• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.325-330
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• 2004

원자력발전소에는 여러 종류의 케이블이 전력공급, 감시 및 제어신호의 전달을 위해 열악한 환경하에서 이용되고 있다. 발전소의 안전한 운전을 위해서 이 케이블이 어느 정도 열화 되었는지 확인할 필요가 있다. 특히, 원자력발전소의 수명 연장과 더불어 저압 케이블을 장기간 사용함에 따라서 저압케이블의 열화를 평가하기 위한 방법이 필요하게 되었다 저압케이블의 열화를 측정하는 파라미터로는 주변 온도, 절연재질의 경도, 파단시 연신률(EAB, Elongation At Breaking Point) 등이 있다. 그러나, 온도나 경도를 계측하는 검사는 정량적인 판단기준의 설정이 곤란하고 진단의 정밀도가 낮으며, 부분적으로 샘플링하는 방법은 샘플링되는 케이블에 연결된 부하를 정전시켜야 하고 장소와 시간적인 제약이 있으며, 전기적 측정법은 노화 초기부터 중기까지의 열화정도를 확인하기 어렵다. 본 연구에서는 재료의 열화에 따라서 초음파의 음속이 변화한다는 이론적인 배경(1,2)을 바탕으로 저압 케이블 재료의 열화에 따른 초음파의 음속을 측정하였다. 이를 위해, 원자력발전소에서 사용되는 저압케이블을 가속 열화시켰으며, 저압케이블의 피복재에서 초음파의 음속을 측정할 수 있는 장비를 개발하여, 초음파의 음속측정 후 인장시험을 통해 파단시 연신률을 측정하였다. 파단시 연신률이 증가함에 따라서 음속이 선형적으로 감소하였으며, 초음파의 음속은 열화의 정량적 평가 파라미터로서의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.49-55
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• 2009

1960년대 이후 국내의 경제성장은 비약적인 발전을 해왔으나, 이로인해 교통량의 급증 및 생활환경오염문제가 크게 급증하고 있는 실정이다. 특히, 급속한 경제성장은 대규모 도로건설 및 물류에필요한 차량의 대형화 및 고속화를 유도하였으나, 이로인해 발생하는 대기오염 및 자동차의 소음, 진동은 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이다. 도심도로의 경우 측정한 차량소음의 57% 이상이 환경기준을 초과하는 것으로 나타났다. 이러한 문제를 해결하기 위해 저소음 도로포장에 대한 사회적 관심이 커지고 있는 실정이다. 저소음 포장은 기본적으로 배수성포장과 같은 형식을 이용하며, 단지 기능적인 측면에서 소음저감효과부분이 강조된 것이다. 최근 국내에 저소음 포장 기술이 도입되고 있고, 이를 국내 실정에 맞는 기술로 변환하는 것이 시급한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내에 적합한 저소음 도로포장 연구중 저소음포장체를 구성하는 골재입도, 아스팔트 혼합물의 기본적인 역학적 특성을 평가하였다. 평가항목은 마샬안정도, 회복탄성계수, 간접인장강도 및 소성변형특성평가를 위한 선회다짐곡선 활용등이 포함되고, 실험을 통해 복층구조의 저소음 포장체를 구현하기 위한 기본자료를 정리하여 제시하였다. 복층형 구조의 저소음 아스팔트 포장체 구성을 위한 아스팔트혼합물의 역학시험결과 기본적인 구조성능은 충분히 만족시킴을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.317-322
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• 2021

적층 복합재의 특성상 두께 방향 물성이 취약하여 비틀림, 저속충격, 피로 하중 등 복합 하중을 받게 되면 재료 내부의 미세크랙 진전을 통해 층간분리 현상이 발생하게 된다. 이를 방지하고자 Z-pinning, Stitching 등 다양한 3차원 보강 공법과 구조물의 미세균열을 실시간으로 검출하는 구조 건전성 감시 기법이 꾸준히 연구되고 있다. 본 논문에서는 I-fiber 스티칭 공법으로 보강된 Single-lap joint를 Co-curing 방법으로 제작하였으며, 제작된 시편의 강도 및 파손신호 검출 특성을 평가하였다. 균열과 파손신호 검출을 위하여 전기저항법과 AE법을 사용하였으며, 신호분석을 위한 전용회로를 제작하여 인장시험 중의 파손신호를 분석하였다. 실험결과, I-fiber 스티칭으로 보강된 Single-lap joint 시편은 보강이 없는 Co-cured single-lap joint 시편에 비해 강도가 약 44.6% 향상되었다. 또한, I-fiber로 보강된 Single-lap joint 시편은 강도 향상과 더불어 전기저항법과 AE법에 의한 파손 검출이 모두 가능하므로 파손 모니터링에도 효과적인 구조임을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.75-82
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• 2021

이 연구의 목적은 강관과 강봉을 이용하여 프리스트레스력의 도입이 가능하도록 개발된 프리스트레싱(prestressing reinforcing units using steel bar and pipe, 이하 SP) 보강재의 응력손실을 확인하는데에 있다. 주요변수는 SP 보강재의 종류, 프리스트레스력의 크기 및 도입방법이다. 실험결과 SP 보강재의 응력손실은 프리스트레스력이 직접 도입하는 초기단계에서 가장 크게 있었는데, 그 크기는 압축도입형 보다 인장도입형에서 더 크게 있었다. SP 보강재의 응력손실은 프리스트레스력이 항복강도의 80%로 도입된 P800 강종인 압축도입형 실험체에서 1.6%로 가장 낮았다. 한편 시간경과에 따른 SP 보강재의 릴랙세이션은 압축도입형의 경우 SP 보강재의 종류, 프리스트레스력의 크기에 관계없이 0.4~1.9%로 평가되었는데, 이는 설계기준들에서 제시하고 있는 릴랙세이션 2.5% 이하를 만족하는 수준이었다. 결과적으로 프리스트레스력 도입 즉시 발생하는 응력손실을 감안할 때에 개발된 SP 보강재의 재질과 프리스트레스력 도입방식 및 크기는 각각 P800, 압축도입형 및 항복강도의 80%로 추천된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.208-215
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• 2021

본 연구에서는 북한 건설환경을 고려한 초고성능 콘크리트 프리캐스트 교량 시스템을 개발하고자 한다. 맞춤형 교량 시스템은 최근에 개발된 압축강도 120MPa 이상, 직접인장강도 7MPa 이상을 갖는 초고성능 콘크리트를 적용하여 설계, 제작 및 구조성능평가를 통하여 북한의 적용 가능성을 분석하였다. 설계를 위해 북한의 자동차짐(30, 40, 55)을 남한의 KL-510 하중과 비교한 결과, 하중이 증가함에 따라 단면이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 구조성능평가를 위하여 지간장 30m 교량 실험체를 초고성능 콘크리트를 이용하여 제작하였다. 휨 실험을 통하여 하중 분석을 수행한 결과, 설계하중 대비 측정하중은 초기균열하중상태에서 약 167%의 단면성능과 극한한계상태에서 약 134% 이상의 내하력을 확보하여 본 실험에서 요구하는 성능을 만족하였다. 이러한 결과는 기존의 강합성 거더교로 제작하는 장지간 교량 대비 약 11%의 상부공사비가 감소하는 것으로 분석되었다. 그러므로, 본 연구를 통하여 개발된 60m 이상 장지간 맞춤형 교량 시스템을 활용한다면 충분한 가격 경쟁력을 확보 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.106-111
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• 2010

본 연구는 일정한 실험조건 하에서 골심지 시료에 따른 골 성형 실험을 행하여 골심지에 의한 하이로골의 발생과 골판지상자의 압축강도의 관계에 대하여 조사하였다. 골판지의 골 높이가 낮은 골(low corrugation)의 비율이 많은 골심지 그레이드는 장력 변동의 저항에도 약하며 골심지의 이탈력에 의한 강탈(stealing)이 일어나기 쉽고, 결과적으로 낮은 골 비율이 높아졌으며, 골심지 두께 편차가 큰 골심지는 골 성형 시에 슬립현상을 발생하기 쉽기 때문에 불규칙한 골을 연속 형성하는 경향이 있었다. 또한 골심지의 그레이드에 따른 하이로골 분포비율의 실험결과 일반적 경향으로는 그레이드가 높은 골심지 일수록 낮은 골비율이 적었다. 골 성형된 골판지 시트의 두께의 경우는 원지 평량과의 상관성은 적고 골심지 두께와 상관하며 y=3.9732x+4.2712, $R^{2}=0.8142$), 골심지의 밀도에 역상관한다((y=-3.1213x+6.8736, $R^{2}=0.9919$). 하이로골 중에서 낮은 골 분포를 크게 나타낸 골심지 재료의 골판지로 만든 골판지상자의 압축강도가 현저히 낮고 골심지 시료의 그레이드에 따라 13%의 차이가 있었으며 압축강도의 편차도 골심지의 시료에 따라 21%로 크며, 골심지 골은 원지의 두께 및 밀도 등 물리적 특성치의 변동과 관계한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.688-694
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• 2018

이액형 액상 실리콘 혼합비율은 혼합된 액상 실리콘 원재료를 통해 완성된 제품이 갖추어야하는 고유의 물리적 특성에 더 부합되며 제품 품질에 중요한 요소이기 때문에 주재료와 부재료의 균일한 비율제어는 필요하다. 본 연구에서는 주재료와 부재료 각각의 원재료 이송유량을 확인할 수 있는 디지털 유량계와 유량제어시스템, 압력을 일정하게 유지함과 동시에 원재료 이송을 위한 펌핑 시스템으로 구성 되도록 혼합 비율 제어시스템을 설계 하였다. 또한 시스템과의 유기적인 연동과 혼합비율 제어를 위한 프로그램을 개발 하였다. 개발된 시스템의 검증을 위해 펌핑을 통한 실제 계량된 원재료의 중량과 유량계의 측정값을 비교 하였으며, 혼합 비율 향상 알고리즘의 적용 유무에 따른 테스트 시편을 제작하여 혼합된 재료의 물리적 특성을 측정하였다. 테스트 결과 알고리즘을 적용한 시편의 경우 경도는 46~47 범위, 인장 강도는 9.3MPa~9.5MPa 범위로 기준값에 가까운 측정값을 얻을 수 있었다. 이 결과들은 이액형 실리콘의 혼합 비율을 ${\pm}0.5%$이내의 오차 범위에서 제어됨을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.114-123
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• 2019

본 논문은 IV 및 HIV 절연전선의 가속열화에 따른 절연피복의 성능변화에 관한 연구이다. IV 및 HIV 절연전선의 절연열화를 가정하기 위해 가속수명시험 모형 중 아레니우스 방정식을 이용한 가속수명시험을 진행하였고, 등가수명 0년, 10년, 20년, 30년, 40년 실험시료를 제작하였다. IV 및 HIV 절연전선의 가속열화가 진행됨에 따라 최대인장하중은 커지는 반면, 절연전선의 신장률, 파단시간, 유연성이 점차 감소되는 것으로 나타났다. 추가적인 주사전자현미경을 이용한 등가수명별 절연전선 표면 분석 결과 가속열화가 진행됨에 따라 시료 표면에 결정형 구조 및 천공 등의 현상이 발생되어 노후화에 따른 절연열화가 진행 될수록 절연체의 기계적 특성이 감소되는 것으로 나타났다. 따라서 절연성능 저하에 따른 전기화재 위험성을 사전에 예방하기 위해선 건축물 내에 설치되는 절연체의 성능저하를 고려한 제도적인 절연전선의 교체 및 보수시기의 마련이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.93-103
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• 2018

볼트 수직이음 PHC말뚝 및 용접이음 PHC말뚝에 대한 휨강도시험을 실시하여 각 이음 PHC말뚝의 성능을 비교 분석하였다. $200N{\cdot}m$이상의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝에서는 가장 낮은 하중단계인 20kN에서도 볼트 수직이음구에서 좌우로 꺾인 변형 양상(직선 v형 라인)이 나타났으며 PHC말뚝 본체는 완전한 직선 형태를 유지하고 있었으므로 볼트 수직이음 PHC말뚝은 말뚝의 가장 중요한 성능인 일체화 거동을 하지 않았다. 체결토크가 풀린 즉, $20N{\cdot}m$의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝은 각 하중 단계에서 이음부위에 대하여 양쪽으로 대칭된 직선 V형 상태의 변위 양상을 나타내고 있었다. 각 하중 단계에서 하중 제거 시 이음말뚝은 하중 재하 전의 상태로 돌아가지 않았으므로 탄성 재료 거동을 나타내지도 않았다. 재하단계에 따른 이음부 변위 및 재하 하중 제거 후의 잔류 변위, 이음 PHC말뚝의 파괴하중 및 3가지 기본 성능 등을 비교한 결과 볼트 수직이음 PHC말뚝의 이음 품질은 용접이음 PHC말뚝의 이음 품질에 크게 미달하였다. 따라서 $200N{\cdot}m$ 이상의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝이나 체결토크가 풀린 볼트 수직이음 PHC말뚝은 이음말뚝의 기본 성능에 크게 미달하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.17-24
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• 2019

탄소섬유보강폴리머(CFRP)는 경량이며, 성형성 및 작업성이 뛰어나 보수보강재료로서 널리 사용되고 있다. 하지만, 연성재료인 철근과는 달리 CFRP는 취성재료이므로, 철근에서 사용되는 전통적인 설계접근 방법을 적용하는 것은 부적합하다. 연성재료인 철근은 항복이후 요소사이의 응력재분배가 이뤄져 복합요소의 거동은 평균화된다. 따라서 복합요소의 응력 평균은 단위요소의 평균과 같고, 표준편차는 더 작아진다. 따라서 연성재료의 설계값은 증가시킬 수 있으나, 안전측, 실무적 접근에서 고정값을 사용한다. 반면 취성재료의 경우, 응력재분배를 기대하기 어려워 복합요소의 거동은 더 약한 요소에 의해 결정된다. 이에 복합요소의 응력의 평균값과 표준편차는 감소한다. 따라서 취성재료의 설계값은 요소수가 증가할수록 감소한다. 이 논문에서는 취성재료에서 정규분포를 가지는 단위요소가 요소 결합에 따라 와이블 분포를 가지게 됨을 증명하고, 이를 반영하여 하중이 작용하는 면적에 따른 물성치의 보정식을 제안하였다.