• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.533-537
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• 2003

Compared to sintered polycrystalline diamond (PCD), the deposited thin film diamond has a great advantage on the fabrication of cutting tools with complex geometries such as drills. Because of high performance in high speed machining non-ferrous difficult-to-cut materials in the field of automobiles industry, aeronautics and astronautics industry, diamond-coated drills find large potentialities in commercial applications. However, the poor adhesion of the diamond film on the substrate and high surface roughness of the drill flute adversely affect the tool lift and machining quality and they become the main technical barriers for the successful development and commercialization of diamond-coated drills. In this paper, diamond thin films were deposited on the commercial WC-Co based drills by the electron aided hot filament chemical vapor deposition (EACVD). A new multiple coating technology based on changing gas pressure in different process stages was developed. The large triangular faceted diamond grains may have great contribution to the adhesive strength between the film and the substrate, and the overlapping ball like blocks consisted of nanometer sized diamond crystals may contribute much to the very low roughness of diamond film. Adhesive strength and quality of diamond film were evaluated by scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), Raman spectrum and drilling experiments. The ring-block tribological experiments were also conducted and the results revealed that the friction coefficient increased with the surface roughness of the diamond film. From a practical viewpoint, the cutting performances of diamond-coated drills were studied by drilling the SiC particles reinforced aluminum-matrix composite. The good adhesive strength and low surface roughness of flute were proved to be beneficial to the good chip evacuation and the decrease of thrust and consequently led to a prolonged tool lift and an improved machining quality. The wear mechanism of diamond-coated drills is the abrasive mechanical attrition.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.113-123
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• 2007

투수계수가 낮은 뒤채움 흙을 사용하는 보강토는 비배수 상태에 놓일 경우 그 안정성이 우려되므로 비배수 인발력의 변화를 사전에 파악하여 설계에 반영하는 것이 중요하다. 본 논문은 실트질 모래에 삽입된 강보강재에 대한 배수 및 비배수 인발시험에 대한 수치해석을 수행하여 그 분석결과를 소개하고 있다. 해석에 적용된 흙은 각각 0%(순수모래), 5%, 10%, 그리고 15% 실트질 모래였으며, 상재하중은 30kPa, 100kPa과 200kPa이 었다. 해석결과 배수 인발력과 비배수 인발력 모두 실트 함유량에 의해 영향을 받고, 흙의 내부마찰각과 상재하중이 증가함에 따라 인발력 또한 증가하는 것으로 나타났다. 비배수 시험에서는 과잉간극수압이 발생함에 따라 보강재에 작용하는 유효응력이 감소하였으며, 그 결과 배수 인발력에 비해 비배수 인발력이 상재하중 30kPa에서 약 57%, 그리고 100kPa과 200kPa에서 약 70%로 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 수치해석결과는 기존에 같은 조건에서 수행된 실내모델시험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.5-13
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• 2006

지하수 급속저하와 같은 비배수 상태에서는 흙과 보강재 사이의 경계면(interface)에서 발생하는 과잉간극수압으로 인하여 유효응력이 감소할 수도 있으며, 이는 보강재의 인발력 감소로 이어지기도 한다. 본 연구에서는 각기 다른 종류의 흙(순수모래, 5, 10, 15, 35% 실트질 모래)과 상재하중(30, 100, 200kPa)을 대상으로 배수 및 비배수 실내인발시험을 실시하여 최대 배수인발력과 최대 비배수인발력을 서로 비교하였다. 시험결과 배수인발력과 비배수인발력 모두 실트 함유량에 의해 영향을 받고, 흙의 내부마찰각이 증가함에 따라 인발력 또한 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 상재하중이 증가함에 따라 인발력도 증가하였으며, 최대인발력에 도달하는데 소요되는 인발거리도 증가하였다. 비배수 시험에서는 과잉간극수압이 발생함에 따라 보강재에 작용하는 유효응력이 감소하였으며, 그 결과 배수 조건과 비교하여 인발력과 인발거리가 감소하였다.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.23-31
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• 2009

압축하중 및 굽힘하중을 받는 유리섬유플라스틱(GFRP) 표피/ 알루미늄 하니컴 코어(GF-AH) 하이브리드 복합재료의 음향방출(AE) 특성을 다양한 파괴과정과 연결시켜 연구하였다. 표피층 파괴, 표피/코어간의 계면박리, 하니컴 알루미늄 벽의 국부적인 소성항복 좌굴 및 셀벽간의 접착수지 박리와 같은 다양한 파괴모드가 하니컴 코어/GFRP표피 복합재를 이용한 AE주파수 분포 해석과 진폭분포 해석결과를 통해 분류되었다. 높은 진폭을 가진 AE 사상율의 분포는 셀벽 접착수지의 파괴, 표피층과 심층 사이의 박리및 미세파괴, 섬유파단에 대응하였으며 다른 피크 주파수의 분포는 알루미늄 셀벽의 소성변형, 셀벽간의 마찰로부터 발생한 것이다. 결론적으로 GF-AH 하이브리드 복합재료의 파괴거동 특성은 AE기법을 활용한 비파괴 평가를 통해 분석 가능하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권9호
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• pp.146-154
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• 1997

Ion implantation has been used successfully as a surface treatment technology to improve the wear. fatigue and corrosion resistances of materials. A modified surface layer by ion implantation is very thin(under 1 m), but it has different mechanical properties from the substrate. It has also different wear characteristics. Since wear is a dynamic phenomenon on interacting surfaces with relative motion, an effective method for investigtating the wear of a thin layer is the observation of wear process in microscopic detail using in-situ system. The change of wear properties produces the transition of wear mode. To know the microscopic wear mechanism of this thin layer, it is very important to clarify its microscopic wear mode. In this paper, using the SEM and AFM Rribosystems as in-situ system, the microscopic wear of Ti ion-implanted 1C-3Cr steel, a material for roller in the cold working process, was investigated in repeated sliding. The depth of wear groove and the speciffc wear amount were changed with transition of microscopic wear mode. The depth of wear groove with friction cycles in AFM tribosystem and specific wear amount of Ti ion-implanted 1C-3Cr steel were less about 2-3 times than those of non-implanted 1C-3Cr steel. The microscopic wear mechansim of Ti ion-implanted 1C-3Cr steel was also clarified. The microscopic wear property was quantitatively evaluated in terms of microscopic wear mode and specific wear amount.

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.3-8
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• 1994

최근 중요하게 된 진동 흡수를 위해서 $BaTiO_{3}$ 세라믹의 흡진 특성을 측정하고 미세구조와의 연관을 조사했다.$BaTiO_{3}$ 세라믹은 비교적 물리적 화학적으로 안정하여 좋은 흡진재로 기대된다.BaTiO$_{3}$ 세라믹은 흡진 특성을 강화시키기 위해서 섬유상 분말을 소결하여 만들었다. KDC법으로 직경이 0.2$\mu\textrm{m}$, 1.2$\mu\textrm{m}$, 2.0$\mu\textrm{m}$인 각각 다른 섬유상 $K_2Ti_4O_9$을 만들고 이온교환해서 섬유상 $BaTiO_{3}$ 을 만들었다. 면상으로 배향시킨 소결체의 흡진 특성과 전기적 물성을 조사하여 미세구조와 의 관계를 밝혔다. 소결체의 입경과 등가회로, 전기기계합계수($K_{t}$), 발생 전압(V)을 조사한 결과, 사용한 섬유의 직경이 클수록 소결체의 입경은 작아졌다. 따라서 입계가 많아졌다. 흡진 특성은 입계가 많을수록 커진다. 즉 입계의 내무마찰이 클수록 흡진률은 커지며 이때의 내부마찰은 등가회로를 조사함으로써 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.45-53
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• 2018

다양한 사면 안정 공법 중 식물의 생육을 기반으로 하는 녹생토 공법의 경우, 환경적인 측면에서는 유리하지만 급경사지나 암반 사면에 시공시 내구성 및 사면 안정성이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 계 재료를 사용하여 부착강도를 확보하고 ECG를 첨가하여 식생환경을 개선한 녹생토를 개발하였으며, 내구성 및 사면 안정성 등을 평가하여 암반 식생 기반재로서의 사용 가능성을 검토하였다. 실험 결과, 개발 녹생토의 점착력 및 내부 마찰각은 현장 녹화토 보다 높게 측정되어 현장 시공성에 문제가 없을 것으로 판단된다. 토양 경도는 26 mm 수준으로 식물의 가장 좋은 생육조건인 18~23 mm를 약간 상회하였으며, 건조수축은 약 3%의 수축률을 나타내어 녹생토의 내구성에 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 사면 부착력을 평가하기 위한 강우강도 모사 실험 결과 모든 사면에서 붕괴는 발생하지 않았으며, 사면이 급경사일수록 강우에 의한 손상은 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 녹생토는 내구성 및 사면 안정성이 우수하여 암반 사면에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권4호
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• pp.61-76
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• 1998

보강토공법의 효시일 테일알메(Terre Armee)공법이 개발된 이래로 다양한 종류의 보강토공법이 그 경제적 이점에 주목되어 개발되었다. 보강토공법 중 특히 보강토벽공법의 기본 메카니즘은 보강재를 각 중에 다수 배치하여 인장에 약한 각의 특성을 보완하고자 하는 것이다. 띠상의 금속보강재를 이용하는 테일알메공법 등 대부분의 보강토공법에서 흙과 보강재 사이의 마찰력에 의해 흙의 변형을 구속하게 되므로 충분한 마찰력을 확보하기 위하여 양질의 사질토를 성토제로 사용하도록 제한하고 있다. 즉 점성토와 같은 배수성이 불량한 토질재료를 금속성의 보강재로 보강할 경우 과잉간극수압의 발생에 따른 유효음력의 감소로 인한 흙과 보강재간의 마찰력이 크게 감소하여 보강 효과를 기대하기 어렵기 때문이다. 그러나 양질의 사질토를 건설현장 인근에서 구할 수 없을 경우 운반비의 과대로 보강토공법의 경제적 이점을 최대한으로 살릴 수 없다. 본 연구에서는 현장발생 점성토를 배수성이 양호한 부직포(nonwoven geotextile)로 보강하였을 때의 보강효과를 조사하기 위하여 일련의 직접전단시험을 실시하였다. 그 결과 함수비가 높은 점성토를 이용하여 성토체를 구 축할 경우 상대적으로 인장강성이 작더라도 배수성이 좋은 면상의 부직포를 보강재로 이용하면 소 요의 보강효과를 기대할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.88-91
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• 2002

The two dimensional size effect of specimen gauge section (length x width) was investigated on the compressive behavior of a T300/924 [45/-45/0/90]3s, carbon fiber-epoxy laminate. A modified ICSTM compression test fixture was used together with an anti-buckling device to test 3mm thick specimens with a 30$\times$30, 50$\times$50, 70$\times$70, and 90mm$\times$90mm gauge length by width section. In all cases failure was sudden and occurred mainly within the gauge length. Post failure examination suggests that $0^{\circ}$ fiber microbuckling is the critical damage mechanism that causes final failure. This is the matrix dominated failure mode and its triggering depends very much on initial fiber waviness. It is suggested that manufacturing process and quality may play a significant role in determining the compressive strength. When the anti-buckling device was used on specimens, it was showed that the compressive strength with the device was slightly greater than that without the device due to surface friction between the specimen and the device by pretoque in bolts of the device. In the analysis result on influence of the anti-buckling device using the finite element method, it was found that the compressive strength with the anti-buckling device by loaded bolts was about 7% higher than actual compressive strength. Additionally, compressive tests on specimen with an open hole were performed. The local stress concentration arising from the hole dominates the strength of the laminate rather than the stresses in the bulk of the material. It is observed that the remote failure stress decreases with increasing hole size and specimen width but is generally well above the value one might predict from the elastic stress concentration factor. This suggests that the material is not ideally brittle and some stress relief occurs around the hole. X-ray radiography reveals that damage in the form of fiber microbuckling and delamination initiates at the edge of the hole at approximately 80% of the failure load and extends stably under increasing load before becoming unstable at a critical length of 2-3mm (depends on specimen geometry). This damage growth and failure are analysed by a linear cohesive zone model. Using the independently measured laminate parameters of unnotched compressive strength and in-plane fracture toughness the model predicts successfully the notched strength as a function of hole size and width.

• 한국주조공학회지
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• 제11권6호
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• pp.475-481
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• 1991

In this study the fabrication technology and mechanical properties of AC8A/$Al_2O_3$ Composites by squeeze casting process were investigated to develope for application as the piston materials that require good friction, wear resistance, and thermal stability. AC8A/$Al_2O_3$ composistes without a porosity and the break of preform were fabricated at the melt temperature of $740^{\circ}C$, the preform temperature of $500^{\circ}C$, and mold temperature of $400^{\circ}C$ under the applied pressure of $1200kg/cm^2$ as the results of the observation of microstructures. As the results of this study, the tensile strength of AC8A/$Al_2O_3$ composites was not increased linearly with $Al_2O_3$ volume fraction and so it seemed not to agree with the rule of mixture, which had been used often in metal matrix composite. Also the tensile strength after thermal fatigue test was little different from that before the test. Consequently it was thought that AC8A/$Al_2O_3$ composites fabricated under our experimental conditions had a good thermal stability and subsequently a good interface bonding. Wear rate(i.e., volume loss per unit sliding distance) of AC8A/$Al_2O_3$ composites was decreased with $Al_2O_3$ volume fraction and the sliding speed at both room temperature and $250^{\circ}C$ and so there was a good correlation between wear rate and hardness. Also the wear rate of AC/8A20% $Al_2O_3$ composities was obtained the value of $1.65cm^3/cm$ at sliding speed of 1.14m/sec as compared with about $3.0\;{\times}10^{-8}cm^3/cm$ hyereutectie Al-Si alloy(Al-16%Si-2%Cu-1%Fe-1%Ni), which applied presently for piston materials. The wear behavior of $Al_2O_3$ composites was observed to a type of abrasive wear by the SEM view of wear surface.