• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.393-398
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• 2017

손상된 치아의 복구에 사용되는 재료인 치과용 복합레진 Clearfil AP-X (Kuraray, Japan)을 대상으로 디지털 이미지 상관법을 이용하여 광중합 시 발생하는 수축분포를 관찰하였다. 디지털 이미지 상관분석법을 위해, CCD 카메라를 이용하여 광조사 중과 광조사 이후의 촬영 조건을 달리하여 사진을 획득하였다. 광조사중의 최적의 촬영 조건을 설정하기 위하여 노출시간을 0.15 ms부터 0.55 ms까지 0.05 ms 간격으로 촬영한 사전 실험을 통해 촬영 조건을 획득하였다. DIC 분석 결과 복합레진의 비균일한 수축 분포를 관찰하였으며 복합레진의 중심 부분에서 시편의 계면부보다 좀 더 자유로운 유동성으로 더 큰 수축이 발생하였다. 복합레진의 중합수축은 초기 20 s 의 광조사에서 최종경화수축률의 50~60% 수준까지 발생하였다. 이러한 치과용 복합레진의 큰 수축량은 레진/기질계면 근처에서 인장응력이 집중하도록 영향을 주었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권2호
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• pp.225-236
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• 2017

Railroad bridges in North America are an integral but aging part of the railroad network and are typically only monitored using visual inspections. When quantitative information is required for assessment, railroads often monitor bridges using accelerometers. However without a sensor to directly measure displacements, it is difficult to interpret these results as they relate to bridge performance. Digital Image Correlation (DIC) is a non-contact sensor technology capable of directly measuring the displacement of any visible bridge component. In this research, a railroad bridge was monitored under load using DIC and accelerometers. DIC measurements are directly compared to serviceability limits and it is observed that the bridge is compliant. The accelerometer data is also used to calculate displacements which are compared to the DIC measurements to assess the accuracy of the accelerometer measurements. These measurements compared well for zero-mean lateral data, providing measurement redundancy and validation. The lateral displacements from both the accelerometers and DIC at the supports were then used to determine the source of lateral displacements within the support system.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.11-19
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• 2009

최근 대형구조물의 유지관리에 대한 관심이 커지고 있으며 자연재해, 구조물의 노후 등으로 구조적 안전성의 검토가 요구되는 대형구조물의 수가 급증하고 있는 실정이다. 실제 사용하고 있는 구조물의 구조적 특성은 최초 설계 당시의 특성과 차이점을 보이는 것이 일반적이며 부재의 균열 및 구조물의 노후화 등으로 인한 강성저하에 의하여 구조물의 동특성에 변화가 나타날 수 있다. 구조물의 동특성의 변화를 관찰하면 손상의 위치를 파악할 수 있으며 정량적 평가 또한 가능하다. 교량, 건물 등 구조물 모니터링에 사용되는 대표적 계측장비가 동적계측기이다. 현재 구조용 동적계측기는 각 센서와 계측기를 1:1로 연결하는 방식을 취하고 있어 많은 케이블 작업을 필요로 하기 때문에 센서를 부착하지 않고 원거리에서 진동을 측정하는 방법이 필요하다. 구조물의 동적응답 계측을 위하여 적용 가능한 비접촉식 방법으로는 레이저의 도플러효과 및 GPS를 이용하는 방법 등이 있으나 비경제적이기 때문에 교량구조물에 적용하기에 보편적이지 못하다. 그러나 영상 이미지를 이용하는 방법은 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 진동 및 동특성 추출에 적합하다. 기존에 도 센서를 대신하여 카메라의 영상신호를 이용하는 연구가 수행되었으나 구조물에 부착된 target의 한 지점을 기록한 후 이미지 처리기법 을 이용하여 변위응답을 측정하는 방법으로서 측정 대상이 비교적 국한적일 수 있다. 그러므로 본 연구에서 제안한 DIC(Digital Image Correlation)기법을 이용한 다중 변위응답 측정기법을 검증하기 위하여 실내모형실험을 수행하였다.

• Advances in biomechanics and applications
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• 제1권1호
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• pp.23-40
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• 2014

This paper examines the blood chamber of a left ventricular assist device (LVAD) under static loading conditions and standard operating temperatures. The LVAD's walls are made of a temperature-sensitive polymer (ChronoFlex C 55D) and are covered with a titanium nitride (TiN) nano-coating (deposited by laser ablation) to improve their haemocompatibility. A loss of cohesion may be observed near the coating-substrate boundary. Therefore, a micro-scale stress-strain analysis of the multilayered blood chamber was conducted with FE (finite element) code. The multi-scale model included a macro-model of the LVAD's blood chamber and a micro-model of the TiN coating. The theories of non-linear elasticity and elasto-plasticity were applied. The formulated problems were solved with a finite element method. The micro-scale problem was solved for a representative volume element (RVE). This micro-model accounted for the residual stress, a material model of the TiN coating, the stress results under loading pressures, the thickness of the TiN coating and the wave parameters of the TiN surface. The numerical results (displacements and strains) were experimentally validated using digital image correlation (DIC) during static blood pressure deformations. The maximum strain and stress were determined at static pressure steps in a macro-scale FE simulation. The strain and stress were also computed at the same loading conditions in a micro-scale FE simulation.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권6호
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• pp.759-768
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• 2019

In nuclear fusion reactors, the key structural component (i.e., the plasma-facing component) undergoes high heat flux cyclic loading. To ensure the safety of fusion reactors, an experimental study on the temperature-induced creep of stainless steel under heat flux cyclic loading was performed in the present work. The strains were measured using a stereo digital image correlation technique (3D-DIC). The influence of the heat haze was eliminated, owing to the use of a vacuum environment. The specimen underwent heat flux cycles ($500^{\circ}C-1000^{\circ}C$) with different mechanical preloads (0 kN, 10 kN, 30 kN, and 50 kN). The results revealed that, for a relatively large preload (for example, 50 kN), a single temperature cycle can induce a residual strain of up to $15000{\mu}{\varepsilon}$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권5호
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• pp.575-589
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• 2022

In order to enhance the greenness in the strain-hardening composites and to reduce the high cost of typical polyvinyl alcohol fiber reinforced engineered cementitious composite (PVA-ECC), an affordable strain-hardening composite with green binder content has been proposed. For optimizing the strain-hardening behavior of cementitious composites, this paper investigates the effects of polypropylene fibers on the first cracking strength, fracture properties, and micromechanical parameters of cementitious composites. For this purpose, digital image correlation (DIC) technique was utilized to monitor crack propagation. In addition, to have an in-depth understanding of fiber/matrix interaction, scanning electron microscope (SEM) analysis was used. To understand the effect of fibers on the strain hardening behavior of cementitious composites, ten mixes were designed with the variables of fiber length and volume. To investigate the micromechanical parameters from fracture tests on notched beam specimens, a novel technique has been suggested. In this regard, mechanical and fracture tests were carried out, and the results have been discussed utilizing both fracture and micromechanical concepts. This study shows that the fiber length and volume have optimal values; therefore, using fibers without considering the optimal values has negative effects on the strain-hardening behavior of cementitious composites.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.420-425
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• 2004

Lee and Kang measured side-necking deformation near a crack-tip for CT specimen using Stereoscopic Digital Speckle Photography and Digital Image Correlation. In this work the same technique was applied to SENB specimen. We happened to find that the deformation shape of the side-necking is similar to the one of plastic region estimated by McClictock using slip line theory. Based on volume constancy of plastic deformation as well as this finding, it is expected that a linear relationship holds between the volume of plastic deformation region and the one of side-necking upon the lateral surface of a specimen. To prove the idea, a preliminary study has been performed using 3-D finite element method on a model with modified boundary layer formulation. As the result, it is shown that the idea works well with acceptable error.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.1-10
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• 2012

최근 해안, 도서, 산간지방 등의 개발로 장대교량의 수요가 증가되고 재료 및 설계 시공기술의 지속적 발전으로 인하여 현수교나 사장교 등 장지간을 가지는 교량의 건설이 증가하고 있다. 장대교량은 사장재 또는 주 케이블 및 행어로 주형을 지지하는 고차 부정정구조물로 다양한 형태의 설계가 가능하고 구조물의 외관이 뛰어나기 때문에 현재 많은 교량에 적용되고 있다. 케이블지지교량은 시공 중 그리고 공용상태에서 케이블의 장력을 지속적으로 측정함으로써 교량의 건전성을 파악할 수 있다. 케이블의 장력을 추정하는 기법으로 로드셀 및 유압잭 등을 이용하여 케이블의 응력을 직접 측정하는 방법과 케이블의 형상조건과 계측된 동적 특성을 활용하여 장력을 구하는 진동법이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 디지털 영상처리를 이용한 행어케이블의 동특성 추정 방법을 제시하였으며 사용의 편의성과 경제성을 고려하여 원거리에 있는 행어케이블을 측정하기 위한 센서로 휴대용 디지털 캠코더를 사용하였다. 디지털 영상처리를 이용하는 방법은 digital image correlation(DIC) 기법을 사용하였으며 변형이 없는 이미지와 변형이 있는 이미지 사이의 기하학적인 왜곡을 보정하는 이미지 변환함수(ITF)를 사용하여 단위픽셀이하를 계산하였다. 또한 영상계측시스템의 흔들림을 추가적인 센서의 설치 없이 한 영상내의 고정된 물체를 이용하여 보정함으로써 행어케이블의 동적응답 및 모드별 고유진동수의 해상도를 향상시켰다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.89-93
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• 2020

반도체 패키지의 경박단소화로 인해 발생하는 복잡한 휨 거동은 내부 응력을 발생시켜 박리나 균열과 같은 다양한 기계적인 결함을 야기한다. 이에 따른 수율 감소를 막기 위해 휨 거동을 정확하게 예측하려는 노력은 다양한 측면에서 그 접근이 이루어지고 있다. 이 중 패키지를 구성하는 주 재료인 실리콘 웨이퍼는 일반적으로 균질한 물질로 취급되어 열에 의한 휨 거동은 전혀 없는 것으로 묘사된다. 그러나 실리콘을 얇게 가공하기 위해서 진행되는 그라인딩과 폴리싱에 의해 상온에서 휨이 발생한다는 사실이 보고되어 있고, 이는 표면에 형성되는 damage layer가 두께 방향으로 불균질함을 발생시키는 것으로부터 기인한다. 이에 본 논문에서는 반도체 패키징 공정 중 최고온 공정 과정인 solder reflow 온도에서 단면 연마된 웨이퍼가 나타내는 휨 거동을 측정하고, 이러한 휨 량이 나타나는 원인을 연마된 면과 그렇지 않은 면의 열팽창계수를 측정함으로써 밝혀내었다. 측정에는 미세 변형률과 형상이 모두 측정 가능한 3차원 디지털 이미지 상관법(Digital Image Correlation; DIC)을 이용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권9호
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• pp.877-882
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• 2011

본 연구에서는 디지털 영상 보정 기법을 이용하여 이중 링 구조물의 열변형을 측정하였다. 이중 링 구조물은 열변형률이 상대적으로 큰 알루미늄 내부링과 열변형률이 상대적으로 작은 티타늄 외부링으로 이루어져 있다. 고온 챔버에서 링구조물을 $50^{\circ}C$부터 $200^{\circ}C$까지 가열하는 동시에 두 대의 카메라로 이중 구조물 표면의 영상을 촬영하였다. 시편의 내부링과 외부링에는 21 ${\mu}m$의 초기 간극이 있다. 이 초기 간극은 약 $80^{\circ}C$에서 접촉하게 되며 이후 같이 팽창하였다. 실험 결과를 해석과 비교하기 위하여 ANSYS를 이용한 유한요소 해석을 수행하였다. 디지털 영상 보정 기법을 사용하여 계측한 이중 링 구조물의 온도에 따른 변위 분포는 유한요소해석의 결과와 잘 일치하였다.