• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.451-457
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• 2014

최근에는 법공학 분야에 구조해석 및 구조-유동 연성해석을 이용한 다양한 시뮬레이션 기법을 활용하여 안전사고 및 재난사고에 대한 법적 책임문제를 해명하고, 보다 정확한 원인분석을 통해 원인을 규명하고 있는 추세이다. 본 연구에서 다룬 플레이트 거더교 사고는 교각과 교대 사이의 기존 교각에 대하여 확장 교각을 신설하던 중 방호벽 콘크리트 타설이 완료되는 시점에 전도 추락되어 발생되었다. 본 사고는 설계와 다른 시공 작업과 설계 시 고려되지 않은 추가 하중 등으로 인해 확장 교량에 부반력이 발생하여 구조적 불안정을 가져와 붕괴된 사고로 MIDAS 구조 해석을 통해 설계와 실제 시공 시 작업 하중에 대한 구조적 안정성을 비교 평가하여 정확한 공학적 사고의 원인을 규명하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.90-101
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• 2007

최근 지하공간개발의 증가와 한께 상부저수지에 저장된 물을 하부저수지고 낙하시켜 발전하는 지하양수 발전소의 건설도 지속적으로 이루어지고 있다. 이거한 지하양수발전소를 건설할 때, 구조물의 효율적이고 안전한 설계 시공 및 유지를 위해서 설계단계에서 암석과 암반의 공학적 특성 및 대상지역의 지압상태 등을 명확히 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서 소개하는 양수발전소는 심포 $320{\sim}375m$에서 건설되고 있으며, 구조물의 안정성 검토를 위하여 굴착예정지 암반에 대해 오버코어링법을 이용한 초기응력측정, 공내재하시험 및 암석의 물성시험을 실시하여 설계에 필요한 기초자료를 획득하였다. 이를 바탕으로 수치해석을 실시하여 기존 지보재 설계의 적정성을 판단하였고, 불안정성으로 판정된 부분에 대해서는 추가로 보강설계를 하였다. 추가 보강설계 결과, 공동 전체에서 안정성을 확보하였고 현재 순조롭게 굴착이 이루어지고 있는 상태이다.

• 멤브레인
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• 제30권2호
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• pp.138-148
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• 2020

본 연구는 (주)퓨어엔비텍에서 제조한 multi-bore 형태의 중공사 막을 이용하여 오염된 원수의 투과 후 오염된 막의 재사용을 위해 화학적 세정효율에 대해 파악하고자 하였으며 이를 위해 제조된 중공사 막의 재료는 내화학성이 좋은 PSf(polysulfone) 소재를 사용하였다. 실험은 소혈청 알부민(BSA)을 이용한 내오염성 평가 및 염기성 용액인 차아염소산나트륨(NaOCl), 산성 용액인 구연산(citric acid)을 이용해 장기 함침하여 내화학성 평가를 진행하였다. 시간에 따른 수투과도와 인장강도를 측정하여 분리막의 기계적 강도와 성능의 감소에 대한 결과를 관찰하였다. 이후 소혈청 알부민으로 오염된 막의 화학적 용액에 따른 역세척 후 회복효율을 파악하였다. PSf 중공사 막은 뛰어난 내화학성을 가졌으며 화학적세척결과 차아염소산나트륨의 효율이 높음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.33-38
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• 2015

강구조 건축물의 바닥하중은 보부재를 통하여 기둥부재로 전달되며, 보부재는 양단 고정단 또는 단순보 조건으로 구성된다. 양단 고정단 강재보와 한단 힌지 그리고 타단 회전단의 단순보는 경계조건의 차이에 따라 전달되는 최대하중과 처짐 등 구조적 내력성능이 상이하나, 화재 시 내화성능 평가는 단순보의 경계조건으로 평가되고 있다. 따라서 본 논문에서는 강재보의 경계조건에 따른 내력적 성능의 차이를 확인하기 위하여 일반 구조용 강재(SS 400)의 고온특성을 적용한 열전달해석 및 열응력해석을 수행하였으며, 그 결과 동일한 보부재의 길이와 단면 조건하에서 부정정 구조물인 고정단 경계조건이 정정 단순보 경계조건에 비해서 내력과 처짐이 건전한 것으로 나타났다. 따라서 강재 보의 내화시험 시 단순보로 시험하는 것이 안전측으로 판단되었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1994년도 추계학술대회
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• pp.71-74
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• 1994

In cementless total hip arthroplasty(THA), an initial stability of the femoral component is mandatory to achieve bony ingrowth and secondary long term fixation. Bone ingrowth depends strongly on relative micromotion and stress distributions at the interface. Primary stability of the femoral component can be obtained by minimizing the magnitude of relative micromotions at bone-prosthesis interface, Hence an accurate evaluation of interface behavior and stress/strain fields in the bone implant system may be relevant for better understanding of clinical situations and improving THA design. However, complete evaluation of load transfer in the bone remains difficult to assess experimentally, Hence, recently finite element method (FEM) was introduced in orthopaedic research field to fill the gap due to its unique capacity to evaluate stress in structure of complex shape, loading and material behavior. The authors developed the 3-dimensional numerical finite element model which is composed of totally 1179 elements off and 8 node blick. We also analyzed the micromotions at the bone-stem interface and mechanical behavior of existing bone prosthesis for a loading condition simulating the single leg stance. The result indicates that the values of relative motion for this well fit Multilock stem were $150{\mu}m$ in maximum, $82{\mu}m$ in minimum, and the largest relative motion developed in medial region of proximal femur with anterior-posterior direction. The proximal region of the bone was much larger in motion than the distal region and the stress pattern shows high stress concentration on the cortex near the tip of the stem. These findings indicates that the loading in the proximal femoral bone in the early postoperative situation can produce micromotions on the interface and clinically cementless TEA patient should not be allowed weight bearing strictly early in the postoperative period.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.309-317
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• 2010

치과 교정치료를 위하여 스테인리스 선재가 널리 사용되고 있다. 그러나 내식성이 우수한 스테인리스강 선재가 복합적인 구강환경에서 부식되어 구강조직에 과민반응 또는 이상반응이 발생되고 있다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 본 연구에서는 초내식성의 듀플렉스 스테인리스 선재를 교정용 선재로 제시하고 자 한다. DSS선재의 교정용 선재로 제시하기 위하여 기계적 강도와 생물학적 안정성을 평가하였다. 기계적 강도는 상용 교정용 SS선재와 6종의 열처리(실온($28^{\circ}C$), $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$)를 실시한 DSS선재를 이용하여 인장강도시험을 실시하였다. 그리고 최적의 강도를 가지는 열처리 조건에서 제작된 DSS선재를 이용하여 굽힘 모멘트 시험을 실시하여 최대 응력과 탄성계수를 산출하였다. 그리고 생물학적 안정성 평가를 위하여 세포성장률 시험을 실시하였다. 선재를 이용하여 금속용출배지를 만들어 세포를 배양 후 세포성장률을 관찰하였다. 기계적 강도 평가 결과 SS선재($8.17\times10^4\;N/mm^2$)와 DSS500($8.05\times10^4\;N/mm^2$)선재가 유사한 기계적 강도를 가졌다(p=0.05). 생물학적 안전성 평가 결과 세포 독성이 없는 것으로 나타났다(p=0.05). 따라서 본 연구에 제시한 초내식성의 듀플렉스 스테인리스 선재가 교정용 선재로 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권1호
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• pp.63-71
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• 2020

Strength anisotropy is a typical feature of thin-bedded rock masses and their strength will be degraded subjected to water immersion effect. Such effect is crucial for the operation of hydropower plant because the impoundment lifts the water level of upstream reservoir and causes the rock mass of nearby slopes saturated. So far, researches regarding mechanical property of natural thin-bedded rock masses and their strength variation under water immersion based on field test method are rarely reported. This paper focuses on a thin-bedded stratified rock mass and carries out field test to investigate the mechanical property and strength variation characteristics. The field test is highlighted by samples which have a large shear dimension of 0.5 m*0.5 m, representing a more realistic in-situ situation than small size specimen. The test results confirm the anisotropic nature of the concerned rock mass, whose shear strength of host rocks is significantly larger than that of bedding planes. Further, the comparison of shear strength parameters of the thin-bedded rock mass under natural and saturated conditions show that for both host rocks and bedding planes, the decreasing extent of cohesion values are larger than friction values. The quantitative results are then adopted to analyze the influence of reservoir impoundment of a hydropower plant on the surrounding rock mass stability of diversion tunnels which are located in the nearby slope bank. It is evaluated that after reservoir impoundment, the strength degradation induced incremental deformations of surrounding rock mass of diversion tunnels are small and the stresses in lining structure are acceptable. It is therefore concluded that the influences of impoundment are small and the stability of diversion tunnels can be still achieved. The finings regarding field test method and its results, as well as the numerical evaluation conclusions are hoped to provide references for rock projects with similar concerns.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.22-30
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• 2017

본 논문은 해양 플랜트에 설치되는 압력 시스템 구조물의 위상 최적화를 통한 경량화 설계와 구조해석을 통한 구조안전성 평가에 대한 연구결과이다. 해양 플랜트에 설치되는 구조물은 기본적인 자중 외에도 해상에서 발생하는 풍하중 및 동하중에 따른 구조 설계가 매우 중요하고 구조 안전성 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 DNV 선급 규정에 따라 풍하중 및 동하중을 상황별로 분류해 이를 해석에 적용하여 수행하였다. 경량 화된 형상을 얻기 위한 방법으로 위상 최적화 기법을 구조물에 적용하였다. 위상 최적화 해석을 통해 구조물에서 응력이 집중되는 부분을 확인할 수 있었다. 위상 최적화 해석을 통하여 설계 시 불필요한 요소를 제거한 형상을 얻어 보강대 형태를 가진 형태로 설계 하였다. 위상 최적화를 통해 얻은 설계 형태를 바탕으로 구조해석을 통한 안전성을 평가하여 형상에 대한 적합성을 확인하였다. 이를 통해 본 연구에서는 실제 시험을 통해 구조안전성 평가가 어려운 해양플랜트 구조물의 설계 및 안전성평가 방법을 제시하였다.

• 보존과학회지
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• 제32권2호
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• pp.223-234
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• 2016

2액형 에폭시 수지는 문화재 보존처리에 매우 광범위하게 사용되고 있으나 사용 시 주제와 경화제의 배합비율에 따라 경화특성, 기계적 강도, 화학 구조 등이 달라질 수 있고 대상 문화재의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 설문조사 결과, 보존처리 실무자들은 소량의 에폭시수지를 눈대중으로 혼합하거나 가사시간을 줄이기 위해 인위적으로 경화제를 과량 첨가하는 경우가 있는 것으로 조사되었다. 이 연구에서는 속경화형 2종과 일반경화형 2종의 에폭시수지를 대상으로 주제에 대한 경화제의 비율을 0.25~4배로 설정하여 각 경우의 경화특성, 기계적 강도, 화학 작용기를 분석하였다. 그 결과 속경화형 에폭시수지는 경화제가 0.5~2배일 때 높은 반응열과 함께 경화반응이 빠르게 나타났으며, 경화제 비율이 제조사에서 공시된 정비율보다 적을 때 더 높은 기계적 강도가 나타났고 에폭시의 가교결합도 활발히 일어난 것으로 관찰되었다. 일반경화형 에폭시수지는 대부분 경화반응열이 낮고 느린 반응속도로 경화가 진행되며, 경화제가 정비율 이하에서 가장 높은 기계적 강도를 나타냈다. 그러나 경화제 비율이 2배 이상 일 때는 경화속도가 매우 느려지고 접착강도도 낮아지는 것으로 나타났다. 따라서 배합비가 정비율 이하에서는 비교적 빠른 반응속도와 유사한 기계적 강도를 나타내는 반면 정비율 이상에서는 물성이 급격하게 저하되므로 구현하고자 하는 성능에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.129-135
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• 2015

본 연구는 마이크로미터 크기의 실리카 입자로 강화된 에폭시 복합재료 시편의 실리카 함량에 따른 열안정성을 기계적 물성인 영률 측정과 열적 물성인 열팽창계수 측정을 통해 평가하였다. 실험한 범위인 에폭시 중량 대비 실리카 함량 70 wt% 시편까지 실리카 함량에 따라 열팽창계수는 지속적으로 감소하여 약 25%까지 감소하여 열안정성이 개선되었으며, 영률 역시 점진적으로 증가하여 약 51%까지 증가하였다. 또한, 기존 연구에서 제시된 몇 가지 경험식 모델을 통한 해석결과를 실험결과와 비교하였는데, 열팽창계수 측정결과는 체적탄성계수와 전단탄성계수를 고려한 Kerner 모델의 결과와 잘 맞았으며, 영률 결과는 마이크로 크기 충전제에 대한 수치모델인 Mori-Tanaka 모델과 잘 부합하였다. 이를 통해 복합재료의 열팽창 및 영률 예측을 위한 모델에서는 체적분률 외에 충전제 함유량에 따른 추가적인 물성 변화를 고려해야 함을 알 수 있었다.