• 해양환경안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.358-364
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• 2024

선박 건조 과정에서 블록이나 장비를 지지하는 A형 캐리어 구조는 하중 변경과 시간이 지남에 따라 점차 변형이 증가하며, 이에 따라 블록과 접촉하는 면적이 감소하고 분산된 하중에서 집중된 하중으로 패턴이 변화한다. 이러한 현상은 실제 사용 하중을 오판할 가능성이 있다. 특히 A형 캐리어는 영세한 제조 업체에서 자주 사용하고 있으며, 별도의 엔지니어링 기능이 없는 상황이 대부분이라서 손쉽게 캐리어의 안전사용하중을 계산하는 방법의 개발이 필요하다. 본 연구는 A형 캐리어가 장기적으로 안전하게 사용할 수 있는 하중을 신속하게 평가하는 방법을 제안함으로써, 하중 분포의 변화에 따른 소성 변형과 그로 인한 안전 문제를 예측하고 대응할 수 있다. 제안된 방법은 캐리어의 중앙 집중하중과 전체 분포하중 조건에 대해서 유한요소해석(빔, 쉘 모델링)을 통한 결과를 기반으로 빔-이론을 수정하여 제안되었다. 빔 모델링에서 집중하중 조건은 보정계수 0.73, 분포하중에서는 0.69를 이론값에 곱해서 안전사용하중이 가능하다. 쉘 모델링의 경우, 집중하중은 0.75와 분포하중은 0.69를 사용할 수 있다. 본 연구는 선박 건조 작업 현장의 안전을 개선하고, 실제 작업 환경에서의 안전 사용 하중 판단에 신속하고 효과적인 결정을 내릴 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.532-537
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• 2024

본 연구에서는 항공기 및 고속전철 등 대형 수송기기의 제동디스크에 적용되는 Ni-Cr-Mo-V계 및 Ni-Cr-Mo계 저합금강의 합금 성분 변화에 따른 마모 특성을 평가하였다. 경도시험 결과, C-Mo-V강의 경도는 39.4±0.9HRc로 가장 높았고, Ni-Cr-Mo강이 32.4±0.6HRc로 가장 낮았다. 마찰계수는 수직하중이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 수직하중 1 N에서 Ni-Cr-Mo강의 마찰계수가 0.842, 수직하중 5 N에서 Mn-Cr-V강이 0.696으로 가장 높았다. Ni-Cr-Mo강은 수직하중 1 N에서 마모흔의 폭 711 ㎛, 깊이 8.24 ㎛, 마모량 11 mg, 수직하중 5 N에서 폭 1,017 ㎛, 깊이 19.17 ㎛, 마모량 17 mg으로 가장 큰 마모흔의 폭, 깊이 및 마모량을 보여주었다. 마모기구 분석 결과, 모든 시편에서 패임, 박리 및 응착이 관찰되었고, Ni-Cr-Mo강에서 소성변형이 더 우세하게 관찰되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권3호
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• pp.18-23
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• 2024

나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography, NIL)는 저렴한 공정비용으로 고해상도 패턴을 제조할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 마이크로 크기부터 나노스케일까지 패턴을 형성하는데 많이 사용되고 있다. 그러나, 대부분의 NIL 공정 기술은 기본적으로 임프린트용 레지스트 사용이 필요하고, 자외선, 열과 같은 외적인 요소 또한 필요로 하기 때문에, 타겟 소재를 패터닝하기 위해서 식각공정 또는 금속 증착 등의 추가적인 후공정이 요구된다. 그리고, 유연 필름이나 굴곡이 있는 소재를 패터닝 하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는, 유연한 자성고무 복합재(rubber magnet composite, RMC) 기판 표면에 마이크로/나노 수준의 패턴을 상온에서 식각 공정 없이 형성할 수 있는 극압 임프린트 리소그래피(extreme pressure imprint lithography, EPIL) 공정을 소개하고자 한다. EPIL 기술은 금속, 고분자, 세라믹과 같은 다양한 재료의 표면에 직접적이고 영구적인 변형을 통해 초미세 구조물을 대면적으로 형성할 수 있는 공정으로서, 본 연구에서는 RMC 필름에 적용하여 서브 마이크로 크기의 패턴 형성이 가능함을 보여준다. 우리는 스트론튬계 페라이트와 염소화폴리에틸렌으로 구성된 유연한 RMC 기판 표면에 마이크로/나노 스케일의 다양한 패턴 크기 및 형상을 갖는 균일한 구조물을 형성할 수 있는 공정 및 결과물을 보여주고자 한다. RMC 필름 표면 상 미세한 패턴구현이 가능한 EPIL 공정은 미세한 자기 방향의 변화 및 제어를 요구하는 첨단 전자기소자 부품 제조에 널리 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.31-48
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• 2019

인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기 위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한 피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의 강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권4호
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• pp.396-408
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• 2008

연구목적: 임플랜트 치료에서 가장 흔히 발생하는 기계적 문제점 중 하나는 나사의 풀림이다. 지대주 나사에 조임회전력을 가하는 목적은 나사를 신장시켜, 신장된 나사의 인장력에 의한 지대주와 고정체간의 압축력을 통해 연결부의 안정성을 부여하는 데 있다. 조임 회전력의 결과로 나타나는 전하중의 크기는 다양한 요소에 의해 영향을 받기 때문에, 동일한 조임회전력을 적용하였다 할지라도 임플랜트 시스템의 종류에 따라 전하중의 크기가 달라질 수 있다. 따라서 지대주 나사 연결부의 안정성을 위한 다양한 임플랜트 시스템의 적정 조임회전력 크기에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 external butt joint와 두 가지 internal cone 연결형태를 갖는 임플랜트 시스템들에서 지대주 나사의 조임회전력이 임플랜트-지대주 나사 연결부의 안정성에 미치는 영향을 하중 전후의 풀림회전력 측정을 통해 알아보고자 하였다. 연구재료 및 방법: External butt joint 형태를 가지는 US II 시스템과 $8^{\circ}$ internal cone 연결형태의 SS II 및 $11^{\circ}$ internal cone 연결형태의 GS II 시스템에서 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm의 각기 다른 조임회전력을 적용한 후 초기 풀림회전력 및 상실률과 $10^5$회의 반복하중 후의 풀림회전력 및 상실률을 비교 분석하였다. 연구결과 및 결론: 1. 초기 풀림회전력과 하중 후 풀림회전력은 조임회전력의 크기가 증가할수록 크게 나타났다 (P < .05). 2. 초기 풀림회전력 상실률은 SS II 시스템에서는 조임회전력 크기에 따른 차이가 없었으나 (P > .05), GS II와 US II에서는 20 Ncm 보다 40Ncm의 조임회전력에서 더 낮게 나타났다 (P < .05). 3. 하중 후 풀림회전력 상실률은 세 시스템 모두 30 Ncm의 조임회전력을 가했을 때 가장 낮게 나타났다 (P < .05). 4. 하중 후 풀림회전력 상실률은 SS II, GS II, 그리고 US II 순으로 높아지는 경향을 보였다. 5. 초기 풀림회전력과 하중 후 풀림회전력 상실률 간에는 상관관계가 없었다 (P > .05). 이상의 결과로부터 임플랜트 시스템의 종류뿐만 아니라 조임회전력의 크기 또한 지대주 나사의 풀림회전력 상실에 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 따라서 임플랜트-지대주 나사 연결부 안정성 유지를 위해서는 임플랜트 시스템마다 적정 조임회전력이 제시되어야 하고, 또한 임상에서 이를 준수하는 것이 매우 중요하다고 생각된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.125-135
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• 2009

연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.

• 환경영향평가
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• 제28권4호
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• pp.387-399
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• 2019

본 연구에서는 고속도로 방음벽을 대상으로 방음벽의 손상유형 분류 및 손상등급 체계를 마련하고 이를 반영한 방음벽 노후도 평가기법 개발을 목표로 하였다. 방음벽이 방음판, 기초, 지주로 구성되어 있고 10종의 다양한 재질이 활용되고 있는 방음판은 단일 또는 혼합형으로 사용되고 있으며, 방음판의 손상은 단일 또는 복합적인 손상을 나타내는 특징을 나타내고 있어 이러한 방음벽의 특징을 반영할 수 있는 방음벽 노후도 평가모델을 개발하고자 하였다. 방음벽에 주로 사용되고 있는 재질을 금속재, 플라스틱재, 목재, 투명재, 콘크리트재의 재질유형으로 나누고 또한, 각 재질별 손상유형을 부식, 변색, 변형, 깨짐, 탈리로 분류하여 방음벽의 손상유형을 방음벽 구성부재와 재질에 따라 세분화하였다. 방음벽 주요부위별로 각 손상유형별 손상등급을 양호, 경미, 보통, 심함으로 구분하여 방음판, 지주, 기초의 손상등급을 평가, 이를 바탕으로 부위별 노후도를 평가하여 가중평균을 통한 방음벽 전체의 노후도를 평가하는 방식을 통해서 종합적인 방음벽 노후화 정도를 평가하였다. 단일형 또는 혼합형 방음판을 사용하는 방음벽의 노후도 평가는 물론, 손상유형이 단일형 뿐만 아니라 복합형으로 나타나는 방음벽에 대해서도 체계적인 평가가 가능한 노후도 평가 기법을 개발하였으며, 이러한 평가시스템을 통하여, 현재 설치되어 있는 방음시설의 노후화 현황을 체계적으로 파악함은 물론, 이를 토대로 방음벽의 보수 및 개량을 위한 효율적인 유지관리 계획 및 시행에 활용이 가능할 것으로 판단된다.