• Geomechanics and Engineering
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• 제19권5호
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• pp.421-434
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• 2019

It is of great significance to study the mechanical properties and failure mechanism of the defected rock for geological engineering. The defected sandstone modeling with power-law distribution of pre-cracks was built in this paper by Particle Flow Code software. Then the mechanical properties of sandstone and the corresponding failure process were meticulously analyzed by changing the power-law index (PLI) and the number of pre-cracks (NPC). The results show that (1) With the increase of the PLI, the proportion of prefabricated long cracks gradually decreases. (2) When the NPC is the same, the uniaxial compressive strength (UCS) of sandstone increases with the PLI; while when the PLI is the same, the UCS decreases with the NPC. (3) The damage model of rock strength is established based on the Mori-Tanaka method, which can be used to better describe the strength evolution of damaged rock. (4) The failure mode of the specimen is closely related to the total length of the pre-crack. As the total length of the pre-crack increases, the failure intensity of the specimen gradually becomes weaker. In addition, for the specimens with the total pre-crack length between 0.2-0.55 m, significant lateral expansion occurred during their failure process. (5) For the specimens with smaller PLI in the pre-peak loading process, the concentration of the force field inside is more serious than that of the specimens with larger PLI.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.99-107
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• 2001

어선 제작시 어선의 고속화 및 어로작업 등에 의한 내구성을 향상시키기 위해 선각재질이 가볍고, 강도, 화재 및 해수의 부식 등에 뛰어난 재료의 사용이 요구되어지고 있다. 이러한 어선으로서는 크게 FRP어선과 Al어선으로 대별할 수 있다. 그러나 FRP어선은 가볍고 강도는 우수하나 인화성이 높아서 열에 매우 약하고 선박 제작 과정에 있어 인체에 해로운 유해성분이 발생할 뿐만 아니라, 폐선의 경우 산업폐기물로써 환경 오염에 큰 영향을 미치고 있다. 그런 반면에, Al어선은 FRP어선의 단점을 보완할 수 있는 재료로써, 고강도 및 경량화의 효과를 낼 수 있고, FRP어선보다 인화성이 낮아서 열에 강하고, 내구성이 높아 해수의 부식방지에 뛰어나므로 Al 어선의 개발이 시급한 실정이다. 그러나, 알루미늄 합금은 용접성이 좋지 않고 용접변형 및 균열이 발생하고, 건조 비용이 비싸다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 Al 합금 접합시의 문제점 해결방안으로 용접이음부의 새로운 형상을 개발하고 개발한 신형상에 대한 역학적 거동을 규명하고자 하였다. 이를 위해, 먼저 평판 이론을 이용하여 구조부재를 단순화하여 평판, 보강판, 신형상에 대하여 해석함으로써 강도를 비교 검토하고, 이러한 결과를 토대로 자체 개발된 용접열전도 및 용접열응력 수치해석 프로그램을 사용하여 평판과 신형상의 온도분포, 용접잔류응력, 인장, 압축시의 강도를 수치시뮬레이션을 통하여 비교, 검토하였다. 또한, 인장 시험편을 제작하여 실험을 통하여 강도를 비교함으로써 신형상에 대한 적용 가능성 및 역학적 우수성을 입증하고자 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.525-534
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• 2006

기둥과 보를 핀접합부로 연결하는 경우 볼트열과 기둥플랜지면 사이의 편심거리에 의해 강관면에 국부적인 모멘트가 유발 되어 기둥의 내력을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 각형강관 기둥-보 핀접합부를 대상으로 유한요소해석 프로그램을 이용하여 기둥의 폭과 두께 변화, 내부보강 유무, 축력의 유무에 의한 변수로 모멘트에 의한 각형강관 기둥의 내력저하를 규명하기위해 해석을 수행 하였다. 유한요소해석결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 일부 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 제안하기 위해 항복선 이론을 적용하였다. 그 결과 각형강관 기둥-보 편접합부의 모멘트에 의한 기둥의 내력은 폭과 두께의 증가에 따라 향상되었으며 기둥의 폭두께비가 동일하여도 기둥의 크기 증가로 내력이 향상되었다. 각형강관 기둥의 무보강형태에 대한 내력의 한계치를 제시 하였으며 한계치를 만족하지 못하는 경우 기둥 내부의 보강이 필수적이다. 따라서 각형강관 기둥의 내력 향상과 제작성을 고려하여 수평보강재 의 형태를 제안하였다. 최종적으로 모멘트에 의한 내력저하를 고려한 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 무보강형태와 수평보강형태로 각각 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.543-551
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• 2006

최근까지 벽식 스틸하우스에 구조재로 주로 적용되어오고 있는 박판냉간성형형강 스터드의 경우 열교현상에 의한 단열상의 문제를가지고 있기 때문에 추가적인 단열재를 사용하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 개념의 아연도금강판(t =1.0mm-1.2mm)과 난연 강화플라스틱(GFRP) 패널 (t=4.0mm-6.0mm)로 구성된 복합스터드가 개발되었다. 복합스터드 패널을 주택 에 적용하기 위하여, 복합스터드의 구조적인 거동 및 내하력 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 ATTM(Axial/Torsional Test machine)을 이용하여 수행된 압축력과 비틂을 동시에 받는 복합스터드의 실험적인 연구결과를 기술하였다. 압축-비틂 실험의 주요 변수는 복합스터드의 길이, 초기 압축력, 가력방법 등이며, 초기 압축력을 일정하게 유지한 상태에서 스터드 시험체가 종국적인 파괴에 이르도록 비틂 하중을 점차 증가시키는 방법으로 실험을 수행하였다. 또한 고강도 아연도금강판과 GFRP의 기계적인 특성을 고려한 비선형 유한요소해석을 수행하여 실험결과와 비교, 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.87-92
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• 2014

지압형 앵커는 지반 자체를 지지기구로 활용하여 인발에 저항하는 구조이며 앵커의 인발저항력은 지반의 지압저항력과 확장날개의 확공부 공벽 압착에 의한 마찰저항력으로 구성된다. 특히 확공 지압형 앵커는 정착장 확공부에서 발생하는 지압저항력으로 인발에 저항하여 지반변형을 억제하기 위한 주동보강 방식의 구조이다. 본 연구는 확공 지압형 앵커의 지압저항력 산정을 위해 수행되었으며, 실모형실험으로 지압저항력을 산정하고 그 결과를 지반의 일축압축강도와 비교하였다. 실모형실험에서는 모형지반들의 일축압축강도를 8개의 풍화암 조건으로 모사하여 앵커 인장시험을 수행해 지압저항력을 측정하였다. 실험에서 도출된 지압저항력은 모사된 지반강도와 일련의 선형적 관계를 보였으며, 선형회귀분석을 통해 경험식을 제시하였다. 지압저항력은 실모형 실험 결과 일축압축강도 대비 약 13배로 산정되었고, 이론식에서 제시하고 있는 수치와 상당히 일치하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.91-105
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• 2015

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 실시하여 말뚝의 하부에서 실시된 터널시공으로 인한 말뚝의 거동을 말뚝선단의 상대위치를 고려하여 분석하였다. 수치해석에서는 순수하게 터널굴착으로 인해 유발된 (tunnelling-induced) 말뚝침하, 축력분포, 전단응력 및 겉보기안전율의 변화를 심도 있게 고찰하였다. 말뚝의 선단이 터널굴착에 대한 말뚝선단의 위치를 고려한 영향권 내부에 존재하는 경우 말뚝의 침하는 Greenfield 조건의 최대침하와 인근지반의 침하를 초과하는데 비해, 횡방향 이격거리가 증가하여 영향권 외부에 있는 경우 말뚝의 침하는 그 반대의 경향을 보였다. 말뚝선단이 영향권 내부에 존재하는 경우 tunnelling-induced 인장력이 발생하지만, 말뚝선단이 영향권의 외부에 존재할 경우 말뚝침하를 초과하는 인근지반의 침하로 인해 압축력이 발생하는 것으로 분석되었다. 터널굴착으로 인한 말뚝침하의 증가로 말뚝의 겉보기안전율(apparent factor of safety)은 말뚝선단이 영향권 내부에 존재할 경우 1.0 미만으로 감소하는 것으로 나타나 말뚝의 사용성에 심각한 문제가 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 분석한 말뚝선단의 위치에 대한 영향권 내부 및 외부에서의 말뚝의 거동을 말뚝의 침하, 축력 및 겉보기안전율에 대해 심도 있게 고찰하였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제19권2호
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• pp.345-371
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• 1994

Restorative procedures can lead to weakening tooth due to reduction and alteraton of tooth structure. It is essential to prevent fractures to conserve tooth. Among the several parameters in cavity designs, cavity isthmus and depth are very important. In this study, MO amalgam cavity was prepared on maxillary first premolar. Three dimensional. finite element models were made by serial photographic method and cavity depth(1.7mm, 2.4mm) and isthmus (11 4, 1/3, 1/2 of intercuspal distance) were varied. linear, eight and six-nodal, isoparametric brick elements were used for the three dimensional finite element model. The periodontal ligament and alveolar bone surrounding the tooth were excluded in these models. Three types model(B, G and R model) were developed. B model was assumed perfect bonding between the restoration and cavity wall. Both compressive and tensile forces were distributed directly to the adjacent regions. G model(Gap Distance: 0.000001mm) was assumed the possibility of play at the interface simulated the lack of real bonding between the amalgam and cavity wall (enamel and dentin). When compression occurred along the interface, the forces were transferred to the adjacent regions. However, tensile forces perpendicular to the interface were excluded. R model was assumed non-connection between the restoration and cavity wall. No force was transferred to the adjacent regions. A load of 500N was applied vertically at the first node from the lingual slope of the buccal cusp tip. This study analysed the displacement, von Mises stress, 1 and 2 direction normal stress and strain with FEM software ABAQUS Version 5.2 and hardware IRIS 4D/310 VGX Work-station. The results were as follows: 1. G model showed stress and strain patterns between Band R model. 2. B model and G model showed the bending phenomenon in the displacement. 3. R model showed the greatest amount of the displacement of the buccal cusp followed by G and B model in descending order. G model showed the greatest amount of the displacement of the lingual cusp followed by B and R model in descending order. 4. B model showed no change of the displacement as increasing depth and width of the cavity. G and R model showed greater displacement of the buccal cusp as increasing depth and width of the cavity, but no change in the displacement of the lingual cusp. 5. As increasing of the width of the cavity, stress and strain were not changed in B model. Stress and strain were increased on the distal marginal ridge and buccopulpal line angle in G and R model. The possibility of the tooth fracture was increased. 6. As increasing of the depth of the cavity, stress and strain were not changed in B and G model. Stress and strain were increased on the distal marginal ridge and buccopulpal line angle in R model. The possibility of the tooth fracture was increased.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.604-609
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• 2020

콘크리트 표면 마감에는 다양한 방법이 있으며, 시공성을 고려할 때 스프레이 방법이 효과적이나 리바운드 발생 현상이 발생한다. 통상 숏크리트의 손실률은 30-45%가량 보고되고 있으며, 이로 인하여 작업 효율 저하 및 공사비 상승 등의 문제를 발생시킨다. 이를 해결하고자 다양한 선행 연구가 진행되었으며 리바운드량을 저감하기 위해서는 사용재료에 따라 리바운드 발생 억제를 위해 배합을 조정하여야 하며 본 연구에서는 광촉매가 포함된 표면 마감재료에 적합한 리바운드 발생량 저감 목적의 배합 기술에 대한 기초 연구를 진행하였다. 본 연구의 선행연구로는 광촉매 성능에 대해 저감효과 및 최적 혼합 비율을 도출하였고, 선행연구를 바탕으로 규사 함량에 따른 리바운드 저감 및 혼화 재료 별 역학적 내구 특성 검증을 진행하였다. 시험 방법으로는 리바운드, 압축강도, 휨강도, 테이블 플로 시험으로 진행하였고, 모르타르 스프레이 장비의 작업성을 고려하였을 때 Flow 170±10mm로 고정하였다. 실험 변수로는 시멘트 중량 대비 규사 변수로 맞추어 리바운드량 측정을 하였고 규사는 5호, 7호 규사를 사용하였다. 실험 결과 최종 S-1 변수에서 가장 높은 압축강도를 나타냈고 리바운드 양을 최소화할 수 있었다. 이러한 결과는 규사 공극의 결합재가 충분히 충진하게 되어 골재 사이의 결합력이 증가되므로 낮은 리바운드 양을 확보할 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제35권4호
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• pp.742-766
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• 1997

The purpose of this study was to determine the effect of finish line design, amount of incisal reduction, and loading condition on the stress distribution in anterior all-ceramic crowns. Three-dimensional finite element models of an incisor all-ceramic crown with 3 different finish line designs : 1) shoulder with sharp line angle 2) shoulder with rounded line angle 3) chamfer : and 2 different incisal reductions : 2mm and 4mm were developed. 300 N force with the direction of 45 degree to the long axis of the tooth was applied at 3 different positions : A) incisal 1/3, B) incisal edge, C) cervical 1/5. Stresses developed in ceramic and cement were analyzed using three-dimensional finite element method. The results were as follows : 1. Stresses were concentrated in the margin region, which were primarily compressive in the labial and tensile in the lingual. 2. Stresses were larger in the area near line angle than on the crown surface of the margin region. In case of shoulder with sharp line angle, stresses were highly concentrated in the porcelain near line angle. 3. At the interface between porcelain and cement and at the porcelain above the margin on crown surface, stresses were the highest in chamfer, and decreased in shoulder with sharp line angle and shoulder with rounded line angle, respectively. 4. At the interface between cement and abutment on crown surface, stresses were the highest in shoulder with sharp line angle, and decreased in shoulder with rounded line angle and chamfer, respectively. 5. The amount of incisal reduction had little influence on the stress distribution in all-ceramic crowns. 6. When load was applied at the incisal edge, higher stresses were developed in the margin region and the incisal edge than under the other loading conditions. 7. When load was applied at the cervical 1/5, stresses were very low as a whole.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제37권2호
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• pp.90-103
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• 2016

본 연구는 유한 요소 법을 이용한 노화되어 강성/강도가 저하되는 요추 체의 얇은 피질과 해면 골의 하중 분담 비율 분석과 사용된 탄성계수들의 평가가 목적이다. 해면 골의 나은 해석을 위하여, 20년마다 압축 시험에서 얻은 탄성계수를 체적 공극 비율로 나눈 유효 탄성계수를 사용하였다. 이와 상응하는 피질 쉘도 공극 비율을 포함한 빔 이론의 수식들로부터 유효 탄성계수를 구한 후에 적용하였다. 또한 p-요소를 사용하여 수치 오차를 최소화하였다. 보고된 논문들을 참고하여 후관절 부분이 제거된 매개 변수적인 퇴행된 L3 척추 형상을 만들어 유한 요소 모델링 하였다. 일정 변위의 압축 조건을 가한 후에 여덟 조각의 부피 별로 각 뼈에서 탄성 변형률 에너지와 수직 하중의 비율을 사용하여 하중 분담 비율을 계산하였다. 결과로는 1) 20대에서 80대까지 해면 골의 하중 비율은 55%에서 49%로 감소하였다; 2) 피질 쉘은 중간 면에서 최고 비율을, 해면 골은 종판에서 최고 비율을 나타냈다; 3) 다공성 얇은 피질과 해면 골을 위한 유효 탄성계수의 사용은 적절하였다; 4) 두 방법을 이용하여 얻은 하중 분담 비율의 차이는, 전체 비율은 1% 미만 내에서 같지만 각 위치에서의 비율 값들은 약간 달랐다.