• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.125-133
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• 2011

가혹한 환경에 노출되는 콘크리트 교량바닥판에 대한 피해가 증가하면서 콘크리트 교량바닥판의 내구성 향상에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 고성능 콘크리트에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근, 새로운 광물질 혼화재로써 실리카흄과 같은 수준의 강도와 내구성 확보가 가능한 메타카올린이 높게 평가되고 있다. 이에 비해 국내의 메타카올린에 대한 연구 및 대체사용은 미진한 수준이며, 메타카올린 콘크리트를 교량바닥판에 적용하기 위한 검토도 매우 부족한 실정이다. 따라서 메타카올린 콘크리트를 교량바닥판에 적용하기 위해서는 장기적인 역학적 특성 및 교량바닥판에 요구되는 내구성에 대한 다양한 자료가 필요하다. 본 연구는 메타카올린 콘크리트를 적용한 교량바닥판의 장기적인 역학적 특성 및 내구성을 양생 재령에 따라 검토하는데 목적을 두었다. 역학적 특성은 압축강도 및 휨강도가 측정되었으며, 내구성의 경우는 건조수축, 염화물 저항성, 스케일링, 동결융해 저항성을 양생 재령에 따라 비교 평가하였다. 연구결과에 따르면, 메타카올린의 대체는 압축강도 및 휨강도 발현이 초기 및 장기 재령에서 우수하였다. 또한, 내구성 측면에서도 염화물 침투 저항성과 동결융해 저항성을 향상시켰다. 또한, 건조수축을 저감시키는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권4호
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• pp.461-475
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• 2013

A new experimental system of base-isolated structures is proposed. There are two kinds of dampers usually used in the base-isolated buildings, one is a viscous-type damper and the other is an elastic-plastic hysteretic-type damper. The base-isolated structure with a viscous damper and that with an elastic-plastic hysteretic damper are compared in this paper. The viscous damper is modeled by a mini piston and the elastic-plastic hysteretic damper is modeled by a low yield-point steel. The capacity of both dampers is determined so that the dissipated energies are equivalent at a specified deformation. When the capacity of both dampers is determined according to this criterion, it is shown that the response of the base-isolated structure with the elastic-plastic hysteretic damper is larger than that with the viscous damper. This characteristic is demonstrated through the comparison of the bound of the aspect ratio. It is shown that the bound of aspect ratio for the base-isolated structure with the elastic-plastic hysteretic damper is generally smaller than that with the viscous damper. When the base-isolated structure is subjected to long-duration input, the mechanical property of the elastic-plastic hysteretic damper deteriorates and the response of the base-isolated structure including that damper becomes larger than that with the viscous damper. The effect of this change of material properties on the response of the base-isolated structure is also investigated.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권6호
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• pp.821-838
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• 2012

This paper proposes a new three-layer pillar-type hysteretic damper system for residential houses. The proposed vibration control system has braces, upper and lower frames and a damper unit including hysteretic dampers. The proposed vibration control system supplements the weaknesses of the previously proposed post-tensioning vibration control system in the damping efficiency and cumbersomeness of introducing a post-tension. The structural variables employed in the damper design are the stiffness ratio ${\kappa}$, the ductility ratio ${\mu}_a$, and the ratio ${\beta}$ of the damper's shear force to the maximum resistance. The hysteretic dampers are designed so that they exhibit the targeted damping capacity at a specified response amplitude. Element tests of hysteretic dampers are carried out to examine the mechanical property and to compare its restoring-force characteristic with that of the analytical model. Analytical studies using an equivalent linearization method and time-history response analysis are performed to investigate the damping performance of the proposed vibration control system. Free vibration tests using a full-scale model are conducted in order to verify the damping capacity and reliability of the proposed vibration control system. In this paper, the damping capacity of the proposed system is estimated by the logarithmic decrement method for the response amplitudes. The accuracy of the analytical models is evaluated through the comparison of the test results with those of analytical studies.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제8권4호
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• pp.289-299
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• 2014

Alkali-activated slag concretes are being extensively researched because of its potential sustainability-related benefits. For such concretes to be implemented in large scale concrete applications such as infrastructural and building elements, it is essential to understand its early and long-term performance characteristics vis-a'-vis conventional ordinary portland cement (OPC) based concretes. This paper presents a comprehensive study of the property and performance features including early-age isothermal calorimetric response, compressive strength development with time, microstructural features such as the pore volume and representative pore size, and accelerated chloride transport resistance of OPC and alkali-activated binder systems. Slag mixtures activated using sodium silicate solution ($SiO_2$-to-$Na_2O$ ratio or $M_s$ of 1-2) to provide a total alkalinity of 0.05 ($Na_2O$-to-binder ratio) are compared with OPC mixtures with and without partial cement replacement with Class F fly ash (20 % by mass) or silica fume (6 % by mass). Major similarities are noted between these binder systems for: (1) calorimetric response with respect to the presence of features even though the locations and peaks vary based on $M_s$, (2) compressive strength and its development, (3) total porosity and pore size, and (4) rapid chloride permeability and non-steady state migration coefficients. Moreover, electrical impedance based circuit models are used to bring out the microstructural features (resistance of the connected pores, and capacitances of the solid phase and pore-solid interface) that are similar in conventional OPC and alkali-activated slag concretes. This study thus demonstrates that performance-equivalent alkali-activated slag systems that are more sustainable from energy and environmental standpoints can be proportioned.

• 공업화학
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• 제8권2호
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• pp.197-203
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• 1997

본 연구에서는 폴리우레탄폼 제조시 사용되는 첨가제가 폴리우레탄폼의 기계적 물성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 실험에 사용된 수지는 KONIX FA-703 폴리에테르폴리올(80%)과, KONIX FA-733 폴리에테르폴리올(20%)에 촉매, 계면활성제, 가교제 등을 혼합하여 제조하였으며, 이 수지에 이소시아네이트(TDI-80, prepolymer M-200, pure MDI)를 당량비로 첨가하여 발포시킨 폼을 상온에서 72시간 경화시킨 후 물성측정에 사용하였다. 폴리우레탄폼의 기계적 물성은 밀도, 인장강도, 인열강도, 신장율, 흡음율 및 gel profile을 조사함으로써 측정하였고, 셀 크기에 대한 계면활성제의 영향은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 측정하였다. 흡음율은 셀의 크기와 직접적인 관련이 있었으며, 계면활성제(L-5309)의 사용량에 따른 인장강도, 인열강도 및 흡음율 등 기계적 물성은 1.0pphp 까지는 첨가량이 많아질수록 증가하는 경향을 보이다가 점차 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2356-2363
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• 2015

본 연구는 볼트강도등급 10.9에 의해 추천되는 조임 토크 640~800(Nm)가 볼트-너트 체결체에 가해졌을 때 풀림 방지를 위한 코일 스프링의 삽입 및 시뮬레이션 기반 설계 최적화에 관한 것이다. 먼저 볼트-너트-코일스프링으로 구성된 조립체에 대하여 등가응력에 기반을 둔 구조 안전성 판단을 위한 조립체 구조해석 시뮬레이션을 수행한다. 그리고 이러한 해석 시뮬레이션 결과로부터 설계 개선안 도출을 위한 설계전략을 수립한다. 또한 이 전략 안에서 기존 설계의 성능을 개선해 나가는 반복 과정을 제안한다. 이 과정에서는 먼저 반응표면법을 사용하여 설계 파라미터 후보점을 찾고, 그 후보점의 반응값과 실제 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 설계 후보점(코일스프링 감감수 N = 6)이 최적인지를 검증한다.

• Wind and Structures
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• 제29권4호
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• pp.247-270
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• 2019

Wind-resistant design of existing cooling tower structures overlooks the impacts of rainfall. However, rainstorm will influence aerodynamic force on the tower surface directly. Under this circumstance, the structural response of the super-large cooling tower (SLCT) will become more complicated, and then the stability and safety of SLCT will receive significant impact. In this paper, surrounding wind fields of the world highest (210 m) cooling tower in Northwest China underthree typical wind velocities were simulated based on the wind-rain two-way coupling algorithm. Next, wind-rain coupling synchronous iteration calculations were conducted under 9 different wind speed-rainfall intensity combinations by adding the discrete phase model (DPM). On this basis, the influencing laws of different wind speed-rainfall intensity combinations on wind-driving rain, adhesive force of rain drops and rain pressure coefficients were discussed. The acting mechanisms of speed line, turbulence energy strength as well as running speed and trajectory of rain drops on structural surface in the wind-rain coupling field were disclosed. Moreover, the fitting formula of wind-rain coupling equivalent pressure coefficient of the cooling tower was proposed. A systematic contrast analysis on its 3D distribution pattern was carried out. Finally, coupling model of SLCT under different working conditions was constructed by combining the finite element method. Structural response, buckling stability and local stability of SLCT under different wind velocities and wind speed-rainfall intensity combinations were compared and analyzed. Major research conclusions can provide references to determine loads of similar SLCT accurately under extremely complicated working conditions.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.441-450
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• 2005

유기재료(organic material)는 위성이나 우주비행체의 열을 조절하고 우주환경에 직접 노출되는 것을 차단하기 위하여 가장 흔하게 사용되는 재료 중 하나이다. 본 논문에서는 지상설비를 이용하여 모사한 우주환경에서 유기재료의 물성변화를 관찰하였다. 대표적인 위성용 유기 열조절 재료 중 하나인 2mil ITO(Indium Tin Oxide) coated aluminized KAPTON을 실험 대상으로 선택하였다. 양성자에 의한 단일 우주환경효과를 실험하기 위하여, 한국 원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론(cyclotron)을 이용하여 양성자를 조사(irradiation)하였으며, 조사조건은 지구궤도 주변 최고의 양성자 발생기록인 1972년 8월의 최고치 상황을 적용하였다. 조사에너지는 평균 관측에너지인 30MeV으로 고정하였으며, 등가 조사량은 우주노출 시간 1년, 3년, 5년 및 10년을 기준으로 설정하였다. 분석과정은 인장강도를 측정하여 정량적 물성저하를 확인하였고, 전계방출 전자주사현미경 등으로 결정성변화와 노출표면의 손상을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4815-4820
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• 2014

최근에 반도체 칩이 소형화, 대용량화, 고집적화가 되고 있어 그 정밀도 및 신뢰성의 확보를 위해 반도체 테스트 핸들러 장비에서 픽앤플레이스의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 반도체 테스트 핸들러 픽커 검사장비 프레임에 대한 진동해석을 하여 고유진동수와 하모닉 반응의 특성을 연구하였다. 해석모델로서는 세 가지 모델로서 픽앤플레이스 장치가 위 가이드라인의 왼쪽에 있는 경우(Case 1), 가운데에 있는 경우(Case 2) 및 오른쪽에 있는 경우(Case 3)이다. 이 프레임 모델들에 대해서 6차 모드까지의 고유진동수 범위는 80Hz~500Hz가 된다. Harmonic Response 해석 결과, 프레임에 공진이 발생할 때, Case 2는 Case 1과 Case 3보다 더 큰 52.802MPa의 최대 등가응력을 나타났다. 세 모델 중, Case 2의 경우가 진동에 의한 파손에 가장 강함을 알 수 있다. 본 연구의 해석 결과를 이용하여 시스템의 안전한 작업환경으로 실제 적용할 수 있는 모델 설계가 효율적으로 가능하다고 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.155-161
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• 2019

복합소재는 기존의 일반적인 소재보다 내구성과 기계적 성질들이 뛰어난 경량 소재이다. 본 연구에서는 경량 복합소재에 주목하여, 접착제를 이용하여 접착한 CFRP 접착구조물의 정적 파괴 특성을 조사하고자 했고 적층 각도를 변수로 한 CFRP 이중외팔보 시험편을 설계하여 정적 파괴 해석을 수행하였다. 본 연구를 위하여 설계된 CFRP 이중외팔보 시험편들의 적층각도들은 각각 $30^{\circ}$와 $45^{\circ}$, $60^{\circ}$이며, 연구 결과로서는 적층 각도 $45^{\circ}$인 시험편이 가장 $30^{\circ}$, $60^{\circ}$의 적층 각도를 가진 시험편들보다 더 좋은 내구성을 보였으며, $30^{\circ}$의 적층 각도를 가진 시험편이 모든 시험편 중에서 내구성이 가장 취약한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 본 연구 결과를 통하여 적층 각도 별 CFRP 접착구조물의 파손데이터를 확보할 수 있었으며, 본 연구결과를 토대로 얻은 접착 계면의 파손데이터를 활용함으로서 실생활에서의 기계나 구조물에 융합하여 그 미적 감각을 나타낼 수 있다.