• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.389-395
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• 2017

아스팔트 콘크리트 포장의 예방적 유지보수 공법인 아스팔트 표면 강화공법의 현장 적용성을 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 포장표면상태에 따른 최적살포량을 결정하기 위해 평균조직깊이를 측정하여 투입량을 산정하면 기존 30%의 재료손실을 15% 이내로 절감할 수 있다. 양생시간을 30분 이내로 단축하기 위해 $317kcal/m^2$의 열량이 필요하며, 이를 위해 가열양생장치의 설계 용량은 380,000 kcal/hr 이상이 필요하다. 아스팔트 표면강화공법의 특성상 소성변형이 심각해지기 전에 약간의 균열이 발생하는 시기에 적용하는 것이 바람직하며, 포장상태 조사자료분석을 통해 균열율 3~4%일 때 표면강화공법을 적용하는 것이 최적 적용시점으로 나타났다. 표면강화제를 $50^{\circ}C$로 가열할 경우 점도가 낮아져 작업성의 개선과 균열폭 1 mm 에서도 충분한 침투깊이를 확보할 수 있다. 본 연구를 통해 아스팔트 표면강화 공법의 현장 적용성을 개선하기 위한 방안을 도출하였으며 이는 효율성 개선을 위한 자동화 시공장비 개발의 기초자료로 활용 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.107-114
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• 2017

터보차저는 배기가스로 구동되는 엔진 과급기를 말하며, 배기에너지를 이용하여 배기통로에 연결된 터빈의 회전력을 변화시켜, 혼합 가스의 충전효율을 높여 출력과 연비를 향상 시키는 부품이다. 이러한 목적에 따라 과급을 조절해주는 것이 중요하며, 핵심 부품 중 노즐 슬라이드 조인트가 있다. 소재는 현재 오스테나이트 계 스테인리스강으로 높은 내열성과 내식성 등의 우수한 기계적 성질을 이용하고 있다. 그러나 절삭성이 나쁘기 때문에 절삭가공에 의해 복잡한 형상의 제품을 만드는데 어려운 점이 많다. 현재 노즐 슬라이드 조인트의 가공방법은 금속분말 사출성형후 치수정밀도를 위해 절삭가공을 행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 Nitronic 60을 이용하여 터보차저 과급유량을 조절해주는 노즐 슬라이드 조인트의 제작 공정에서 절삭가공이 필요 없는 정형가공 공정을 제안하기 위하여, 기계적 특징에 영향과 연관이 있는 소결온도, 제품의 응력 및 변형률, 형상과 관련이 있는 모따기 펀치각도 및 펀치의 곡률반경을 설계변수로 선정하였다. 그에 따라 유한요소해석과 실험계획법인 다구찌법 및 SN비를 이용하여 가장 좋은 공정 조건을 제안하였다. 최종제품과 유한요소해석 결과의 상대밀도 및 정수압을 비교하여 경향이 일치함을 알 수 있었다. 따라서 다구찌법을 이용한 금속분말의 성형공정 설계에 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.132-137
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• 2018

2015년 화학물질관리법 시행 이후 화학 사고 발생 수는 감소 추세에 있으나, 최근 인쇄회로기판(PCB) 제조시설에서 유사한 유형의 사고가 반복적으로 발생함에 따라 실험을 통해 사고 원인을 조사 분석하였다. 해당 사고는 인쇄회로기판 제조공정 내 에칭용액으로 사용한 유해화학물질인 염산과 과산화수소가 월류하여 발생한 사고로 작업자 부주의와 시설 관리 미흡이 주된 사고 원인으로 조사되었다. 사고 원인을 규명하기 위해 실시한 $Cl^-$의 함량 분석 결과 과산화수소 시료에서 66.85 ppm로 측정되어 사고 물질인 염산과 과산화수소의 혼합경로를 확인할 수 있었으며, 반응실험을 통해 반응열이 $50.5^{\circ}C$까지 발생함에 따라 PVC 저장탱크의 변형과 유독가스인 염소가스 발생을 확인하였다. 본 연구를 통해 인쇄회로기판 제조시설의 에칭공정에서의 과충전, 역류방지, 누출감지장치와 혼합방지를 위한 저장탱크 분리 설계 등 시설 안전 관리 방안과 해당 장치의 장외영향평가 검토 필요성을 제시하고자 하였다. 또한 동일 유형의 사고 재발 방지를 위하여 주기적인 시설 안전점검과 작업자의 안전교육 강화의 필요성에 대하여 논의하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.81-88
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• 2017

확장단부판 접합부는 강구조물의 보-기둥 접합부 혹은 변단면 부재로 구성된 PEB 구조시스템에 적용되는 접합부의 한 형태이다. 확장단부판 접합부는 접합부를 구성하는 단부판의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트 축부의 직경, 고장력볼트의 개수 등의 영향으로 상이한 거동특성을 나타낸다. 확장단부판 접합부는 미국 및 유럽 등지에서는 다양한 형태로 강구조물의 기둥-보 접합부에 적용되고 있으나 우리나라에서는 널리 적용되고 있지 않다. 이러한 이유로는 확장단부판 접합부에 대한 설계강도식 제안, 접합부상세 제안, 내진성능 평가, 제작 및 시공지침서 개발 등이 적절히 이루어지지 못하고 있기 때문이다. 따라서 이 연구는 비보강 확장단부판 접합부의 국내 적용을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 진행하였다. 이를 위하여 두께 12mm의 비보강 확장단부판에 대한 비선형 유한요소해석 및 실험을 수행하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제14권1호
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• pp.49-55
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• 2020

In this study, the fatigue behavior and fatigue life characteristics of PA2200 specimens fabricated by SLS 3D printer were studied. Fatigue tests were performed according to the standard specification (ASTM E468) and fatigue life curves were obtained. In order to perform the fatigue test, mechanical properties were measured according to the test speed of the simple tensile test, and the self-heating temperature of the specimen according to the test speed was measured using an infrared temperature measuring camera in consideration of heat generation due to plastic deformation. There was no significant difference within the set test speed range and the average self-heating temperature was measured at 38.5 ℃. The mechanical strength at the measured temperature showed a relatively small difference from the mechanical strength at room temperature. Fatigue test conditions were established through the preceding experiments, and the loading conditions below the tensile strength at room temperature 23 ℃ were set as the cyclic load. The maximum number of replicates was less than 100,000 cycles, and the fracture behavior of the specimens with the repeated loads showed the characteristics of Racheting. It was confirmed that SLS 3D printing PA2200 material could be applied to the Basquin's S-N diagram for the fatigue life curve of metal materials. SEM images of the fracture surface was obtained to analyze the relationship between the characteristics of the fracture surface and the number of repetitions until failure. Brittle fracture, crazing fracture, grain melting, and porous fracture surface were observed. It was shown that the larger the area of crazing damage, the longer the number of repetitions until fracture.

• Design & Manufacturing
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• 제14권1호
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• pp.1-7
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• 2020

In this study, the variation of the shrinkage in the thickness direction of the molded parts according to the gate size of the polymer core fabricated through the 3D printer using the SLS method was studied. The polymer cores are laser sintered and the powder material is nylon base PA2200. The polymer cores have lower heat transfer rate and rigidity than the metal core due to the characteristics of the material. Therefore, the injection molding test conditions are set to minimize the deformation of the core during the injection process. The resin used in the injection molding test is a PP material. The packing condition was set to 80, 90 and 100% of the maximum injection pressure for each gate size. The runner diameter used was ∅3mm, and the gates were fabricated in semicircle shapes with cross sections 1, 2, and 3 ㎟, respectively. Thickness measurement was performed for 10 points at 2.5 mm intervals from the point 2.5 mm away from the gate, and the shrinkage to thickness was measured for each point. The shrinkage rate according to the gate size tends to decrease as the cross-sectional area decreases as the maximum injection pressure increases. The average thickness shrinkage rate was close to 0% when the packing pressure was 90% for the gate area of 1mm2. When the holding pressure was set to 100%, the shrinkage was found to decrease by 3% from the standard dimension due to the over-packing phenomenon. Therefore, the smaller the gate, the more closely the molded dimensions can be molded due to the high pressure generation. It was confirmed that precise packing process control is necessary because over-packing phenomenon may occur.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.875-888
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• 2013

최근에는 초탄성 형상기억합금을 구조물 일부에 설치하여 지진과 같은 외부 충격하중으로 인해 발생되는 영구적인 소성 변형을 줄이고 자동치유가 가능한 변위제어 시스템을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 초탄성 형상 기억합금은 상당량의 변위를 가하더라도 별도의 열처리 없이도 상온에서 단지 하중만을 제거하여도 원형으로 복원이 가능한 독특한 합성 금속재료이다. 뼈대 구조물에서 변형이 집중이 되는 부위에 기존에 사용된 강재를 대신하여 초탄성 형상기억합금을 사용한다면 시스템의 복원 효과를 극대화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 내진성능이 우수한 좌굴방지 가새프레임에 초탄성 형상기억합금 소재를 접목시킨 새로운 구조 시스템을 제안하고 자 한다. 본 연구에서 제안된 구조시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 사용되는 설계코드를 참고하여 6층의 가새프레임 빌딩을 설계를 하고 2차원적인 유한요소 프레임 모델에 각각의 지진 위험도 레벨의 가속도 데이터를 사용하여 비선형 동적 해석을 실시하였다. 해석결과를 바탕으로 초탄성 형상기억합금 가새시스템을 사용한 프레임 구조물과 기존의 가새시스템을 성능적인 측면에서 서로 비교하였다. 해석결과는 지진하중 이후에 초탄성 형상기억합금 가새시스템은 구조물에 잔류 처짐을 감소하는데 매우 효율적임을 보여주고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.688-697
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• 2014

본 연구에서는 최근, 전기자동차 및 소형 레저용 선박을 중심으로 연구가 진행 중인, 대용량 이차전지의 용량 증대를 위하여 필요한 내부 전극 접합 기술에 관하여 연구하였다. 종래의 초음파 용접으로 적층할 수 있는 적층 량의 한계를 극복하기 위한 방안으로 전극 소재에 직접 가열을 통한 용접 방법이 아닌 용가재 금속을 적용하여 전극을 접합시켜, 통전성과 인장강도를 증대시킴과 동시에 열적요인으로 인한 전극표면에 화학적 활성물질의 변성을 최소화 할 수 있는 저온 접합 방법에 대하여 연구하였다. 부연하여 현재 일반적으로 적용되고 있는 초음파 용접 및 저항 용접은 전극을 다량 적층 접합 시켰을 경우 일정한 전기 전도성과 접합 강도를 구현하기 힘들다. 용접을 위하여 무리하게 출력을 상승시킬 경우 용접열의 영향으로 전극의 변형 및 활성물질의 변성을 야기함과 동시에 최종 페키징(packaging) 이후 출력저하, 발열 등, 배터리의 안정성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 고주파 유도가열을 통한 유도 가열 방식의 접합 방법과 용융 도금을 통한 용가재 금속의 전처리를 통한 종래와는 차별화된 전극접합 방법을 소개한다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.831-836
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• 1998

Ni기 초합금인 B1914로 다결정, 방향성 및 단결정을 제조하여, 상온과 고온에서 이들 결정종류에 따른 변형을 관찰하였다. 이들 결정을 제작하기 위하여 진공 주조로에서 냉각속도와 온도구배를 제어하였으며, 제작된 봉상 시편들은 2단계의 진공열처리를 하고 아르곤가스로 급냉하였다. 동일한 모합금인 B1914로 제조된 결정들은 결정종류에 따라서 뚜렷한 변형(stress-strain)을 나타내었다. 즉, 항복강도와 인장강도는 다결정, 방향성 및 단결정 순으로 뚜렷이 증가하였다. 또한 $600^{\circ}C$에서 모든 결정들은 $\gamma$'의 강화효과로 인해서 가장 높은 741-816MPa의 항복강도를 나타내었으며, 인장강도는 1005-1139MPa이었다.

• 한국진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.168-173
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• 2003

유리 기판 위에 증착된 비정질 실리콘 박막의 고상 결정화에 대한 새로운 방법을 제시하였다. 비정질 실리콘 박막의 하부에 패턴 된 다양한 크기의 $TiSi_2$ 박막을 전기저항 가열 방식으로 가열함으로서 비정질 실리콘이 고상 결정화 되도록 하였다. 박막히터를 이용한 열처리는 매우 빠른 열처리 공정으로써, 일반적인 로에 의한 열처리에 비해 매우 낮은 thermal budget을 가지므로, 유리기판 위에서도 고온 열처리가 가능하다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 500 $\AA$의 비정질 실리콘 박막을 약 $850^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 수 초 내에 결정화 할 수 있음을 보였으며, 열처리 조건의 변화에 따른 영향과 지역선택성의 장점을 보였다.