• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.112-120
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• 2011

The out-of-phase thermo-mechanical fatigue (OP TMF) in a <001> oriented single crystal nickel-based superalloy CMSX-4 has been studied. OP TMF life was less than a half of low cycle fatigue(LCF) life in spite of a small hysteresis loop area of OP TMF compared to that of LCF. The failure was caused by the initiation of a crack at the oxide-layered surface followed by its planar growth along the <100> ${\gamma}$ channel in both LCF and OP TMF. However, deformation twins appeared near the major crack of OP TMF. The multiple groups of parallel twin plates on {111} planes provided a preferential path for crack propagation, which caused a significant decrease in OP TMF life. Additionally, the analysis on the surface crack morphology revealed that the tensile strain at the minimum temperature of OP TMF was found to accelerate the crack propagation.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권1호
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• pp.28-38
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• 2010

High temperature high cycle and low cycle fatigue deformation behavior of automotive heat resistant aluminum alloys (A356 and A319 based) were investigated in this study. The microstructures of both alloys were composed of primary Al-Si dendrite and eutectic Si phase. However, the size and distribution for eutectic Si phase varied: a coarse and inhomogeneous distributed was observed in alloy B (A319 based). A brittle intermethallic phase of ${\alpha}-Fe\;Al_{12}(Fe,Mn)_3Si_2$ was detected only in B alloy. Alloy B exhibited high fatigue life only under a high stress amplitued condition in the high cycle fatigue results, whereas alloy A showed high fatigue life when stress was lowered. With regard to the low-cycle fatigue result ($250^{\circ}C$) showing higher fatigue life as ductility increased, alloy A demonstrated higher fatigue life under all of the strain amplitude conditions. Fractographic observations showed that large porosities and pores near the outside surface could be the main factor in the formation of fatigue cracks. In alloy B. micro-cracks were formed in both the brittle intermetallic and coarse Si phasese. These micro-cracks then coalesced together and provided a path for fatigue crack propagation. From the observation of the differences in microstructure and fractography of these two automotive alloys, the authors attempt to explain the high-temperature fatigue deformation behavior of heat resistant aluminum alloys.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권6호
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• pp.519-529
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• 2021

In coal mining activities, the abutment stress of the coal has to undergo cyclic loading and unloading, affecting the strength and seepage characteristics of coal; additionally, it can cause dynamic disasters, posing a major challenge for the safety of coal mine production. To improve the understanding of the dynamic disaster mechanism of gas outburst and rock burst coupling, triaxial devices are applied to axial pressure cyclic loading-unloading tests under different axial stress peaks and different pore pressures. The existing empirical formula is use to perform a non-linear regression fitting on the relationship between stress and permeability, and the damage rate of permeability is introduced to analyze the change in permeability. The results show that the permeability curve obtained had "memory", and the peak stress was lower than the conventional loading path. The permeability curve and the volume strain curve show a clear symmetrical relationship, being the former in the form of a negative power function. Owing to the influence of irreversible deformation, the permeability difference and the damage of permeability mainly occur in the initial stage of loading-unloading, and both decrease as the number of cycles of loading-unloading increase. At the end of the first cycle and the second cycle, the permeability decreased in the range of 5.777 - 8.421 % and 4.311-8.713 %, respectively. The permeability decreases with an increase in the axial stress peak, and the damage rate shows the opposite trend. Under the same conditions, the permeability of methane is always lower than that of helium, and it shows a V-shape change trend with increasing methane pressures, and the permeability of the specimen was 3 MPa > 1 MPa > 2 MPa.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권6호
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• pp.773-791
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• 2023

Connections with damage concentrated to pre-selected components can enhance seismic resilience for moment resisting frames. These pre-selected components always yield early to dissipate energy, and their energy dissipation mechanisms vary from one to another, depending on their position in the connection, geometry configuration details, and mechanical characteristics. This paper presents behaviour insights on two types of beam-to-beam connections that the angles were designed as energy dissipation components, through the results of experimental study and finite element analysis. Firstly, an experimental programme was reviewed, and key responses concerning the working mechanism of the connections were presented, including strain distribution at the critical section, section force responses of essential components, and initial stiffness of test specimens. Subsequently, finite element models of three specimens were established to further interpret their behaviour and response that were not observable in the tests. The moment and shear force transfer paths of the composite connections were clarified through the test results and finite element analysis. It was observed that the bending moment is mainly resisted by axial forces from the components, and the dominant axial force is from the bottom angles; the shear force at the critical section is primarily taken by the slab and the components near the top flange. Lastly, based on the insights on the load transfer path of the composite connections, preliminary design recommendations are proposed. In particular, a resistance requirement, quantified by a moment capacity ratio, was placed on the connections. Design models and equations were also developed for predicting the yield moment resistance and the shear resistance of the connections. A flexible beam model was proposed to quantify the shear resistance of essential components.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권3호
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• pp.215-229
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• 2024

Because of the various patterns of deep-water inrush and complicated mechanisms, accurately predicting mine water inflows is always a difficult problem for coal mine geologists. In study presented in this paper, the water inrush channels were divided into four basic water diversion structures: aquifer, rock fracture zone, fracture zone and goaf. The fluid flow characteristics in each water-conducting structure were investigated by laboratory tests, and multistructure and multisystem coupling flow analysis models of different water-conducting structures were established to describe the entire water inrush process. Based on the research of the water inrush flow paths, the analysis model of different water inrush space structures was established and applied to the prediction of mine water inrush inflow. The results prove that the conduction sequence of different water-conducting structures and the changing rule of permeability caused by stress changes before and after the peak have important influences on the characteristics of mine water-gushing. Influenced by the differences in geological structure and combined with rock mass RQD and fault conductivity characteristics and other mine exploration data, the prediction of mine water inflow can be realized accurately. Taking the water transmitting path in the multistructure as the research object of water inrush, breaking through the limitation of traditional stratigraphic structure division, the prediction of water inflow and the estimation of potentially flooded area was realized, and water bursting intensity was predicted. It is of great significance in making reasonable emergency plans.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1405-1415
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• 1994

탄소성(彈塑性) 변형경화(變形硬化) 거동(擧動)을 하는 흙은 토질(土質)의 상태(狀態)와 시험조건(試驗條件)에 따라 다양(多樣)한 응력경로(應力經路)를 갖는다. 체적비(體積比) ${\upsilon}$인 흙을 주응력공간(主應力空間)에서 표시(表示)하면 불규칙육각형(不規則六角形)피라밋에 캡을 씌운 형상(形狀)이다. 캡은 ${\upsilon}$값이 변(變)하면 그 크기가 달라지나 형상(形狀)은 항상 닮은 꼴이며 소성체적변형(塑性體積變形)의 증감(增減)에 따라 이동(移動)이 결정된다. 이와 같은 토질특성(土質特性)을 반영하여 현재(現在)까지 많은 학자(學者)들이 캡모델을 연구발표(硏究發表)하였으며 본(本) 연구(硏究)에서는 비선형(非線形) 탄성변형(彈性變形) 경화(硬化) 소성(塑性) 캡과 Mohr-Coulomb의 파괴곡면(破壞曲面)을 접합(接合)한 흙의 구성(構成) 모델(M-C 캡모델)의 함수식(函數式)을 유도(誘導)하였다. 변형경화(變形硬化) 소성(塑性) 캡모델을 사용(使用)한 해석(解析)의 결과(結果)에 의하면 정규압밀(正規壓密) 상태(狀態)에서는 전단(剪斷)을 통한 경화(硬化)와 소성(塑性)흐름(캡의 이동(移動))의 형상(形狀)을 보여주고 있으나 과압밀상태(過壓密狀態)의 전단(剪斷)에서는 파괴포락선(破壞包絡線)에 도달할 때까지 탄성거동(彈性擧動)을 보이고 캡은 이동(移動)하지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.15-27
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• 2019

본 연구는 2017년 11월 15일에 발생한 규모 5.4의 포항지진을 대상으로 영일만항 안벽 및 배면에서 발생한 피해의 메커니즘을 규명하는 것이 목적이다. 현장조사 등에 의해 영일만항은 케이슨이 5cm~15cm 정도의 수평변위가 발생하였고, 뒤채움 지반에서는 10cm 이상의 침하가 발생하였다. 이에 대한 원인을 규명하기 위해 2차원 유효응력해석을 수행하였다. 입력 지진하중은 포항구항의 기반암에서 계측된 지진가속도($3.25m/s^2$)를 이용하였다. 수치해석 결과 배후지의 뒤채움 지반내 국부적으로 과잉간극수압이 증가하여 유효응력이 감소한 것으로 밝혀졌다. 이로 인해 케이슨의 경우 수평방향으로 약 14cm의 변위가 발생하였고, 3cm 정도 침하하였다. 뒤채움 지반의 경우 6cm~9cm 정도 침하한 것으로 나타났다. 이는 현장조사와도 유사한 결과임이 밝혀졌다. 또한, 뒤채움 지반내 유효응력 경로 및 응력-변형률 거동으로부터 반복적 하중에 의해 지반이 Mohr-Coulomb의 파괴선에 근접하는 것으로 나타났고, 이는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 소실에 의한 지지력의 감소로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.13-19
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• 2021

n형 SiC 반도체에서 적층 결함이 열전 물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. ��-SiC 분말 성형체를 질소 분위기에서 1600~2100 ℃, 20~120분간 열처리해서 30~42 %의 기공률을 갖는 다공질 SiC 반도체를 제작하였다. X선 회절 분석으로 적층 결함량, 격자 스트레인 및 격자 상수를 산출하였고, 미세 구조 분석을 위해서 기공률 및 비표면적 측정과 함께, 주사 전자현미경 (SEM), 투과 전자현미경 (TEM) 및 고분해능 전자현미경 (HREM) 등을 관찰하였다. Ar 분위기 550~900 ℃에서 도전율과 Seebeck 계수를 측정 및 산출하였다. 열처리 온도가 높을수록, 처리 시간이 길어질수록 캐리어 농도 증가 및 입자와 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 향상되었다. 도너로 작용하는 질소의 고용으로 Seebeck 계수는 음(-)의 값을 나타내었고, 도전율과 마찬가지로 열처리 온도 및 시간이 상승함에 따라 Seebeck 계수의 절대 값이 증가하였다. 이는 적층 결함의 감소, 즉 입자 및 결정 성장과 함께 적층 결함 밀도의 감소에 의해 포논의 평균 자유 행정이 증가해서 결과적으로 포논-드랙 효과에 의한 Seebeck 계수의 향상으로 나타난 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.125-153
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• 2005

탄성파 피에조콘 관입 시험(SCPTU)은 동적 물성을 포함한 지반의 공학적 특성 평가에 가장 유용 한 조사 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 국내 지반에 대한 실질적 활용 연구로서 국내 대표적 퇴적지층 발달 지역인 부산과 인천을 대상으로 각각 두 부지와 네 부지에서 SCPTU를 수행하였다. 현장에서 SCPTU로부터 획득한 파형 신호에 대해 교차법을 이용한 신호 판독을 실시하여 깊이별 전단파의 초기 도달 시점 및 그에 따른 깊이별 도달 시차를 결정하였다. 이를 토대로 Snell의 법칙에 근간한 굴절 전파경로법을 이용하여 전단파 속도(VS) 주상도를 도출하였으며, 대체로 깊이별 VS 분포는 콘 선단 저항력(qt) 분포 경향과 유사하게 나타났다. 인천 지역에서는 병행된 일반적인 다운홀 탄성파 시험에 비해 SCPTU를 보다 깊은 심도까지 효율적으로 수행할 수 있었다. 이와 더불어, 일반적인 CPTU 자료의 지진공학적 활용을 목적으로 SCPTU로부터 측정된 결과를 토대로 VS와 콘 관입 특성값의 상관관계를 분석 도출하였다. 다중 회귀 분석을 수행하여 전단파 속도와 콘 관입 특성값 중 네가지의 독립변수인 콘 관입 저항력(qt), 주면 마찰력(fs), 유효상재응력($\sigma$'v0), 간극수압계수(Bq) 간의 상호 관련성을 정량적으로 평가하였으며, 특히 흙 분류 지수인 Ic 값에 의하여 객관적으로 구분된 사질토 및 점토와 전체 토사에 대한 변수별 경험적 상관식을 제안하였다. SCPTU의 다운홀 탄성파 시험과 일반적인 CPTU의 대상 변형률 수준이 다름에도 불구하고 본 연구에서 도출 제안된 VS와 CPTU 특성값의 상관관계는 국내 퇴적 지반에 대한 VS의 예측에 매우 유용하였으며, 기존 해외 연구의 상관관계에 비해서도 높은 상관성을 보였다.> (p value<0.000) 낮춤으로써, 전통적인 2문 대칭 조사법보다 우수한 방법으로 확인되었다. 반면에 공용보상체의 사용은 평균 DII를 $3.7\%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.비교하여 계통에 따르는 차이가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 가임기 여성의 방사선 진단 및 치료시 Rugh의 10일 법칙을 적용하여 착상전기 방사선 조사로 인한 부작용들을 적극적으로 예방하는 것이 매우 중요하다고 생각한다.equirements of the prematured infants during the early weeks of life. 모든 치근단 수준에서 비표준화 medium 크기 master cone 사용군이 ISO 표준화 규격의 master cone 사용군에 비해 유의하게 높은 gutta-percha 면적비를 나타내었다 (p < 0.01). 비표준화 medium크기 master cone 사용군에서는 표준화 규격의 master cone 사용군에 비해 유의하게 적은 수의 accessory cone이 사용되었다 (p < 0.01). 대학생간에는 유의한 차이(p<0.05)가 인정되었

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.207-224
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• 2006

탄성파 피에조콘 관입 시험(Seismic Piezo-Cone Penetration Test, SCPTu)은 동적 및 정적 물성과 같은 지반의 공학적 특성 평가에 가장 유용한 조사 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 국내 지반에 대한 실질적 활용 연구로서, 국내 대표적 퇴적 지층 발달 지역인 부산과 인천을 대상으로 각각 두 부지와 네 부지에서 SCPTu를 수행하였다. 현장에서 SCPTu로부터 획득한 파형 신호에 대해 교차법을 이용한 신호 판독을 실시하여 깊이별 전단파의 초기 도달 시점 및 그에 따른 깊이별 도달 시차를 결정하였다. 이를 토대로 Snell의 법칙에 근간한 굴절 전파 경로법을 이용하여 전단파 속도$(V_S)$의 깊이별 분포를 도출하였다. 결정된 깊이별 $V_S$ 분포를 콘 선단 저항력$(q_t)$과 비교해 본 결과, 깊이에 따른 두 값의 경향이 유사하게 나타났다. 일반적인 CPTu 자료의 지진공학적 활용을 목적으로 SCPTu로부터 측정된 결과를 토대로 $V_S$와 콘 관입 특성값의 상관관계를 분석 도출하였다. 다중 회귀 분석을 수행하여 전단파 속도와 콘 관입 특성값 중 네 가지의 독립변수인 콘 관입 저항력$(q_t)$, 주면 마찰력$(f_s)$, 유효상재응력$(\sigma'_{v0})$ 및 간극수압계수$(B_q)$ 간의 상호 관련성을 정량적으로 평가하였으며, 특히 흙 분류 지수인 $I_c$값에 의하여 객관적으로 구분된 사질토 및 점토와 전체 토사에 대한 변수별 경험적 상관식을 제안하였다. SCPTu의 하향식 탄성파 시험과 일반적인 CPTu의 대상 변형률 수준이 다름에도 불구하고 본 연구에서 도출 제안된 $V_S$와 CPTu 특성값의 상관관계는 국내 일부 퇴적 지반에 대한 $V_S$의 예비적 평가에 매우 유용하였으며, 기존 해외 연구의 상관관계에 비해서도 높은 상관성을 보였다.