다. 복합재료의 접착은 비스페놀-A계 에폭시와 아민계 경화제를 혼합하여 접착제로 사용하였다. 접착물성의 차이를 주기 위해 각기 다른 조건에서 경화시켰고 물성이 달라진 것을 확인하였다. 연필심을 이용한 종이센서는 A4용지에 4B연필을 사용하여 제작하였다. 연필에 있는 흑연은 전기가 통하는 물질이므로 전기저항을 측정할 수 있다. 연필심을 이용한 종이센서에 단일 랩 전단 시편에 붙은 위치에 따라 전기저항의 변화를 관찰하였고, 붙이는 두 위치에 따라 전기저항의 변화가 다르게 나오는 것을 확인하였다. 또한, 랩 전단변형률에 따라서 전기 저항의 변화도 관찰하였다. 랩 전단변형률이 높으면 전기 저항 변화도 큰 것을 확인했다. 접착부분의 변형이 클수록 시편이 휘는 정도도 커져 전극 사이의 거리변화도 크게 만들기 때문이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.821-831
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• 2013

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화를 통해 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 파괴확률 50%에서의 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해 도시철도에서 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 누적통과톤수에 의한 레일교체기준(약 8억톤)보다 약 2억톤이상 연장 사용이 가능하며, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다.