• 한국지진공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.165-172
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• 2022

This study is conducted to verify the seismic reinforcement effects of internally inserted buckling-restrained braces supported laterally by buckling-restrained rings for the seismic reinforcement of existing reinforced concrete buildings with non-seismic details. First, to evaluate the performance of KDS, the hysteretic characteristics of buckling-restrained braces are verified, and it is discovered that they satisfy the conformance criteria of the displacement-dependent damping device. Three full-scale, two-story reinforced concrete framework specimens are prepared to verify the seismic reinforcement effects, and the proposed buckling-restrained braces are bolstered with single diagonal and V-shaped braces to be compared with non-reinforced specimens. By performing a comparison with non-reinforced specimens that present intensive shear cracks at the bottom of first-floor columns, it is revealed that the maximum load and energy dissipation of specimens reinforced with the proposed buckling restrained braces, in which the structural damage extends evenly throughout the system, are approximately 4 and 6.2 times higher, respectively, which proves the effectiveness of the proposed seismic reinforcement method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권6호
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• pp.799-811
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• 2022

Adhesive bonding has seen rapid development in recent years, with emphasis to composite patch repairing processes of geometric defects in aeronautical structures. However, its use is still limited given its low resistance to climatic conditions and requirement of specialized labor to avoid fabrication induced defects, such as air bubbles, cracks, and cavities. This work aims to numerically analyze, by the finite element method, the failure behavior of a damaged plate, in the form of a bonding defect, and repaired by an adhesively bonded composite patch. The position and size of the defect were studied. The results of the numerical analysis clearly showed that the position of the defect in the adhesive layer has a large effect on the value of J-Integral. The reduction in the value of J-Integral is also related to the composite stacking sequence which, according to the mechanical properties of the ply, provides better load transfer from the plate to the repair piece through the adhesive. In addition, the increase in the applied load significantly affects the value of the J-Integral at the crack tip in the presence of a bonding defect, even for small dimensions, by reducing the load transfer.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권5호
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• pp.665-682
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• 2022

In the current study, punching behavior of Reinforced concrete (RC) isolated footings was experimentally and numerically investigated. The experimental program consisted of four half-scale RC isolated footing specimens. The test matrix was proposed to show effect of footing area, reinforcement mesh ratio, adding internal longitudinal reinforcement bars and stirrups on the punching response of RC isolated footings. Footings area varied from 1200×1200 mm2 to 1500×1500 mm2 while the mesh reinforcement ratio was in the range from 0.36 to 0.45%. On the other hand, a 3D non-linear finite element model was constructed using ABAQUS/standard program and verified against the experimental program. The numerical results agreed well with the experimental records. The validated numerical model was used to study effect of concrete compressive strength; longitudinal reinforcement bars ratio and stirrups concentration along one or two directions on the ultimate load, deflection, stiffness and failure patterns of RC isolated footings. Results concluded that adding longitudinal reinforcement bars did not significantly affect the punching response of RC isolated footings even high steel ratios were used. On the contrary, as the stirrups ratio increased, the ultimate load of RC isolated footings increased. Footing with stirrups ratio of 1.5% had ultimate load equal to 1331 kN, 19.6% higher than the bare footing. Moreover, adding stirrups along two directions with lower ratio (0.5 and 0.7%) significantly enhanced the ultimate load of RC isolated footings compared to their counterparts with higher stirrups ratio (1.0 and 1.5%).

• 소성∙가공
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• 제32권3호
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• pp.107-113
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• 2023

The importance of dual-fuel engines has increased for reducing CO₂ emissions. However, the low operating temperature of this engine may induce low-temperature corrosion at combustion parts, which reduces the engine service life. To overcome this problem, NiCr38Al4 alloy was developed for valve spindle, but the cost of this alloy is expensive due to its high Cr content. For reducing the manufacturing cost of valve spindle, in the present work, NiCr38Al4 alloy was welded with Nimonic80A alloy by conducting friction welding. The tensile test results show that the strength of friction-welded specimens follows the properties of the lower-strength parent materials, without severe cracks at the interface. The large shear strain and frictional heat from friction welding not only reduce grain size but also induce solute element diffusion at the interfacial region. Because of the low Cr diffusivity compared with Ti, Cr carbides were not observed in the Nimonic80A matrix, while Ti carbides were distributed in both the Nimonic80A and SNCrW matrices.

• 대한치과교정학회지
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• 제30권5호
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• pp.625-642
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• 2000

본 연구는 열적 및 기계적 피로응력이 교정용 브라켓의 전단결합강도, 인장결합강도, 전단-인장 복합 결합강도에 미치는 영향과 결합상태에 미치는 영향, 그리고 접착파절 양상을 비교하는데 목적이 있다. 이를 위하여 기저부 형태가 다른 5종의 금속 브라켓을 교정치료를 목적으로 발거한 상$\cdot$하악 소구치에 부착하여, 계면에 200g의 전단-인장 복합 하중을 4주간 가한 기계적 피로시험과, 5,000회의 thermocycling을 시행한 열적 피로시험 후, 전단결합강도, 인장결합강도, 및 전단-인장 복합 결합강도를 측정하고, 파절양상을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정적시험에서 얻은 브라켓 접착부의 결합강도는 Photoetched base가 가장 크고, Integral base가 가장 작았다(p<0.05). 모든 종류의 브라켓에서 전단결합강도가 가장 컸으며, 전단-인장 복합 결합강도는 전단결합강도의 1/3 수준으로 가장 작았다. 2. 4주간 200g의 전단-인장 복합 하중을 가한 후의 결합강도는 Photoetched base가 가장 크고, Integral base가 가장 작았으며 (p<0.05), 기계적 피로시험 후 Photoetched base와 Micro-Etched Foil Mesh base의 전단, 인장, 전단-인장 복합 결합강도가 감소하였고, Chessboard base의 전단결합강도가 감소하였다(p<0.05). 3. 5,000회의 thermocycling 후의 결합강도는 Photoetched base가 가장 컸고, integral base가 가장 작았으며(p<0.05), 열적 피로시험 후 Photoetched base와 Chessboard base, Micro-Etched Foil Mesh base의 결합강도가 모두 감소하였다(p<0.05). 4. 정적시험의 결합강도 측정 후 접착파절은 브라켓/레진 계면에서 일어났으며, thermocycling 후에는 브라켓/레진 계면과, 법랑질/레진 계면, 레진내 파절이 혼합되어 나타나 ARI 점수가 높아졌다. 기계적 피로시험 후에는 정적시험 때와 비슷한 ARI 점수를 보였다. 5. 모든 브라켓에서 thermocycling 후 브라켓/레진 계면과 법랑질/레진 계면에서 미세 균열이 관찰되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.766-773
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• 2002

본 연구에서는 습도 변화와 같은 물리적인 원인으로 보수체의 손상(표면 균열, 경계면 파괴)을 유발하는 표면 인장 응력과 기층과 보수층 단부 경계변의 연직 인장 응력 및 전단 응력이 해석적으로 조사되었다. 응력 계산 시에는 사용 재료의 비선형응력-변형률 곡선이 사용되었고, 특히 변형률 경화, 변형률 연화 특성이 고려되었다. 응력 계산은 보수층의 두께와 보수 재료를 변수로 하였다. 습도 변화에 의한 영향은 보수체가 장기간 공용된 후 수위 하강으로 인해 나타나는 현상(콘크리트 댐)과 보수 후 일정한 양생 기간 후에 거푸집을 제거했을 때 나타나는 현상의 두 가지 경우에 대해서 조사되었다 건조되기 전 보수체 표변의 초기 습도는 100%, 대기 습도는 55%로 가정하였고, 계산기간(양생＋건조기간)은 30일간으로 하였다. 상기 두 가지 경우에 대해서 응력을 계산한 결과, 보수체 표면에서는 일부 보수체(CM20, ECM25)에서 단지 변형률 연화 단계의 가상 균열이 발생되었다. 한편 단부 경계면에서는 양생 중에 부착 강도를 약간 상회하는 일부 보수체(CM20)를 제외하고는 부착 전단 파괴는 발생치 않았다. 습도 변화에서도 단부 경계면의 들뜸현상(Peel-Off)이 보수체 손상의 주요원인으로 나타났고, 이를 유발하는 연직 인장 응력은 공용 중에 건조되는 경우에는 보수층 두께 dO=1cm에서만 부착 강도보다 낮은 값을 유지하고, 보수 작업시 양생 후 대기에 노출되는 경우에는 1.5일 이내에 발현된 부착 강도를 초과하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.11-20
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• 2013

5층 이하 비내진상세를 가지는 철근콘크리트 건축물의 지진시 긴급 위험도 평가를 위한 부재의 정량적 손상도 평가 기준을 제시하기 위하여 실대형 크기의 철근콘크리트 1층 1경간 골조 실험체의 정적실험을 실시하였다. 실험결과, 실험체는 기둥의 휨항복후 전단파괴에 의하여 파괴되었으며, 기둥과 접합부에 균열, 압괴 등의 손상이 발생한 반면, 보에는 균열 등의 손상이 거의 발생하지 않았다. 이와 같이 비내진상세를 가지며 휨항복후 전단파괴하는 철근콘크리트 기둥의 손상도를 5단계로 분류하고 손상단계별 한계상태를 평가하기 위한 정량적 기준으로서 지진시 상대적으로 측정이 용이한 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭을 이용하였다. 손상한계상태의 잔류 층간변형각 및 잔류 균열폭은 실험결과에 따른 손상한계상태의 최대 층간변형각과의 관계에 의하여 결정하였으며, 한계 최대 층간변형각은 실험결과에 의한 부재의 하중-변형 관계 및 손상발생 현황을 바탕으로 결정하였다. 한계 잔류 층간변형각은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 층간변형각 중의 최대값 이상이 되도록 하였으며, 한계 잔류 균열폭은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 전단균열폭의 최소값 및 잔류 휨균열폭의 평균값으로 결정하였다. 한편, 본 논문을 통하여 제시한 손상한계상태의 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭은 지진으로 동일한 부재 변형이 발생할 경우 내진설계가 실시된 부재를 대상으로 하는 국외 손상도 평가 기준에 의한 값보다 작은 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.501-510
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• 2016

생칠(L), 정제칠(TL), 생칠과 아교를 배합한 천연접착제(LG), 우루시올과 아교를 배합한 천연접착제(UG)의 자외선에 의한 노화 특성을 비교 분석하기 위해 도막 시편에 자외선을 조사하고 광택도, 주사전자현미경분석, 적외선분광분석, 인장전단 접착강도 측정을 수행하였다. 천연접착제 LG, UG의 광택 저하 속도는 생칠보다 다소 느렸고 손실률도 생칠보다 낮았다. 또한 생칠 도막의 표면은 자외선 노출 시간에 따라 다당류 층이 드러나 구형이 손상되면서 크랙이 발생한 것으로 관찰되었고 천연접착제 LG와 UG는 매끄러운 표면이 계속 유지됨을 관찰하였다. FT-IR 분석 결과 생칠과 정제칠 도막에서 자외선 조사 시간이 증가할수록 전체적으로 피크 세기가 감소하였고 천연접착제 LG는 변화가 없는 것으로 나타났다. 천연접착제 UG에서는 일부 피크가 사라졌고 전체적으로 세기가 감소했다. 생칠의 인장전단 접착강도는 자외선 노출 600시간 이후로 강도 값이 크게 떨어지는 것에 비해 천연접착제 LG와 UG의 접착강도는 다소 감소하거나 유지되었다. 선행연구 결과와 비교하면 옻과 아교를 이용한 천연접착제는 생칠에 비해 고온 고습에서도 큰 변화를 나타내지 않았고 자외선 조건에서도 물성을 유지하므로 생칠에 비해 내구적인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.259-266
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• 2012

일반적인 내진 설계에서는 구조물의 연성적인 거동을 유도하기 위해서 보-기둥 접합부에 인접한 보에 소성힌지가 발생하도록 한다. 따라서 철근콘크리트 부재의 부착강도와 전단강도가 휨강도보다 큰 값을 가져야 하고, 전단이나 부착파괴가 요구된 연성에 도달하기 이전에 발생하지 않아야 한다. 하지만 전단경간비가 짧은 부재의 경우에는 전단이나 부착 거동의 지배를 받는 경우가 많고, 핀칭 효과로 인해 에너지 소산이 비교적 적게 발생하므로 요구된 연성에 도달하지 못하고 파괴될 수 있다. 이 논문에서는 전단경간비가 짧은 철근콘크리트 부재의 거동 분석과 연성 예측, 특히 부착 연성 능력을 평가하기 위한 방법을 제안하였다. 이것은 반복하중에 의해 저감되는 잠재 전단강도와 잠재부착내력 모델, 그리고 소성힌지 형성에 따른 휨부착응력의 급격한 증대를 도식화하여 나타낼 수 있다. 제안된 해석법은 각 값의 변화 추이를 비교하여 부재의 거동을 파악하고, 부착 거동의 지배를 받는 부재의 경우, 부착내력과 휨부착응력의 값이 만나는 지점까지를 그 부재의 부착 연성으로 평가하는 방법이다. 이 방법은 기존에 수행된 8개의 보, 기둥 시험체를 통해 비교 및 검토하였으며 부재 거동에 대한 예측은 정확히 일치하였으나, 부착 연성 능력에 대해서는 과소평가 되었다. 그 이유는 부재의 부착강도를 실제 부착강도보다 비교적 낮게 예측한 부착강도식에서 찾을 수 있으며, 다른 부착 내력 모델에 대한 부착 연성 평가에 대한 연구가 추후 필요할 것으로 사료된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.61-68
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• 2023

무연솔더에 Fe 입자를 첨가하여 Cu₃Sn 금속간화합물 성장을 억제하고 취성파괴를 방지하는 연구는 보고된 바 있으나 이러한 복합솔더를 TLP(transient liquid phase) 본딩에 적용한 경우는 아직 없다. 본 연구에서는 Sn계 무연솔더 내부에 Fe 입자의 함량을 적절히 조절하여 Sn-3.5Ag-15.0Fe 복합솔더를 제작하고 TLP 본딩에 적용하여 접합부 전체를 Sn-Fe 금속간화합물로 변화시킴으로써 고온 솔더로서의 적용 가능성을 탐색하였다. 접합공정 중에 형성되는 FeSn₂ 금속간화합물은 513℃의 고융점을 가지므로 사용 중 온도가 280℃까지 상승하는 전력반도체용 파워모듈에 안정적으로 적용이 가능하다. 칩과 기판에 ENIG(electroless nickel-immersion gold) 표면처리를 적용한 결과 접합부에 Ni₃Sn₄/FeSn₂/Ni₃Sn₄의 다층 금속간화합물 구조를 형성하였으며 전단시험시 파괴경로는 Ni₃Sn₄/FeSn₂ 계면에서 균열이 진전하다가 FeSn₂ 내부로 전파되는 양상을 보였다. TLP 접합공정 2시간 이후에는 30 MPa 이상의 전단강도를 얻었고 특히 200℃ 전단시험에서도 강도 저하가 전혀 없었다. 본 연구결과는 최근 활발히 연구되고 있는 전기자동차용 파워모듈에 적용할 수 있는 소재 및 공정으로 기대할 수 있다.