• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.157-162
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• 2001

Fretting is a potential degradation mechanism of structural components and equipments exposed to various environments and loading conditions. The fretting degradation, for example, can be observed in equipments of nuclear, fossil as well as petroleum chemical plants exposed to special environments and loading conditions. It is well known that a cast stainless steel(CF8M) used in a primary reactor coolant(RCS) degrades seriously when that material is exposed to temperature range ken $290^{\circ}C{\sim}390^{\circ}C$ for long period. This degradation can be resulted into a catastrophical failure of components. In the present paper, the characteristics of the fretting fatigue are investigated using the artificially aged CF8M specimen. The specimen of CF8M are prepared by an artificially accelerated aging technique holding 1800hr at $430^{\circ}C$ respectively. Through the investigations, the simple fatigue endurance limit of the virgin specimen is not altered from that obtained from the fatigue tests imposed the fretting fatigue. The similar tests are performed using the degraded specimen. The results are not changed from those of the virgin specimen. The significant effects of fretting fatigue imposed on both virgin and degraded specimen on the fatigue strength are not found.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권1호
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• pp.186-195
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• 2002

The mechanism of micro machining of reacted layer on silicon surface were proposed. The depth of reacted layer and the change of mechanical property were measured and analyzed. Depth of hydrated layer which is created on the surface of silicon by potassium hydrate was analyzed with SEM and XPS. The decrease of the micro victors hardness of silicon surface was shown with the increase of the concentration of potassium hydrate and the change of the dynamic friction coefficient by chemical reacted layer was measured due to the readiness of machining. The experiment of groove machining was done with 3-axis machine with constant load. With chemical mechanical micro machining the surface crack and burrs generated by both brittle and ductile micro machining were diminished. And the surface profile and groove depth was shown in accordance with the machining speed and reaction time with SEM and AFM.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.104-108
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• 2003

스크래칭 시험(scratching test)을 이용하여 단결정 실리콘의 수직하중에 대한 마찰계수, AE(Acoustic Emission) 신호와 긁힌 자취의 미세균열을 관찰하고 그 결정구조를 분석하였다. 스크래칭 시험은 하중인가속도(loading rate)를 100N/min으로 하고 스크래칭 속도(scratching speed)를 1, 3, 6, 10mm/min의 4가지로 하여 최대 30N이 될 때까지 행하였다. 그 결과, 수직하중 또는 스크래칭 속도가 증가할 때 마찰계수, AE, 균열밀도는 증가하는 경향을 나타내었다. 스크래칭, 자취에 대한 마이크로 라만 분광법을 이용한 결정구조 분석결과, 스크래칭 속도가 느린 조건에서 압력인가에 따른 실리콘의 다이아몬드 구조에서 다른 고압상의 구조로의 상전이 현상을 관찰할 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.941-947
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• 2008

철도차량의 제동에는 전기의 회생, 발전을 이용하는 전기적 제동장치와 함께 차륜 답면 및 디스크를 사용하는 기계식 제동장치가 적용된다. 특히 브레이크 디스크의 제동작용에 있어서, 디스크와 마찰패드와의 마찰을 통해 차량의 운동에너지가 열에너지로 변환되며 이때 디스크 표면에는 매우 높은 온도가 집중하게 된다. 이러한 고온 집중의 반복에 의해 디스크 표면에는 열피로에 기인한 열균열이 발생하게 된다. 발생된 열균열은 차량 유지보수성능을 저하시키고 최악의 경우 대규모의 사고를 유발할 수도 있다. 본 연구에서는 보다 높은 내열성을 갖는 브레이크 디스크 소재를 개발하기 위한 과정의 일환으로 재료의 내열성 비교시험절차를 구축하였다. 또한 현재 새마을호 및 무궁화호 열차에서 사용되는 브레이크 디스크 재질을 이용한 시험을 통해 시험 절차의 효용성을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.389-396
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• 2016

The sealing robot must be able to calculate the slope of a contact surface for complete adherence of the sealing on different concrete shapes. After the slope is obtained, the robot will track on the surface of the concrete, but this process contains an error in the actual purpose of the force command. The reason this a phenomenon occurs, the non-linearity of the contact surface and the end-effector, is due to parasitic coupling. Errors like make it difficult to measure accurately the respective factors. Therefore, it is regarded as a disturbance that occurs when it follows the work surface it. In this paper, we selected the friction coefficient of the surface as a control factor and designed a compensator to reduce effects of disturbance. Finally, in view of the non-linearity of the end-effector of a robot to contact surfaces directly, we propose a robust force tracking controller in the finite range for managing disturbances that occur during the sealing.

• Advances in concrete construction
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• 제3권2호
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• pp.127-143
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• 2015

Steel fibre reinforced concrete (SFRC) is an anisotropic material due to the random orientation of the fibres within the cement matrix. Fibres under different inclination angles provide different strength contribution of a given crack width. For that the pull-out response of inclined fibres is of great importance to understand SFRC behaviour, particularly in the case of fibres with hooked ends, which are the most widely used. The paper focuses on the numerical modelling of the pull-out response of this kind of fibres from high-strength cementitious matrix in order to study the effects of different inclination angles of the fibres to the load-displacement pull-out curves. The pull-out of the fibres is studied by means of accurate three-dimensional finite element models, which take into account the nonlinearities that are present in the physical model, such as the nonlinear bonding between the fibre and the matrix in the early stages of the loading, the unilateral contact between the fibre and the matrix, the friction at the contact areas, the plastification of the steel fibre and the plastification and cracking of the cementitious matrix. The bonding properties of the fibre-matrix interface considered in the numerical model are based on experimental results of pull-out tests on straight fibres.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권1호
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• pp.27-44
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• 2022

Gravelly soil is a kind of special geotechnical material, which is widely used in the subgrade engineering of railway, highway and airport. Its mechanical properties are very complex, and will greatly influence the stability of subgrade engineering. To investigate the mechanical properties and failure mechanism of gravelly soils, this paper introduced and verified a new discrete element method (DEM) of gravelly soils in large scale direct shear test, which considers the actual shape and broken characteristics of gravels. Then, the stress and strain characteristics, particle interaction, particle contact force, crack development and energy conversion in gravelly soils during the shear process were analyzed using this method. Moreover, the effects of gravel content (GC) on the mechanical properties and failure characteristics were discussed. The results reveal that as GC increases, the shear stress becomes more fluctuating, the peak shear stress increases, the volumetric strain tends to dilate, the average particle contact force increases, the cumulative number of cracks increases, and the shear failure plane becomes coarser. Higher GC will change the friction angle with a trend of "stability", "increase", and "stability". Differently, it affects the cohesion with a law of "increase", "stability" and "increase".

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.327-351
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• 2009

본 논문은 대심도 또는 과지압 암반에서 2차지압으로 인해 발생되는 취성파괴와 관련한 실내실험을 수행하고, 취성파괴 현상을 잘 예측할 수 있는 CWFS(Cohesion Weakening Frictional Strengthening)모델을 이용한 수치해석을 수행하였다. 암석의 거동을 분석하고 손상의 함수인 암석강도정수를 도출하기 위하여 일축압축강도실험과 손상제어실힘을 수행하였다. 일축압축강도실험결과 균열개시응력은 화강암, 편마암 구분 없이 일축압축강도의 41~42% 정도로 분석되었으며, 반면 균열손상응력은 화강암은 일축압축강도의 75%, 편마암은 일축압축강도의 97%의 값으로 분석되었다. 손상제어실험결과 균열손상응력과 최대하중은 Peak하중 이후 감소하는 것으로 나타났다. 또한 점착력은 감소하고 마찰각은 증가하는 양상을 보였다. Peak하중 이전에는 탄성계수가 증가하고 Peak하중 이후에는 감소하였다. 그리고 포아송비는 손상이 진행될수록 증가하는 양상을 보였다. 일축압축강도실험과 손상제어실험의 균열개시응력과 균열손상응력의 비교분석결과 손상제어실험의 균열개시응력은 일축압축강도실험에서 얻어진 균열개시응력의 범위에서 변화하는 양상을 보였고, 균열손상응력은 일정 손상수준에서 일축압축강도실험에서 얻어진 값보다 작은 값으로 나타났다. 실내실험결과로부터 CWFS모델의 입력 파라미터를 도출하여 수치해석에 적용하여 취성파괴 발생 한계토피고를 구했다. CWFS모델을 이용한 수치해석으로부터 예측된 한계토피고와 손상지수로부터 예측된 한계토피고를 비교한 결과, 취성파괴 발생 한계토피고를 정확히 예측하지 못하는 결과를 나타냈다. 따라서 원형터널에만 적용기한 손상지수를 사용하는 것은 문제가 있다고 판단된다. 이를 개선하기 위해 터널의 형상을 고려한 형상계수를 손상지수에 적용하였다. 터널의 형상을 고려한 수정된 손상지수로부터 예측된 한계토피고는 수치해석결과와 거의 동일한 결과를 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권5호
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• pp.426-431
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• 2007

고에너지 초음파 여기 탄성파가 물체의 균열, 박리 등의 결함 부위를 통과할 때 서로 맞닿은 결함면은 균일하게 진동하지 않는다. 초음파 입사에 따른 결함 면 사이의 마찰(friction), 문지름 (rubbing) 또는 부딪침(clapping) 에 의해 진동 에너지가 결함 부위에서 국부적인 열로 변환된다. 이를 적외선 열 영상 카메라로 관측하면 구조물의 결함을 실시간으로 검출할 수 있다. 본 논문에서는 초음파 열 영상 검사를 이용한 인코넬 합금 박판의 브레이징 접합 결함 검출에 대해 기술한다. 2 kW 의 전력과 23 kHz 대역의 가진 주파수를 갖는 초음파 펄스를 280 ms 기간 동안 인코넬 합금의 브레이징 접합 박판에 입사시켰다. 브레이징 접합부의 결함위치 부근의 인코넬 합금 박판의 양면이 맞닿은 경계선에서 아주 밝은 국부적인 발열(핫 스팟)이 적외선 열 영상 카메라에 의해 관측되었으며 브레이징 접합 결함 위치에서도 미약한 열이 관측되었다. 배경 감산 평균 및 히스토그램 평활화 처리 등의 영상처리를 통해 브레이징 접합의 결함을 확인하였다.

• 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.