• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.468-476
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• 2019

본 연구는 전술차량에 적용된 FRP 구조물의 품질문제 해소 및 예방을 위한 강도개선 방안에 대한 것이다. 소형전술차량은 후드조립체와 후방밴 조립체 등에 FRP 소재를 적용하여 전체적인 차량의 여유중량(공차중량)을 확보하였다. 그러나 FRP가 갖는 태생적인 한계로 인해 접합부 균열과 같은 초기 품질문제가 다수 발생되었다. 더구나, 후드조립체는 개발 시 고려한 조건과 다른 비정상적인 조건으로 운용됨을 확인하였다. 이러한 비정상적인 조건으로 장기간 장비 운용 시 해당 부품의 내구수명 저하가 우려되었다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 FRP 구조물의 문제점에 대한 개선과 운용개념 변화에 따른 설계 안전율 추가 확보를 위한 굴곡강도 향상을 목표로 적층구조 최적화를 수행하였다. 그 결과, 접합부는 FRP 소재 적층수를 증가시킴으로써 후드조립체와 후방밴 조립체의 굴곡강도가 각각 8.1배, 1.5배 개선되었다. 또한, 후드조립체의 모재 부위는 FRP 적층구조 최적화를 통해 굴곡강도 1.4배 향상시켰으며, 그 결과 비정상 운용조건에 대한 내구수명 확보 및 한계하중 1.7배 개선효과를 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.30-39
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• 2022

원자력발전소 주요기기의 건전성 유지는 구조물의 안전성과 관련하여 매우 중요한 문제로 인식되고 있으며 배관시스템의 건전성은 원자력발전소의 안전과 관련된 매우 중요한 문제이다. 지진하중으로 인한 배관시스템의 실제 파괴모드는 피로균열에 의한 누수이며 구조적인 손상 메커니즘은 소성변형을 발생할 수 있는 큰 상대변위로 인한 저주기 피로이다. 이 연구에서는 원자력발전소의 배관시스템에서 3인치의 강재 직관과 강재 배관 Tee로 구성된 시험체에 대하여 다양한 크기의 일정한 진폭에 대하여 면내반복가력실험을 수행하였다. 지진하중으로 인한 배관시스템에서 발생하는 상대변위를 고려하기 위하여 하중진폭을 증가시켰으며, 강재 배관 Tee의 한계상태인 피로균열에 의한 누수가 발생할 때까지 수행하였다. 힘과 변위의 관계에 대하여 손상모델에 기반을 둔 손상지수를 이용하여 한계상태를 표현하였다. 그 결과 손상지수를 이용하여 강재 배관 Tee의 한계상태를 정량적으로 표현할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.488-496
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• 2023

선박 및 교량 구조물은 일종의 길이가 긴 박스형 구조로서 수직 굽힘 모멘트에 대한 저항력이 설계의 주요 인자이다. 특히 선박 거더는 반복적으로 불규칙적인 파랑하중에 장시간 노출되어 있기 때문에 구조부재의 연속 붕괴 거동을 정확하게 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 본 논문에서는 순수 휨모멘트를 받는 박스거더의 하중 변화에 따른 좌굴을 포함한 소성 붕괴 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 분석대상은 Gordo 실험에서 사용한 세 가지 박스거더로 선정하였다. 구조강도 실험 결과와 비선형 유한요소해석에 의한 결과를 비교하여 차이가 발생하는 원인에 대해서 고찰하였다. 본 논문에서는 카본스틸 재료의 제작 시 필연적으로 사용하는 용접열에 의한 초기 처짐의 영향을 반영하기 위하여 전체와 국부적인 처짐 형상의 조합을 제안하였고, 이 결과는 실험 결과와 거동 및 최종강도 추정율이 7% 이내에서 잘 일치하고 있었다. 논문에서 검토한 절차 및 초기 처짐 구성에 대한 내용은 향후 유사 구조물의 최종강도를 분석하는데 좋은 지침으로 사용할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.25-35
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• 2023

Considering the non-linear behavior of structure and soil when evaluating a nuclear power plant's seismic safety under a beyond-design basis earthquake is essential. In order to obtain the nonlinear response of a nuclear power plant structure, a time-domain SSI analysis method that considers the nonlinearity of soil and structure and the nonlinear Soil-Structure Interaction (SSI) effect is necessary. The Boundary Reaction Method (BRM) is a time-domain SSI analysis method. The BRM can be applied effectively with a Perfectly Matched Layer (PML), which is an effective energy absorbing boundary condition. The BRM has a characteristic that the magnitude of the response in far-field soil increases as the boundary interface of the effective seismic load moves outward. In addition, the PML has poor absorption performance of low-frequency waves. For this reason, the accuracy of the low-frequency response may be degraded when analyzing the combination of the BRM and the PML. In this study, the accuracy of the analysis response was improved by adjusting the PML input parameters to improve this problem. The accuracy of the response was evaluated by using the analysis response using KIESSI-3D, a frequency domain SSI analysis program, as a reference solution. As a result of the analysis applying the optimal PML parameter, the average error rate of the acceleration response spectrum for 9 degrees of freedom of the structure was 3.40%, which was highly similar to the reference result. In addition, time-domain nonlinear SSI analysis was performed with the soil's nonlinearity to show this study's applicability. As a result of nonlinear SSI analysis, plastic deformation was concentrated in the soil around the foundation. The analysis results found that the analysis method combining BRM and PML can be effectively applied to the seismic response analysis of nuclear power plant structures.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.65-70
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• 2023

나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography, NIL) 공정은 패턴 형성을 위한 공정 단순성, 우수한 패턴 형성, 공정의 확장성, 높은 생산성 및 저렴한 공정 비용이라는 이유들로 인해 많은 관심을 받고 있다. 그러나, 기존의 NIL 기술들을 통해 금속 소재 상 구현할 수 있는 패턴의 크기는 일반적으로 마이크로 수준으로 제한적이다. 본 연구에서는, 다양한 두께의 금속 기판 표면에 마이크로/나노 스케일 패턴을 직접적으로 형성하기 위한 극압 임프린트 리소그래피(extremepressure imprint lithography, EPIL) 방법을 소개하고자 한다. EPIL 공정은 자외선, 레이저, 임프린트 레지스트 또는 전기적 펄스 등의 외부 요인을 사용하지 않고 고분자, 금속, 세라믹과 같은 다양한 재료의 표면에 신뢰성 있는 나노 수준의 패터닝을 가능하게 한다. 레이저 미세가공 및 포토리소그래피로 제작된 마이크로/나노 몰드는 상온에서 높은 하중 혹은 압력을 가해 정밀한 소성변형 기반 Al 기판의 나노 패터닝에 활용된다. 20 ㎛ 부터 100 ㎛까지 다양한 두께를 갖는 Al 기판 상 마이크로/나노 스케일의 패턴 형성을 보여주고자 한다. 또한, 다목적 EPIL 기술을 통해 금속 재료 표면에서 그 형상을 제어하는 방법 역시 실험적으로 증명된다. 임프린트 리소그래피 기반 본 접근법은 복잡한 형상이 포함된 금속 재료의 표면을 요구하는 다양한 소자 응용을 위한 나노 제조 방법에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.267-275
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• 2009

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝직경과 재하방향에 따른 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 수직방향 극한지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 1.90배, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일한 지지력을 보여주었다. 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝에 비하여 평균 1.46배, 콘크리트 말뚝에 비하여 평균 1.25배 큰 것으로 나타났다. 그리고, 허용변위 기준에서의 강관합성말뚝의 말뚝두부 변위는 평균적으로 강관말뚝의 약 78%, 콘크리트 말뚝의 약 53%로 나타나 강관합성말뚝의 변위억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 해석조건에서 강관합성말뚝의 수직방향 극한지지력 증가효과는 작았지만 수평방향 재하시의 강관합성말뚝의 변위억제 효과에 의해 현장타설말뚝의 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.259-266
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• 2009

강관합성말뚝의 강관은 내부 콘크리트의 변형을 억제하여 말뚝강도를 증가시키고 연성파괴를 유도하는 보강효과를 발휘한다. 본 연구에서는 강관, 콘크리트, 강관합성 시험체에 대하여 수행된 압축재하 실험의 하중-변위 곡선을 모사할 수 있는 해석모델 및 입력물성값을 분석하였다. 그 결과, 강관은 von-Mises 모델, 그리고 콘크리트는 소성변형률에 따라 점착력과 팽창각을 감소시키는 변형률 연화모델을 적용하여 실험결과를 모사하였다. 또한, 콘크리트 내부의 철근은 항복 모멘트 적용 및 철근의 단면적을 감소시켜 모사하였다. 본 연구에서 적용된 해석기법은 실험결과와 비교하여 강관합성말뚝의 항복거동 및 보강효과를 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다. 실물크기 말뚝에 대한 변수연구를 수행한 결과, 강관 합성말뚝의 재료강도는 강관의 보강효과에 의해 축방향에 대해 약 10%, 횡방향에 대해 약 20~45% 증가하는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.442-448
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• 2023

본 연구에서는 딸기 육묘용 온실의 개발을 통해 딸기 육묘에 적합한 규격과 생육환경을 조성하는 데 초점을 맞췄다. 이를 위해 전국의 46개 딸기 육묘 농가를 대상으로 구조실태 및 구조개선에 대한 조사를 실시하였다. 조사 결과를 토대로 다양한 요소를 고려하여 최적의 온실 모델을 도출하였다. 온실의 폭은 육묘 베드와 면적의 효율성을 고려하여 14.0m로 설정하였으며, 측고는 여름철 환기를 고려하여 2.0m로 결정하였다. 적설하중에 의한 서까래의 응력을 감소시키기 위해 보강재 설치 각도는 50°로 설정하였다. 지역별 설계 풍속과 적설심을 고려하여 안전성을 고려한 모델을 두 가지로 분석하였고, 결과적으로 φ48.1×2.1t와 φ59.9×2.3t의 서까래 부재를 사용한 온실 모델 모두 안전성을 확보하였다. 이렇게 개발한 온실 모델을 활용하여 딸기 육묘 실험을 진행하였고, 생존율이 평균 93.2%로 높게 나타났다. 이러한 결과로써 개발한 딸기 육묘용 온실이 딸기 육묘 환경을 개선하고 효율적인 생육을 도모할 수 있는 유용한 시설임을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.14-34
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• 1985

본(本) 연구(硏究)에서는 국내산(國內産) 미이용(未利用) 활엽수재(闊葉樹材)인 현사시나무의 재질개량(材質改良)을 위한 방안(方案)으로 비닐계 단량체(單量體)인 methylmethacrylate (MMA) 용액(溶液)을 목재내(木材內)로 주입(注入)한 후(後) 가압(加壓) 가열(加熱) 촉매중합법(觸媒重合法)에 의하여 제조(製造)한 목재(木材)-고분자(高分子) 복합체(複合體)(WPC ; wood-polymer composites)와 열압축목재(熱壓縮木材) (Staypak ; heat-stabilized compressed wood)의 물리적(物理的), 기계적(機械的) 성질(性質)과 치수 안정성(安定性)을 조사(調査)하였다. WPC 제조시(製造時) 단량체(單量體)의 주입량(注入量)을 비교(比較)하기 위하여 침지법(浸漬法)과 진공감압법(眞空減壓法)을 실시(實施)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 목재내(木材內) 단량체(單量體)의 주입량(注入量)은 진공감압법(眞空減壓法)이 침지법(浸漬法)에 비(比)해 약(約) 2배(培)의 효과(效果)가 있었다. 2. 목재내(木材內)로 주입(注入)된 단량체(單量體)는 WPC 제조시(製造時) 약(約) 절반가량 중합(重合)되었다. 3. 제조(製造)된 WPC의 치수 안정효과(安定效果)의 측정결과(測定結果), 반경방향(半徑方向)에서의 항수축율(抗收縮率) 12.5~13.6%, 접선방향(接線方向)에서의 항수축율(抗收縮率)은 12.5~13.6%, 접선방향(接線方向)이 17.18~40.14%였다. 흡수감소율(吸收減少率)은 8.19~15.5%로 진공감압법(眞空減壓法)이 침지법(浸漬法)에 의(依)한 WPC보다 효과(效果)가 좋았다. 4. 휨강도(强度) 시험시(試險時) 하중(荷重)을 가(加)하는 방향(方向)을 달리하였을 때 반경방향(半徑方向)으로 하중(荷重)을 가(加)한 경우(境遇)가 접선방향(接線方向)에 비(比)해 높은 강도치(强度値)를 나타내었다. 5. Staypak 및 WPC는 소재(素材)에 비(比)해 횡압축강도(橫壓縮强度)가 70~90% 향상(向上)되었으며, 종압축강도(從壓縮强度)는 10~30% 증가(增加)되었다. 6. Staypak의 비중(比重)은 0.66, 침지법(浸漬法)에 의(依)한 WPC는 0.61, 진공감압법(眞空減壓法)에 의(依)한 WPC의 비중(比重)은 0.62, 소재(素材)는 0.44였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-7
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• 2017

본 연구는 안전하고 위생적인 오디 생산을 위한 기초자료를 확보하고자 수행하였다. 오디 재배 농가 6개소를 방문하여 숙도별 오디 시료를 재배형태에 따라 수집하여 미생물 부하량을 분석하였다. 오디의 총 호기성 일반세균수를 요인분석한 결과 재배형태와 숙도의 상호작용은 없었고, 재배형태와 숙도가 각각 총 호기성세균 수에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 재배형태에 따라서는 하우스 재배 오디에서 평균 5.32 log CFU/g, 노지 재배 오디에서 평균 6.88 log CFU/g이 검출되어 하우스 재배에 비해 노지 재배에서 총 호기성세균의 수가 유의적으로 높은 것을 알 수 있었다. 숙도에 따라서는 초록색 오디에서 5.39 log CFU/g, 빨간색 오디에서 평균 4.32 log CFU/g, 검은색 오디에서 평균 7.32 log CFU/g로 검출되어 초록색 오디와 빨간색 오디에 비해 검은색 오디에서 총 호기성세균의 수가 유의적으로 높게 나타났다. 노지재배에서 외부환경에 오염원이 있을 경우 오디의 미생물 부하량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 가축출입이 없는 구역과 가축출입이 있는 구역의 토양과 오디 시료의 위생지표세균 수를 조사하였다. 가축출입이 없는 구역에서는 대장균군 및 대장균이 검출되지 않았으나 가축출입이 있는 구역의 경우 대장균이 토양에서 4.26~4.94 log CFU/g, 오디에서 5.03~6.07 log CFU/g 수준으로 검출되었다. 뽕나무 밑에 닭을 키우거나 염소가 출입할 경우 가축분변에 의해 토양이 오염될 수 있고, 오염된 토양과의 접촉을 통해 오디에도 미생물이 오염될 가능성이 있다고 보인다. 따라서 생과용 오디 생산을 목적으로 뽕나무를 재배할 경우에는 농장 내에 가축 출입을 제한하고 토양이 오염되지 않도록 관리할 필요가 있다. 숙도가 증가할수록 오디의 미생물 오염도가 높아지는지를 분석하기 위해 숙도별 오디 (초록색, 빨간색, 검은색 오디)에 각각 대장균을 접종하여 시간의 흐름에 따른 대장균의 밀도변화를 조사하였다. 초록색 오디는 두 온도에서 모두 대장균이 증식하지 않았지만, 빨간색 오디와 검은색 오디 시료에서는 $20^{\circ}C$ 약 2 log CFU/g, $37^{\circ}C$ 약 4 log CFU/g 증가하였고, 빨간색 오디보다 검은색 오디에서 더 빠른 시간 내에 증가하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 오디 열매가 익어갈수록 당도가 높아져 대장균이 증식하기 쉬우므로 오디가 유해 미생물에 오염되지 않도록 사전에 예방하는 것이 중요하다.