• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권2호
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• pp.163-171
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• 2018

Plain concrete is a brittle material with a very low tensile strength compared to compressive strength and critical tensile strain. This study analyzed the dynamic characteristics of high-performance fiber-reinforced cementitious composites based on slurry-infiltrated fiber concrete (SIFCON-based HPFRCC), which maximizes the steel-fiber volume fraction and uses high-strength mortar to increase resistance to loads, such as explosion and impact, with a very short acting time. For major experimental variables, three levels of fiber aspect ratio and five levels of fiber volume fraction between 6.0% and 8.0% were considered, and the flexural strength and toughness characteristics were analyzed according to these variables. Furthermore, three levels of the aspect ratio of used steel fibers were considered. The highest flexural strength of 65.0 MPa was shown at the fiber aspect ratio of 80 and the fiber volume fraction of 7.0%, and the flexural strength and toughness increased proportionally to the fiber volume fraction. The test results according to fiber aspect ratio and fiber volume fraction revealed that after the initial crack, the load of the SIFCON-based HPFRCC continuously increased because of the high fiber volume fraction. In addition, sufficient residual strength was achieved after the maximum strength; this achievement will bring about positive effects on the brittle fracture of structures when an unexpected load, such as explosion or impact, is applied.

• 콘크리트학회지
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• 제5권4호
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• pp.179-187
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• 1993

본 연구에서는 콘크리트의 강도수준에 따른 피로실험을 수행하여 고강도 콘크리트의 피로거동 특성을 분석하였다. 실험변수는 4종류의 강도수준(26 MPa, 54 MPa, 82 MPa, 103 MPa)과 4종류의 최고 응력수준(75%, 80%, 85%, 95%)이며 실험에 사용된 공시체는 ${\phi}100{\times}200mm$의 원통형 공시체로서 총 160개가 제작되었다. 실험결과, 강도수준이 증가함에 따라 피로강도가 감소하였고 강도수준의 영향을 고려한 S-N-f'c 관계식을 제안하였다. 또한 강도수준의 영향 이외에도 변형도율 효과를 도입하여 피로실험과 압축실험에서 발생하는 하중재하율의 차이를 보정하였다. 한편, 피로 비탄성변형도는 강도수준이 증가함에 따라 감소하였으나 반복횟수에 따른 변형도 증가율은 강도수준이 높을수록 큰 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.357-363
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• 2005

건축물이 고층이 될 수록 고강도 강재의 사용요구가 증대된다. 그러나 고강도 강재는 일반 강재와는 전혀 다른 기계적 특성을 갖고 있다. 고강도 강재를 건축구조물에 적용하기 위해서는 비탄성 영역에서의 거동이 일반 강재와 동등한가를 확인해야 한다. 본 연구에서는 SM570TMC 강재로 제작된 박스형 및 H형 단면을 갖는 기둥의 국부좌굴강도를 평가하기 위해서 중심압축실험을 세장비를 변수로 수행하였다. 단주압축 실험결과 판폭두께비의 제한치를 만족하는 기둥부재의 최대내력은 국부좌굴에 의해 결정되며, 판폭두께비를 만족시키지 못하는 경우에는 최대내력에 도달하기 전에 국부좌굴이 발생되었으나 급격한 내력저하는 발생되지 않았다. 장주압축 실험결과 SM570TMC 강재는 허용응력도 설계법과 한계상태 설계법에서 정하고 있는 설계기준을 만족하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.72-72
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• 2018

A dynamic fatigue characteristic of dental implant system has been evaluated with applying single axial compressive shear loading based on the ISO 14801 standard. For the advanced dynamic fatigue test, multi-directional force and motion needed to be accompanied for more information of mechanical properties as based on mastication in oral environment. In this study, we have prepared loading and motion protocol for the multi-directional fatigue test of dental implant system with single (Apical/Occlusal; AO), and additional mastication motion (Lingual/Facial; LF, Mesial/Distal; MD). As following the prepared protocol (with modification of ISO 14801), fatigue test was conducted to verify the worst case results for the development of highly stabilized dental implant system. Mechanical testing was performed using an universal testing machine (MTS Bionix 858, MN, USA) for static compression and single directional loading fatigue, while the multi-directional loading was performed with joint simulator (ADL-Force 5, MA, USA) under load control. Basically, all mechanical test was performed according to the ISO 14801:2016 standard. Static compression test was performed to identify the maximum fracture force with loading speed of 1.0 mm/min. A dynamic fatigue test was performed with 40 % value of maximum fracture force and 5 Hz loading frequency. A single directional fatigue test was performed with only apical/occlusal (AO) force application, while multi directional fatigue tests were applied $2^{\circ}$ of facial/lingual (FL) or mesial/distal (MD) movement. Fatigue failure cycles were entirely different between applying single-directional loading and multi-directional loading. As a comparison of these loading factor, the failure cycle was around 5 times lower than single-directional loading while applied multi-directional loading. Also, the displacement change with accumulated multi-directional fatigue cycles was higher than that of single directional cycles.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.5318-5326
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• 2014

본 논문은 철근대체재로서 유리섬유보강 플라스틱봉(GFRP : Glass Fiber Reinforced Plastic Bar)으로 보강한 콘크리트 보 및 일반 RC보의 휨파괴 실험결과를 비교하여 제시한 것으로 보강비와 콘크리트의 압축강도를 주요 실험변수로 설정하여 보의 균열발생 양상과 파괴모우드, 처짐, 변형률 및 최대하중을 측정하고 분석하였다. 실험결과, GFRP 보강보의 하중강도는 보강비와 콘크리트 강도가 증가할수록 크게 나타났으며, 동일 보강비일 경우 일반 RC보에 비하여 41.3~51.6% 증가하였다. GFRP 보강보의 처짐은 일반 RC보에 비하여 약 4.1~6.3배 증가하는 것으로 나타났으며, 실측처짐이 이론값보다 평균 31% 정도 작게 나타나 GFRP 보의 처짐계산시 사용되는 휨강성이 최대하중시 과소평가되기 때문인 것으로 판단된다. GFRP 보의 균열폭은 RC보에 비하여 1.87~2.79배 크게 발생하였으며, 보강비와 콘그리트 강도가 증가할수록 다소 작은 것으로 나타났다. ACI code 440에 의해 산정한 설계휨강도는 대체적으로 안전측의 값을 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.609-619
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• 2004

유럽을 중심으로 스틸스터드의 약점으로 지목 받고 있는 열교현상을 억제하기 위한 스터드 개선 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 크게 마감재와 접촉 면적을 줄이는 방법, 웨브면에서 열전달 경로를 늘이는 방법, 열전도성이 낮은 소재를 사용하는 방법, 그리고 스터드를 피복하는 방법으로 구분할 수 있다. 비교적 저층의 주거용 건축물을 대상으로 하는 국외의 경우 에너지 소비에 초점이 맞춰져 있지만, 본 연구의 경우 중층화를 대비하여 구조적 성능도 고려하여 아연도금강판(SGC58)과 FRP를 에폭시로 부착하여 150SL 형태의 복합스터드를 개발하였다. 복합스터드의 소재로는 두께 1.0mm과 1.2mm 강판과 두께 4mm(4ply), 6mm(6ply)의 FRP를 적용하였고, 4가지의 접합 상세에 대한 제작 및 실험을 통해 최종적으로 우수한 결과를 보인 2가지를 선택하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 개발된 복합스터드의 압축 성능을 확인하기 위해 2가지 접합 상세에 대해 단면 높이인 150mm에 대해 3, 6, 9, 12배 길이에 대해 압축 실험을 계획하였고, 기존 스틸 스터드와 비교하기 위하여 동일 형태의 비교 실험체도 제작하였다. 실험결과, 복합스터드의 최대하중은 강판 두께 1.0mm인 경우 동일 두께의 스틸 스터드보다 평균 1.62배, 1.2mm인 경우 평균 1.46배 증가하였으며, 가력 종료 시점에 이르기까지 일체 거동을 보여 구조적으로 우수함이 입증되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.2919-2924
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• 2011

자동서랍함용 완충기는 서랍을 여닫을 때 충격을 흡수하고 속도를 조절하는 역할을 해 준다. 완충기 튜브는 완충기의 구성품을 에워 쌓고 있는 원통 모양의 케이스이며 아세탈 재질로 되어있다. 본 연구는 사출 성형 공정에서 제작된 완충기 튜브의 품질 안정성을 평가하는 데 목적이 있다. 완충기 튜브는 4 캐비티 냉각장치를 갖춘 사출 성형공정에서 제작된다. 본 연구에서는 완충기 튜브의 품질 안정을 판단하기 위해 분석과 시험이 수행되었다. 분석과 시험은 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 품질 분석과 연구된 튜브에 대한 외산품과의 성능 비교 시험이다. 사출 압력은 87.6 MPa로, 전체 휨량은 0.07~1.0 mm로 계산하였다. 연구된 튜브와 외산품을 비교해 볼 때 튜브의 최대 압축-하중은 231 kgf, 구간별 변위-하중은 0.05 kgf, 그리고 또 튜브 내경의 표면거칠기(Ra)는 $0.02\;{\mu}m$ 향상되었다. 결과적으로 사출 성형 공정에서 제작되어지는 연구된 튜브의 품질은 안정되었고 성능이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.91-99
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• 2017

본 논문은 폴리머 모르타르로 보수된 철근콘크리트 보의 휨거동을 실험적 해석적으로 분석한 결과를 제시한다. 실험적 연구에서는 보수위치, 모르타르 재령을 실험변수로 고려하여 제작된 13개의 보에 대한 3점 휨실험이 실시되었다. 인장측 및 압축측을 보수한 실험체들의 파괴는 모르타르와 콘크리트의 계면에서 발생하지 않았으며, 폴리머 모르타르의 인장변형률이 극한변형률을 초과하는 순간 발생하였다. 압축측을 보강한 실험체들은 기준실험체의 최대하중과 유사하였다. 그들의 연성지수는 기준실험체보다 훨씬 컸다. 인장측을 보수한 실험체는 매우 취성적으로 파괴되었으며, 연성지수가 크게 감소하였다. 폴리머 모르타르로 보수된 철근콘크리트의 보의 휨거동을 예측하기 위해 Opensees을 사용한 재료비선형 해석을 진행하였다. 해석 모델을 단순화하기 위해 2차원 골조요소를 적용하였으며, 재료 비선형성을 고려하기 위해 파이버 모델을 적용하였다. 해석결과는 비선형 구조해석은 압축측 보수 실험체의 휨거동을 적절하게 예측하나, 인장측 휨거동는 다소 과대 평가하는 것으로 나타났다.

• 대한치과보철학회지
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• 제42권4호
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• pp.397-411
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• 2004

Purpose: The purpose of this study was to determine the effect of anchorage systems and palatal coverage of denture base on load transfer in maxillary implant-supported overdenture. Material and methods: Maxillary implant -supported overdentures in which 4 implants were placed in the anterior region of edentulous maxilla were fabricated, and stress distribution patterns in implant supporting bone in the case of unilateral vertical loading on maxillary right first molar were compared with each other depending on various types of anchorage system and palatal coverage extent of denture base using three-dimensional photoelastic stress analysis. Two photoelastic overdenture models were fabricated in each anchorage system to compare with the palatal coverage extent of denture base, as a result we got eight models : Hader bar using clips(type 1), cantilevered Hader bar using clips(type 2), Hader bar using clip and ERA attachments(type 3), cantilevered milled-bar using swivel-latchs and frictional pins(type 4). Result: 1. In all experimental models, the highest stress was concentrated on the most distal implant supporting bone on loaded side. 2. In every experimental models with or without palatal coverage of denture base, maximum fringe orders on the distal ipsilateral implant supporting bone in an ascending order is as follows; type 3, type 1, type 4, and type 2. 3. Each implants showed compressive stresses in all experimental models with palatal coverage of denture base, but in the case of those without palatal coverage of denture base, tensile stresses were observed in the distal contralateral implant supporting bone. 4. In all anchorage system without palatal coverage of denture base, higher stresses were concentrated on the most distal implant supporting bone on loaded side. 5. The type of anchorage system affected in load transfer more than palatal coverage extent of the denture base. Conclusion: To the results mentioned above, in the case of patients with unfavorable biomechanical conditions such as not sufficient number of supporting implants, short length of the implant, and poor bone quality, selecting a resilient type attachment or minimizing the distal cantilevered bar is considered to be an appropriate method to prevent overloading on implants by reducing cantilever effect and gaining more support from the distal residual ridge.

• Advances in nano research
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• 제16권2호
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• pp.127-140
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• 2024

Upon direct/indirect exposure to flame or heat, composite structures may burn or thermally buckle. This issue becomes more important in the natural fiber-based composite structures with higher flammability and lower mechanical properties. The main goal of the present study was to obtain an optimal eco-friendly composite system with low flammability and high thermal buckling resistance. The studied composite consisted of polypropylene (PP) and short abaca fiber (AF) with eggshell powder (ESP) and halloysite clay nanotubes (HNTs) additives. An optimal base composite, consisting of 30 wt.% AF and 70 wt.% PP, abbreviated as OAP, was initially introduced based on burning rate (BR) and the Young's modulus determined by horizontal burning test (HBT) and tensile test, respectively. The effects of adding ESP to the base composite were then investigated with the same experimental tests. The results indicated that though the BR significantly decreased with the increase of ESP content up to 6 wt.%, it had a very destructive influence on the stiffness of the composite. To compensate for the damaging effect of ESP, small amount of HNT was used. The performance of OAP composite with 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT (OAPEH) was explored by conducting HBT, cone calorimeter test (CCT) and tensile test. The experimental results indicated a 9~23 % reduction in almost all flammability parameters such as heat release rate (HRR), total heat released (THR), maximum average rate of heat emission (MARHE), total smoke released (TSR), total smoke production (TSP), and mass loss (ML) during combustion. Furthermore, the combination of 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT reduced the stiffness of OAP to an insignificant amount by maximum 3%. Moreover, the char residue analysis revealed the distinct differences in the formation of char between AF/PP and AF/PP/ESP/HNT composites. Afterward, dilatometry test was carried out to examine the coefficient of thermal expansion (CTE) of OAP and OAPEH samples. The obtained results showed that the CTE of OAPEH composite was about 18% less than that of OAP. Finally, a theoretical model was used based on first-order shear deformation theory (FSDT) to predict the critical bucking temperatures of the OAP and OAPEH composite plates. It was shown that in the absence of mechanical load, the critical buckling temperatures of OAPEH composite plates were higher than those of OAP composites, such that the difference between the buckling temperatures increased with the increase of thickness. On the contrary, the positive effect of CTE reduction on the buckling temperature decreased by raising the axial compressive mechanical load on the composite plates which can be assigned to the reduction of stiffness after the incorporation of ESP. The results of present study generally stated that a suitable combination of AF, PP, ESP, and HNT can result in a relatively optimal and environmentally friendly composite with proper flame and thermal buckling resistance with no significant decline in the stiffness.