• Tribology and Lubricants
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• 제36권2호
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• pp.105-115
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• 2020

This paper presents a numerical study on the rotordynamic analysis of a dual-spool turbofan engine in the context of blade defect events. The blades of an axial-type aeroengine are typically well aligned during the compressor and turbine stages. However, they are sometimes exposed to damage, partially or entirely, for several operational reasons, such as cracks due to foreign objects, burns from the combustion gas, and corrosion due to oxygen in the air. Herein, we designed a dual-spool rotor using the commercial 3D modeling software CATIA to simulate blade defects in the turbofan engine. We utilized the rotordynamic parameters to create two finite element Euler-Bernoulli beam models connected by means of an inter-rotor bearing. We then applied the unbalanced forces induced by the mass eccentricities of the blades to the following selected scenarios: 1) fully balanced, 2) crack in the low-pressure compressor (LPC) and high pressure compressor (HPC), 3) burn on the high-pressure turbine (HPT) and low pressure compressor, 4) corrosion of the LPC, and 5) corrosion of the HPC. Additionally, we obtained the transient and steady-state responses of the overall rotor nodes using the Runge-Kutta numerical integration method, and employed model reduction techniques such as component mode synthesis to enhance the computational efficiency of the process. The simulation results indicate that the high-vibration status of the rotor commences beyond 10,000 rpm, which is identified as the first critical speed of the lower speed rotor. Moreover, we monitored the unbalanced stages near the inter-rotor bearing, which prominently influences the overall rotordynamic status, and the corrosion of the HPC to prevent further instability. The high-speed range operation (>13,000 rpm) coupled with HPC/HPT blade defects possibly presents a rotor-case contact problem that can lead to catastrophic failure.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.13-17
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• 2024

현재 국내외적으로 토사사면의 사면안정을 위해 사용하고 있는 일반 Soil Nailing은 지반을 천공 후 단일 철근을 활용, 그라우팅하여 일종의 중력식 옹벽을 형성하여 사면의 안정을 도모하고 있다. 이러한 공법을 공사비 절감과 시공의 용이성, 상대적인 강도와 변위면에서 우수한 효율을 낼 수 있는 공법이다. 동일한 공종으로 진행하되 단일 철근을 다발철근으로 변경하여 활용할 경우 항복 인발력에 대한 그라우팅과 철근의 부착력 차이, 동일한 인발저항 대비 변형량의 차이를 현장시험을 통해 분석하여 공학적 우수성을 규명하고 공사비 측면에서 강도정수가 동일한 지반에 대하여 저항력이 동일하게 적용할 경우, 천공수의 차이와 재료비 등 전체 공사비에 미치는 영향분석을 통해 절감효과의 비교를 분석하여 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4277-4283
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• 2012

고장력볼트 마찰이음에서 접촉면의 표면상태에 따라 다양한 값을 갖는 미끄러짐계수는 볼트의 축력과 미끄러짐하중에 의해 결정되어진다. 또한 접촉면적은 미끄러짐하중에 영향을 미치게 되므로 볼트구멍에 따라 변하는 접촉면적은 미끄러짐계수와 상관관계를 갖게 된다. 본 연구에서는 부재의 종류, 볼트의 직경 및 볼트구멍의 크기에 따른 미끄러짐계수와 미끄러짐하중의 변화를 파악하기 위하여 32개의 시험편을 제작하여 휨시험 및 인장시험을 실시하였다. 과대볼트구멍으로 제작된 시험편의 미끄러짐하중은 표준볼트구멍으로 제작된 미끄러짐하중의 80%이상의 강도를 발휘하였으며 설계 미끄러짐강도를 상회하였다. 또한 과대볼트구멍으로 제작된 시험편과 표준볼트구멍으로 제작된 시험편의 순단면적비와 미끄러짐비간에는 상당한 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 그러나 시험결과가 각 시험체에 따라 다소의 차이를 보이는 것은 미끄러짐계수의 중요한 파라메타인 고장력볼트의 도입축력이 감소하기 때문인 것으로 판단된다. 볼트구멍 크기의 증가는 미끄러짐 계수 뿐 아니라 볼트 축력의 감소를 야기시키므로 설계강도의 감소를 초래하는 것은 자명한 사실이지만 외국의 경우와 같이 구조적 안정을 위협하지 않는 범위 내에서 볼트구멍에 대한 규정에 유연성을 갖는 것도 시공성과 효율성에 긍정적인 요소가 될 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.355-373
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• 2017

도심지에서의 터널굴착은 상부구조물과의 상호거동에 대한 이해가 필수적이다. 도심지에 사용중인 대부분의 구조물은 말뚝기초로 상부의 하중을 지지하고 있어, 터널 굴착 시 반드시 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 실내모형시험을 통해 기존의 군말뚝 기초 하부 터널굴착에 따른 축력 분포와 지반의 거동을 분석하였다. 말뚝 기초는 2, 3 열 말뚝으로 가정되었으며, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리는 터널직경에 대한 일반화를 위해 터널 직경(D) 대비 0.5D, 1.0D 그리고 1.5D로 고려되었다. 지반은 약 30%의 상대밀도(Dr)를 가지는 느슨한 사질토로 형성되었으며, 말뚝의 축력 분포를 측정하기 위해 말뚝에 변형률게이지(strain gauge)를 부착하였다. 또한, 이격거리에 따른 군말뚝의 침하와 인접지반의 침하를 변위센서(linear variable differential transformer; LVDT)와 다이얼게이지(dial gauge)를 통해 측정였으며, 터널굴착에 따른 지중의 변형을 근거리사진계측기법(close range photogrammetric technique)을 통해 측정하였다. 수치 해석을 통해 실내모형시험 및 근거리사진계측 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서는 체적손실율(volume loss; $V_L$) 개념을 이용하여 터널굴착을 모사하였으며, 1.5%로 적용되었다. 연구결과, 이격거리가 멀어질수록 말뚝의 축력감소는 작게 나타났으며, 침하량은 모두 유사한 경향을 나타내었다. 특히, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가할 때 축력과 침하량의 가장 큰 감소율이 가장 큰 것으로 나타났다.

• 대한치과보철학회지
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• 제60권2호
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• pp.135-142
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• 2022

목적: 이번 연구의 목적은 단일구조 지르코니아(monolithic zirconia) 크라운의 서로 다른 부위에서, 감소된 지르코니아의 두께가 파절 저항성에 미치는 복합적인 영향을 평가하기 위한 것이다. 재료 및 방법: 실험을 위해 7개의 니켈-크롬 다이를 제작하였다. 다이는 하악 제 1대구치를 치아 형성한 지대치 3D 모델을 바탕으로 제작되었다. 지대치는 1.5 mm 교합면 삭제를 시행하였고, 변연은 1.0 mm의 deep chamfer로 형성하였다. 이 지대치 형태를 바탕으로 지르코니아 블록(Luxen Zirconia)를 사용하여, 교합면 두께는 0.3 mm, 0.5 mm, 1.5 mm, 축면 두께는 0.3 mm, 0.5 mm, 1.0 mm로 설정한 63개의 지르코니아 크라운을 제작하였다. 이 크라운은 니켈 크롬 다이에 레진 시멘트를 이용하여 접착하였다. 그 다음, electronic universal testing machine을 사용하여 크라운이 파절될 때까지 load-to fracture 시험을 진행하였다. 이후 scanning electron microscope (SEM)를 사용하여 크라운의 파절 형태를 관찰하였다. 통계 분석을 위해 Two-way ANOVA 방법을 사용하였고, 이에 대하여 Tuckey HSD test로 사후 검정을 시행하였다(P < .05). 결과: 모든 지르코니아 크라운의 평균 파절 저항 값은 구치부의 평균 저작력보다 큰 값을 나타냈다. 또한 Two-way ANOVA 결과, 지르코니아 크라운의 교합면 두께와 축면 두께는 파절 저항에 통계적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다(P < .05). 그러나, 지르코니아의 축면 두께가 0.5 mm 이상일 때, 파절 저항에 미치는 영향은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 나타난 파괴 양상은 균열의 전파 양상에 따라 크라운의 부분 파절 또는 완전 파절로 나타났다. 결론: 이번 연구의 한계 내에서, 극도로 감소된 두께를 가진 CAD-CAM 단일구조 지르코니아 크라운은 구치부 교합력을 견딜 수 있는 적절한 파절 저항을 보였다. 또한, 지르코니아 크라운의 교합면 두께와 축면 두께는 파절 저항에 유의미한 영향을 나타냈으며 복합적인 결과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.89-100
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• 2007

본 논문과 함께 제출한 논문에서는 미시역학 기반의 새로운 탄소성 모델의 정식화에 대해 설명하였다. 본 논문에서는 사질토 변형의 탄성 및 탄소성 거동을 미시역학에 근거하여 자세히 분석하였다. 모델에 필요한 변수 평가를 위한 과정을 제시하였다. 등방 및 삼축 압축 시험에서 나타난 사질토의 탄성 거동을 분석한 결과, 직교 이방 탄성계수의 응력 종속성은 미시적 수직 강성에서 나타난 수직 접촉력의 거듭제곱 함수 형태가 반영되어 나타나며, 삼축 압축 응력 상태에서는 조직 이방성의 변화가 응력 종속성에 영향을 미침을 알 수 있었다. 미시역학적 해석을 통해 소성 변형이 매우 낮은 변형률 수준에서도 발현되며, 변형 중 사질토 강성의 비선형적 감소는 접촉점에서의 접선 방향 소성 변형에 의해 나타남을 밝혔다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.895-904
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• 2008

장대레일은 동절기에 중위온도 이하로 떨어져 레일의 인장파단에 의해 개구부가 발생할 수 있다. 레일 파단을 미리 감지 못하는 경우에 개구부에서 동적하중에 의해서 차륜과 레일의 파손이 발생할 수 있으며, 열차주행 안전성이 감소될 수 있다. 본 연구에서는 개구부에서의 궤도와 차량의 동적거동 분석을 위해 레일 파단시 개구부에서의 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 $Newmark-{\beta}$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수에 대한 궤도-차량의 동적상호작용해석을 수행하였고 변수에 대한 영향을 분석하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제31권3호
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• pp.199-209
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• 2010

The locking compression plates-distal femur(LCP-DF) are being widely used for surgical management of the extra-articular complex fractures of the distal femur. They feature locking mechanism between the screws and the screw holes of the plate to provide stronger fixation force with less number of screws than conventional compression bone plate. However, their biomechanical efficacies are not fully understood, especially regarding the number of the screws inserted and their optimal configurations. In this study, we investigated effects of various screw configurations in the shaft and the condylar regions of the femur in relation to structural stability of LCP-DF system. For this purpose, a baseline 3-D finite element (FE) model of the femur was constructed from CT-scan images of a normal healthy male and was validated. The extra-articular complex fracture of the distal femur was made with a 4-cm defect. Surgical reduction with LCP-DF and bone screws were added laterally. To simulate various cases of post-op screw configurations, screws were inserted in the shaft (3~5 screws) and the condylar (4~6 screws) regions. Particular attention was paid at the shaft region where screws were inserted either in clustered or evenly-spaced fashion. Tied-contact conditions were assigned at the bone screws-plate whereas general contact condition was assumed at the interfaces between LCP-DF and bone screws. Axial compressive load of 1,610N(2.3 BW) was applied on the femoral head to reflect joint reaction force. An average of 5% increase in stiffness was found with increase in screw numbers (from 4 to 6) in the condylar region, as compared to negligible increase (less than 1%) at the shaft regardless of the number of screws inserted or its distribution, whether clustered or evenly-spaced. At the condylar region, screw insertion at the holes near the fracture interface and posterior locations contributed greater increase in stiffness (9~13%) than any other locations. Our results suggested that the screw insertion at the condylar region can be more effective than at the shaft during surgical treatment of fracture of the distal femur with LCP-DF. In addition, screw insertion at the holes close to the fracture interface should be accompanied to ensure better fracture healing.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권5호
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• pp.2717-2722
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• 2013

Background: The objective of this research is the computed axial tomography (CT) imaging grading of radiation induced pneumonitis (RP) and its correlation with clinical and radiotherapeutic parameters. Materials and Methods: The chest CT films of 20 patients with non-small cell lung cancer who have undergone threedimensional conformal radiation therapy were reviewed. The proposed CT grading of RP is supported on solely radiological diagnosis criteria and distinguishes five grades. The manifestation of RP was also correlated with any positive pre-existing chronic obstructive pulmonary disease (COPD) history, smoking history, the FEV1 value, and the dosimetric variable V20. Results: The CT grading of RP was as follows: 3 patients (15%) presented with ground glass opacity (grade 1), 9 patients (45%) were classified as grade 2, 7 patients (35%) presented with focal consolidation, with or without elements of fibrosis (grade 3), and only one patient (5%) presented with opacity with accompanying atelectasis and loss of pulmonary volume (grade 4). Both univariate and multivariate analysis revealed as prognostic factors for the radiological grading of RP the reduction of FEV1 and the V20 (P=0.026 and P=0.003, respectively). There was also a significant (P<0.001) correlation of radiological grading of RP with FEV1 and V20 (spearman rho 0.92 and 0.93, respectively). Conclusions: The high correlation of the proposed radiological grading with the FEV1 and the V20 is giving a satisfactory clinical validity. Although the proposed grading scale seems relevant to clinical practice, further studies are needed for the confirmation of its validity and reliability.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.357-366
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• 2010

이 연구에서는 경계부재내에 다양한 형태의 횡보강근 상세를 가진 전단벽에 대한 실험연구를 다루고자 한다. 연구의 주요 내용은 시공성 개선을 위해 사각나선 횡보강근과 헤드가 있는 크로스타이로 전단벽의 경계부재내 콘크리트를 구속함에 따른 거동을 실험적으로 관찰하는 것이다. 이 두 가지 상세는 공장에서 제작된 후 현장에서 조립만 할 경우, 현장작업량을 줄일 수 있는 상세로 고려될 수 있으며, 이 연구에서는 이 두 가지 상세를 가진 전단벽에 대한 구조성능을 구명하고자 한다. 실험의 주요변수는 경계부재내 횡보강근의 형태로서 기존의 띠철근, 사각나선근, 그리고 기존 크로스타이와 헤드가 있는 크로스타이를 사용한 경우로서, 총 4개의 바벨형상의 전단벽 실험체를 제작하고 일정 축력 아래에서 반복하중 실험을 통하여 그 성능을 평가한다. 콘크리트 공칭강도의 10%의 일정축력 작용상태에서 횡방향 반복가력을 실시하여 구조성능을 평가한다. 실험 결과 전단벽의 경계부재내 시공성 개선을 위해 제안된 사각나선근과 기계적 정착장치를 사용함으로써 재래의 보강방법과 거의 동등한 구조성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 띠철근의 직경이 크고 횡보강근의 체적비가 다소 높은 SW-Hh시험체가 항복 이후 균열이 닫힌 다음 강성이 높아짐으로 인하여 전체적인 소산에너지 면적이 다른 시험체에 비하여 높게 나타났으나 최대강도 도달 이후 내력이 다소 급격히 저하되는 것으로 나타나 강도와 연성의 확보측면에서 횡보강근의 체적비와 함께 간격에 대한 고려가 필요한 것으로 판단된다.