• 한국분말재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.382-389
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• 2022

A typical trade-off relationship exists between strength and elongation in face-centered cubic metals. Studies have recently been conducted to enhance strength without ductility reduction through surface-treatment-based ultrasonic nanocrystalline surface modification (UNSM), which creates a gradient microstructure in which grains become smaller from the inside to the surface. The transformation-induced plasticity effect in Fe-Mn alloys results in excellent strength and ductility due to their high work-hardening rate. This rate is achieved through strain-induced martensitic transformation when an alloy is plastically deformed. In this study, Fe-6%Mn powders with different sizes were prepared by high-energy ball milling and sintered through spark plasma sintering to produce Fe-6%Mn samples. A gradient microstructure was obtained by stacking the different-sized powders to achieve similar effects as those derived from UNSM. A compressive test was performed to investigate the mechanical properties, including the yielding behavior. The deformed microstructure was observed through electron backscatter diffraction to determine the effects of gradient plastic deformation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권4호
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• pp.471-486
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• 2022

The effect of segmental joints is one of main importance for the segmental lining design when tunnels are excavated by a mechanized process. In this paper, segmental tunnel linings are analyzed by two numerical methods, namely the Beam-Spring Method (BSM) and the Solid-Interface Method (SIM). For this purpose, the Tehran Subway Line 6 Tunnel is considered to be the reference case. Comprehensive 2D numerical simulations are performed considering the soil's calibrated plastic hardening model (PH). Also, an advanced 3D numerical model was used to obtain the stress relaxation value. The SIM numerical model is conducted to calculate the average rotational stiffness of the longitudinal joints considering the joints bending moment distribution and joints openings. Then, based on the BSM, a sensitivity analysis was performed to investigate the influence of the ground rigidity, depth to diameter ratios, slippage between the segment and ground, segment thickness, number of segments and pattern of joints. The findings indicate that when the longitudinal joints are flexible, the soil-segment interaction effect is significant. The joint rotational stiffness effect becomes remarkable with increasing the segment thickness, segment number, and tunnel depth. The pattern of longitudinal joints, in addition to the joint stiffness ratio and number of segments, also depends on the placement of longitudinal joints of the key segment in the tunnel crown (similar to patterns B and B').

• 한국재료학회지
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• 제34권7호
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• pp.330-340
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• 2024

Al-Mg-Si alloys are light weight and have excellent corrosion resistance, and are attracting attention as a liner material for high-pressure hydrogen containers in hydrogen fuel cell vehicles. Because it has excellent plastic hardening properties, it is also applied to car body panel materials, but it is moderate in strength, so research to improve the strength by adding Si-rich or Cu is in progress. So far, the authors have conducted research on the intergranular fracture of alloys with excessive Si addition from the macroscopic mechanical point of view, such as specimen shape. To evaluate their impact tensile properties, the split-Hopkinson bar impact test was performed using thin plate specimens of coarse and fine grain alloys of Al-Mg-X (X = Cr,Si) alloy. The effect of the shape of the specimen on the characteristics was studied through finite element method (FEM) analysis. As a result, it was found that the intergranular fracture of the alloy with excessive Si depended on the specimen width (W)/grain size (d), which can be expressed by the specimen size and grain size. As W/d decreases, the intergranular fracture transforms into a transgranular fracture. As the strain rate increases, the fracture elongation decreases, and the fracture surface of the intergranular fracture becomes more brittle. It was confirmed that intergranular fracture occurred in the high strain rate region even in materials with small grain sizes.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.81-92
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• 2013

HSB를 적용한 플레이트거더의 압축플랜지 국부좌굴을 고려한 극한휨강도를 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. 압축플랜지의 비탄성 국부좌굴 또는 소성항복이 휨강도를 지배하는 압축플랜지 세장비를 갖도록 해석대상 강거더를 선정하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800 강재와 SM570-TMC 강재를 함께 적용한 하이브리드 단면을 고려하였으며, 일반강재와의 비교를 위하여 SM490-TMC 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지와 복부판을 쉘요소로 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였으며, 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였다. 비선형 유한요소해석 결과와 기존 문헌의 실험결과를 비교하여 유한요소 해석결과를 검증하였으며, 초기변형과 잔류응력이 극한휨강도에 미치는 영향을 분석하였다. 총 60개 해석대상 강거더의 휨극한강도를 유한요소해석으로 구하고, 도로교설계기준, AASHTO LRFD와 Eurocode 3의 설계규정으로 구한 휨강도와 비교하여 이들 규정의 HSB 강거더에 대한 적용성을 검토하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1057-1068
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• 2014

2개의 상으로 구성된 입자 강화 복합재에 대한 균질화와 내부 상태 변수에 대해 2차 미분항이 포함된 비구역적 이론을 적용하여 탄소성 구성 방정식을 제안하였다. 열역학과 소성 포텐셜을 통해 내부 상태 변수에 대한 전개식 또한 본 논문에 포함되었다. 연속체 결함 모델을 이용, 결함 인자에 따른 물성 저하 현상도 감안되었으며 이중 후방응력이 조합된 전개식 또한 제시하였다. 일부 예에 대한 수치해석 결과, 비구역적 변수의 영향이 증가할수록 전단밴드는 감소하나 반면 특정 후방응력 전개가 지배적일수록 소성변형 집중이 증가함이 관찰되었다. 더욱이 두 개의 강소성 상으로 이루어진 복합재의 경우 강성이 높은 게재물의 비중이 증가함에 따라 전단밴드 형성이 용이한 것으로 나타났다. 그 밖에 제어변수들의 변화에 따른 전단밴드 형성에 대한 분석 결과는 Rice 소성 불안정성 분석결과와 잘 일치함 또한 밝혀졌다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제39권
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• pp.16.1-16.6
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• 2017

Background: Mandibular reconstruction is performed after segmental mandibulectomy, and precise repositioning of the condylar head in the temporomandibular fossa is essential for maintaining preoperative occlusion. Methods: In cases without involvement of soft tissue around the mandibular bone, the autopolymer resin in a soft state is pressed against the lower border of the mandible and buccal and lingual sides of the 3D model on the excised side. After hardening, it is shaved with a carbide bar to make the proximal and distal parts parallel to the resected surface in order to determine the direction of mandibular resection. On the other hand, in cases that require resection of soft tissue around the mandible such as cases of a malignant tumor, right and left mandibular rami of the 3D model are connected with the autopolymer resin to keep the preoperative position between proximal and distal segments before surgical simulation. The device is made to fit the lower border of the anterior mandible and the posterior border of the mandibular ramus. The device has a U-shaped handle so that adaptation of the device will not interfere with the soft tissue to be removed and has holes to be fixed on the mandible with screws. Results: We successfully performed the planned accurate segmental mandibulectomy and the precise repositioning of the condylar head by the device. Conclusions: The present technique and device that we developed proved to be simple and useful for restoring the preoperative condylar head positioning in the temporomandibular fossa and the precise resection of the mandible.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제12권1호
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• pp.75-85
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 Lignosulfonic Acid계(系) 감수제(減水劑)를 첨가(添加)한 모르터의 유동성(流動性) 개선(改善)과 강도변화(强度變化)를 구명(究明)하고자 시행(施行)하였다. 1. Plastic 상태(狀態)에서 Pozzolith-84의 첨가량(添加量)을 늘리면 Flow가 증가(增加)하였다. 이는 Pozzolith-84의 첨가(添加) 시(時) 전기적(電氣的) 이중층(二重層)이 형성(形成)되어 시멘트 입자(粒子) 상호간(相互間)에 반발력(反撥力)이 생겨 분산(分散)된 것으로 이 분산작용(分散作用)은 술폰산기(酸基)의 계면활성작용(界面活性作用)에 기인(基因)되며, 시공성(施工性)이 개선(改善)됨에 따라 Precast 제품(製品) 생산(生産) 시(時) 비용절감(費用節減)의 효과(效果)가 있으며, 단위수량감소(單位水量減少)에 의(依)해 구조물(構造物)의 내구성(耐久性)이 개선(改善)된다. 2. 경화(硬化)된 상태(狀態)에서는 P/C가 0.2, 0.4%일 때 보통(普通)모르터의 강도(强度)보다 다소증가(多少增加)되었으며, P/C가 0.8% 이상(以上)일 때 보통(普通) 모르터의 강도(强度) 보다 감소(減少)된 것은 잔류(殘留) 술폰산(酸)($SO_3H$), 무수유산(無水硫酸)($SO_3$)의 화학반응(化學反應)에 의(依)한 것으로 생각된다. 3. 비중(比重)과 압축강도(壓縮强度) 분석(分析) 결과(結果) 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있었으며 비중(比重)이 커짐에 따라 압축강도(壓縮强度)도 역시 증가(增加)되었고, 재령(材齡) 7일(日)과 28일(日)의 강도(强度) 분석(分析) 결과(結果) 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있었으며, 재령(材齡) 7일(日)의 압축(壓縮) 강도(强度)가 클수록 인장(引張) 휩강도(强度)도 역시 크게 나타났다. 4. Pozzolith-84는 펄프공업(工業)의 폐기물(廢棄物)인 Lignosulfonic Acid Type이며 이를 실용화(實用化)하면 산업폐기물(産業廢棄物)의 활용(活用)에 유익(有益)하다고 생각된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.217-231
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• 2012

HSB 고강도 강재를 적용한 균일모멘트를 받는 세장 복부판을 갖는 강거더에 대하여 비탄성 횡비틂좌굴 거동을 상용 ABAQUS 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. 해석대상 강거더는 압축플랜지의 국부좌굴이 휨강도를 지배하지 않도록 플랜지는 조밀 또는 비조밀 요소에 해당하는 세장비를 갖도록 설계하였으며, 횡방향 비지지길이는 탄성 횡비틂좌굴 강도 이상의 휨강도를 갖도록 선정하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800과 SM570-TMC 강재를 동시에 적용한 하이브리드 단면를 고려하였고, 일반강재와의 상대적인 비교를 위하여 SM490-TMC 균질단면 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지와 복부판을 쉘요소로, 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였으며 이들이 비탄성 횡비틂좌굴 영역에서 휨거동에 미치는 영향을 분석하였다. 총 64개의 해석대상 강거더에 대하여 FE 해석과 설계식에 의한 휨저항강도를 비교한 결과, HSB 강재를 적용한 균질단면 및 하이브리드 단면 거더의 비탄성 횡비틂좌굴에 의한 휨강도는 현 AASHTO LRFD 압축플랜지 휨강도 탄성 설계규정을 적용하여 산정할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.389-398
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• 2010

교량용 HSB 고성능 강재를 적용한 정모멘트부 강합성거더의 휨저항강도를 모멘트-곡률 해석법으로 산정하고 일반 강재에 적용되는 AASHTO LRFD 조밀단면 휨저항강도 설계식에 의한 휨저항강도와 비교하여 기존 설계식의 적용성을 검토하였다. 다양한 연성특성을 갖는 2,391개 단면을 임의추출법으로 선정하고 재료 비선형 모멘트-곡률 해석 프로그램을 이용하여 이들 단면에 대한 휨저항강도를 구하였다. 합성단면을 구성하는 콘크리트 재료는 CEB-FIP 모델로, HSB600 및 HSB800 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. HSB 강재를 적용한 강합성거더 단면의 연성비와 콘크리트 바닥판의 압축강도에 따른 휨저항강도 특성을 분석하고 SM520-TMC 일반 강재를 적용한 경우와 휨저항강도를 비교하였다. 2,391개의 HSB600 강합성거더 단면의 휨저항강도를 분석한 결과, 기존 LRFD 휨저항강도 설계식을 적용할 수 있는 것으로 분석되었다. 반면에, HSB800 강재를 적용한 강합성거더의 경우에는 기존 LRFD 조밀단면 휨저항강도 설계식은 비안전측으로 평가되었으며, HSB800 강합성거더의 모멘트-곡률해석 결과에 근거한 새로운 정모멘트부 휨저항강도 산정식을 제안하였다.