수소는 연소 과정에서 산소와 반응하여 물과 열만을 생성하며 공해 물질이 배출하지 않아 깨끗한 에너지원으로 간주된다. 이러한 특징으로 산업 활동으로 비롯된 대기 오염, 이상 기후 문제 등을 해결 하기 위한 대책안으로써 수소를 활용한 신재생에너지가 세계적으로 주목받고 있다. 이에 따라 선행 연 구에서는 수직형 탱크 구조의 취약부로 평가되는 지지부 단면 변화에 따른 영향성을 평가하기 위해 수소 생산 인프라 현장 조사를 수행한 바 있으며, 현장 조사 중에 현장 설치된 수소 탱크 강재 지지부 의 부식 문제를 확인하였다. 지지부의 부식은 구조물의 전체 강성을 감소시키며, 재난(지진)에 취약해 져 수소 저장 용기가 손상으로 인한 2차 피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 본 연구는 선행 연구의 후속 연구로써 강재 지지부의 부식 문제를 개선하고자 고강도-저중량 재료인 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)를 사용한 지지부를 개발하여 수치해석을 통해 CFRP 지지부의 내진 성능평가를 목적으로 한다. 해석에 사용된 수소 탱크는 크게 몸체, 지지부, 기초부, 앵커 볼트로 구성되어 있으며, 지지부는 높이 965mm, 75×75×9.5mm의 L형강 4개로 확인되었다. 지진 하중에 대한 동적 성능을 평가하기 위해 시간이력해석법이 사용되었으며, 적용 동적하중의 경우, ASCE의 ICC-ES에서 제시한 평가 기준에 따라 AC 156 Amplitude 100%의 인공 지진을 적용하였다. 해석 결과, CFRP 지지부와 강재 지지부 상단의 최대 변위가 각각 35.48, 32.54mm로 매우 유사한 것으로 나타났으며, Hashin Damage Criteria를 사용하여 CFRP 지지부의 최대 손상 지수를 측정한 결과 수지의 인장측에서 0.065로 확인되었다. 이는 기준 손상 지수 1 대비 매우 낮은 수준이며, 해석 결과를 종합했을 때 CFRP 지지부는 충분한 안전성을 보이는 것으로 판단된다.

우리나라에서 공용중인 시설물은 총 172,111개로 집계되고 있으며, 그 중 교량은 34,199개로 사회 기반시설 중 가장 많은 비중을 차지한다. 이러한 교량은 공용하중, 온도, 습도 등에 의해 거더간 신축 량이 발생하게 되고 신축량 발생으로 인한 유간거리에 대해 차량의 통행 안정성 및 주행성 확보를 위 한 신축이음장치를 설치하게 된다. 신축이음장치를 설치하여 차량의 통행 안정성 및 주행성을 확보할 수 있지만 누수 및 퇴적물 낙하 등을 직접적으로 방지하지 못하여 고무지수재를 별도로 설치하게 된 다. 하지만 이러한 고무지수재는 다양한 원인에 의해 쉽게 손상이 발생한다. 손상된 고무지수재를 통 해 거더의 부식, 교량하부 인명사고 등 다양한 2차 피해가 발생할 수 있다. 피해방지를 위한 교량의 유지관리를 지속적으로 수행하고 있지만 고무지수재 특성상 지속적인 교체가 불가피한 실정이다. 따라 서 본 연구에서는 기존 신축이음장치에 활용되는 고무지수재의 문제점을 해결하기 위하여 초탄성 형 상기억합금을 활용한 새로운 지수재 개발 연구를 수행하였다. 이에 대해 초탄성 형상기억합금 지수재 와 고무지수재에 대한 유한요소해석을 수행하고 비교 및 분석하였으며, 하중 제거 후 원형으로 복원되 는 효과를 통해 지속 사용 가능한 지수재 연구를 검증하였다.

탄소섬유 강화 플라스틱 (Carbon fiber reinforced plastics, CFRP)은 고함량의 탄소섬유 (Carbon fiber, CF)와 고분자로 이루어진 복합재료로서, 뛰어난 기계적 성능으로 항공우주, 자동차, 토목 등 다 양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용량 증가에 따른 폐기물의 환경문제와 추출한 재활용 탄소섬유 (Recycled carbon fiber, rCF)의 적용 가능 분야의 한계로 인해 재활용이 제한적인 실정이 다. 본 연구에서는 rCF와 CF 혼입 시멘트계 전자파 복합재를 제작하여 그 성능을 비교 분석하기 위 한 실험을 수행하였다. 구성재료는 시멘트, 잔골재, 고성능 감수제를 사용하였으며, 비교 분석을 위해 CF와 rCF를 각각 6 mm, 12 mm 길이를 0.1, 0.3, 0.5, 1.0 wt.% 함량으로 사용하였다. 전자파 복합 재의 흡수 성능 향상을 위해 각각 다른 함량의 다층 구조를 형성하였으며, 전자파 투과를 낮은 함량에 서 높은 함량 방향이 되도록 측정을 진행하였다. 전자파 차폐성능은 재령 28일 이후 네트워크 분석기 를 사용하여 자유 공간에서 측정하였으며, C-band (4~8 GHz)와 X-band (8~12 GHz) 주파수 영역 에서의 반사율과 투과율을 각각 측정하였다.

본 연구는 탄소 기반 필러인 탄소나노튜브 (Carbon nanotube, CNT), 탄소 섬유 (Carbon fiber, CF) 와 중공유리구체 (Hollow glass microsphere, HGM)를 혼입한 전도성 복합재료가 다양한 열화 상황 에 노출된 이후의 발열성능을 조사하고 분석하였다. 대부분 상황에서 시멘트 기반의 재료들은 질산 및 황산의 침투 또는 동결융해와 같은 다양한 자연적 열화상황에 노출되게 된다. 본 연구는 기존의 이러 한 한계를 극복하고자 HGM, 전도성 필러를 혼입한 전도성 복합재료를 제조하였고, 물리적·전기적 및 열적 특성을 조사하였다. 모든 시편에서 HGM의 혼입은 시편의 밀도와 열 전도도를 감소시켰으며, 다 량의 혼입은 강도와 전기 전도도를 감소시키는 결과를 관찰할 수 있었다. 그러나 적정량의 혼입은 오 히려 전기 전도도를 향상시키는 결과를 확인할 수 있었으며, 반복적인 발열 실험에서의 성능 유지 또 한 미혼입 시편에 비하여 상대적으로 뛰어난 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 HGM의 혼입에 대한 영 향을 더욱 자세하게 분석하기 위하여 수은압입법, 주사전자현미경, 제타전위 및 라만분광법 등의 분석 이 수행되었다.

This study numerically compares optimum solutions generated by element- and node-wise topology optimization designs for free vibration structures, where element-and node-wise denote the use of element and nodal densities as design parameters, respectively. For static problems optimal solution comparisons of the two types for topology optimization designs have already been introduced by the author and many other researchers, and the static structural design is very common. In dynamic topology optimization problems the objective is in general related to maximum Eigenfrequency optimization subject to a given material limit since structures with a high fundamental frequency tend to be reasonable stiff for static loads. Numerical applications topologically maximizing the first natural Eigenfrequency verify the difference of solutions between element-and node-wise topology optimum designs.

PURPOSES : In this study, the applicability of the water content, suction, and suction stress in a resilient modulus prediction model for a subbase was reviewed. METHODS : To compare the applicability of water content, suction, and suction stress models for resilient modulus prediction, the suction stress was determined based on the soil water characteristic curve. The model parameters for each approach were derived from the measured resilient moduli. Finally, the relationships between the degree of saturation and resilient modulus were analyzed using the calculated model parameters. RESULTS : Prediction models of the resilient modulus based on water content and suction demonstrated high correlation with measured values, but overestimated the resilient modulus at saturation levels beyond the laboratory testing range. In contrast, the model accounting for suction stress effectively reduced this overestimation, likely owing to a decrease in suction stress as the suction increased. CONCLUSIONS : Based on the above results, the resilient modulus of subbase materials could be estimated through the change in the degree of saturation and the stress-dependent resilient modulus model using the suction stress proposed in this study.

본 연구는 기존 (불)투과형 사방댐의 부식 및 시공성 등의 문제를 보완하고자 GFRP와 CFRP를 사용하여 내부식성 투과형 사방댐을 설계한 선행연구의 후속 연구로써 FRP로 제작된 격자형 사방 구조물(Grid)을 설계하여 탈부착이 가능한 투과 형 사방댐을 개발하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 탄소산업진흥원(K-Carbon)의 상용 Grid 제원을 인용하였으며, Grid를 구성 하는 띠(Strip)는 41×21개로 총 4000×2000×1.5 mm의 크기로 설계하였다. Grid의 개발을 위한 기초 연구라는 특성상 Grid의 지지 부(Slot)와 충진재는 파괴되지 않는다고 가정하였으며, FRP의 파괴 이론인 Hashin Damage Criteria에 따라 Grid의 설계하중 작용 시의 안전성을 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS로 평가하였다. 그 결과, 0.01~0.03sec 내에서 GFRP와 CFRP Grid가 파괴 되었으며, 이는 Grid의 성능이 충분하지 못함을 의미한다. 이에 따라 Grid의 성능 향상을 위해서 GFRP 및 CFRP(면재)와 Balsa Wood(심재)로 구성된 Sandwich Grid를 개발하였으며, 동일 조건에서 해석을 수행한 결과, Grid 대비 Sandwich Grid가 약 126~140 배 뛰어난 성능을 보였다. 결론적으로 Sandwich Grid를 이용한 탈착형 사방댐은 내구성 및 경제성 측면에서 이점이 분명하다 판 단되지만, 이는 일부 가정 사항과 수치 해석을 기반으로 하는 결과이므로 향후 추가 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.

PURPOSES : This study aimed to develop high-performance concrete repair materials for the cross-sectional repair of deteriorated bridge concrete. METHODS : To derive the optimal mix using the dry shotcrete method, experiments were conducted to develop an appropriate performance in terms of durability and watertightness based on basic experiments on materials. By mixing silica fume, GGBFS, and natural fibers, this study compared the differences in each variable. Each variable was compared using compressive strength, flexural strength, plastic shrinkage, chlorine ion penetration resistance, and freeze-thaw tests. RESULTS : By mixing silica fume and natural fibers, watertightness and durability were secured, and by adding an expansion material and polymer powder, a material that exhibited suitable performance as a repair material was developed. The material demonstrated suitable performance in terms of compressive strength, freeze–thaw resistance, plastic shrinkage crack resistance, and chlorine ion penetration resistance. CONCLUSIONS : The repair material developed in this study has a higher performance than repair mortar, and because it uses a dry shotcrete method, the process and post-processing are simpler than the wet shotcrete method; therefore, it is believed to be more efficient for repair work.

This study investigates the enhancement of surface precision and dimensional accuracy in STS 316L oval pipes through the application of magnetic abrasive finishing. The experiment involves the modification magnetic pole shapes(A, B, C, D) and a comprehensive analysis of their impact on surface quality. Key parameters include magnetic abrasive KX#320, iron powder, aluminum oxide, light oil, a test specimen rotating at 600rpm, and periodic injection of polishing liquid, a permanent magnet Nd-Fe-B, and magnetic pole steel 1018, reciprocating distance 20mm, and a feed rate 1mm/sec over a 32minutes duration with measurements every 4minutes. The results demonstrate significant variations in surface quality based on magnetic pole shape, with specific configurations demonstrating superior precision and smoothness from the initial surface 0.32μm to 0.06μm.

현대사회에서 미술교육과 미술작품 제작 현장은 정보와 이미 지를 비롯한 폭발적인 성장 속에서 새롭게 전개되고 있다. 이 러한 사회·문화적 방향성의 모색이 필요하고 새로운 관점의 재정립이 요구되는 상황에서 인간과 교육을 둘러싼 사회에서의 미술교육에 대한 새로운 방법론적 접근이 필요하다. 현재 우리 나라 미술교육현장에서 수채화는 점점 도태되어 간다. 화랑가 의 유화 선호, 재료와 도구 사용에 대한 인식, 기법의 난이도 등으로 인해 다른 장르의 그림보다 소외되고 있다. 그 이유 중 가장 큰 문제점은 기초과정을 넘어선 작품 만들기 과정에서 드 러나는데 그것이 바로 보조재료 사용에 대한 미숙함이다. 수채화 제작은 기름을 사용하는 유화와는 달리 물을 사용함으 로 예술의 표현형식과 감상 효과에서 동양인의 체취에 더 친근 감을 주는 매체이다. 수채화 물감을 이용한 작업은 그 자체로 하나의 도전이라고 할 수 있을 정도로 어렵지만, 보조재료를 이 용한 기법을 활용한다면 더 수준 높은 작품성을 발휘할 수 있을 것이다. 수채화에서 중요한 점은 수채화 물감이 투명체 매체라 는 것인데 미세한 입자로 이루어져 있어 어두운색 위에 밝은색 을 덧칠할 수 없다는 것 때문에 작품제작 시 상당한 난관에 부 딪혀 쉽게 작업을 포기하게 되는 것이 현실이다. 본 연구에서는 그런 점을 개선하기 위해 현대미술에서 수채 화 채색작업을 중심으로 <마스킹 액(Masking fluid)> 보조재 료의 활용방안을 제시하고자 한다. 마스킹액을 이용한 여러 가 지 수채화 채색방법과 보조재료의 활용법을 제안함으로써 현장 에서 갖는 문제점에 대해 논의하고, 더욱 질 높은 미술교육과 작품제작에 이바지할 방안을 새롭게 모색하고자 한다.

PURPOSES : The wedge-type anchorage system requires a complex analysis of not only the tensile stress of the CFRP plate, but also the compressive stress and shear stress generated by the wedge action. The purpose of this study is to find a composite material failure theory that is suitable for analyzing the behavior of wedge-type anchorage system among various failure theories. METHODS : In this study, numerical analysis of various composite material failure theories was performed to analyze the anchorage strength and failure mode of the wedge-type anchorage system according to each failure theory, and compared with actual test results to determine the composite material failure theory most suitable for analyzing the behavior of a wedge-type anchorage system. RESULTS : Since the Maximum Stress failure theory shows similar results to the actual test in terms of failure mode and anchorage strength, there is no significant problem in applying it to the wedge-type anchorage system. However, it is judged to be difficult to apply under property conditions where interactions between stresses are highlighted. The Tsai-Hill and Tsai-Wu failure theories are considered unsuitable for application to wedge-type anchorage systems because the wedge angle conditions at which the most advantageous anchorage strength occurs are significantly different from other theories and the fracture type cannot be predicted. The Hashin-Rotem failure theory is considered to be the most appropriate to apply as a failure theory for the wedge-shaped anchorage system because the anchorage strength was slightly lower than the actual test results, but there was no significant difference, and the failure mode was consistent with the test results. The Hashin failure theory is judged to be unsuitable for application as a failure theory for the wedge-type anchorage system because the anchorage strength and failure mode were interpreted differently from the actual test results. CONCLUSIONS : The Hashin-Rotem failure theory was presented as the composite material failure theory most suitable for analyzing the behavior of wedge-type anchorage system.

PURPOSES : The purpose of this study is to conduct basic research on the development of repair materials for cross-sectional repair of the concrete of the lower slab ceiling of an old bridge. METHODS : To estimate the performance as restoration materials, cross section rebound test, compressive strength test, flexural strength test, and firing shrinkage test was done. Rebound test was done by weight of amount of rebound and weight of concrete accumulated in frame. Cross section rebound test was done by put ruler in the deepest part of concrete stick on frame. Compressive and flexural strength test was done based on KS F 2405 and KS F 2408. Firing shrinkage test was done based on ASTM C 1579-16. RESULTS : As a result of the experiment, an appropriate bonding thickness was secured by mixing natural fibers, polymers, early steel cement, and expansion materials, and the dust reducing agent was excluded due to the problem of lowering compressive strength. In addition, the amount of rebound was reduced by using a hydro mix nozzle, and plastic shrinkage cracks were also reduced due to the internal curing effect of natural fibers. CONCLUSIONS : This study was a basic study in the development of repair materials for cross-sectional repair of the lower ceiling of an aged bridge slab, and developed a material with appropriate performance. However, there is a problem that the amount of rebound and dust increases depending on the type of cement, so experiments will be conducted by changing the type of cement in future research.

The asphalt concrete industry, accounting for >90% of road pavement, is a crucial contributor to construction waste. This study focuses on the recycling of asphalt concrete recycled aggregates, which currently exhibits a low rate. We investigated the application of these aggregates, combined with hardener and mixing water, in the development of ecofriendly road base materials using circular aggregates. Results revealed that the 13-mm asphalt concrete recycled aggregates met all quality standards. However, the 25-mm aggregates did not conform to the reclaimed asphalt content standard; however, they met other quality standards. Moreover, the experimental results for the hardener and mixing water indicated compliance with all quality standards.

PURPOSES : The current research aims to evaluate the impact of coating materials and temperature on the percentage of bead loss in pavement markings. METHODS : Five mixtures with varying numbers of coating layers (C0, C1, C2, C3, and C4) were prepared to assess the effect of coating layers on bead loss. The effect of stripping was simulated using a modified Hamburg Wheel Tracking test. Furthermore, the influence of temperature and coating material on bead loss was examined using control mixture (without coating), YR, and SY coating mixtures. The percentage bead loss was evaluated by a developed image analysis program. RESULTS : The results demonstrated a substantial reduction in bead loss as the number of coating layers increased, with the C4 mixture showing an impressive 4.3% bead loss after 500 HWT braking cycles compared to 27.4% for the C0 mixture. Higher testing temperatures resulted in increased bead loss, with the control mixture exhibiting the highest percentage loss at 7,500 HWT rolling cycles. Conversely, the YR and SY coating mixtures displayed superior resistance to bead loss. Statistical analysis confirmed the significance of coating layers in reducing bead loss, further supporting the effectiveness of coatings in preserving bead adhesion during HWT cycles. CONCLUSIONS : The findings highlight the potential of coating materials as a key protective measure for enhancing the longevity and performance of pavement markings.

The membrane structure should maintain the membrane materials in tension for structural stability guaranty. The anchoring part in the membrane structure is an important part. It has the function to introduce tension into membrane materials and function to transmit stress which membrane materials receives to boundary structure such as steel frames. In this paper, it grasps anchoring system of the anchoring part in the membrane structure concerning the fracturing characteristic condition of membrane structure, and the influence which is caused to yield it designates the stress state when breaking the membrane structure which includes the anchoring part and that stress transition mechanism is elucidated as purpose. This paper follows to previous paper, does 1 axial tensile test concerning the bolting part specimen, grasp of fracturing progress of the bolting part and the edge rope and hardness of the rubber, does the appraisal in addition with the difference of bolt tightening torque. As a result, the influence which the bolt anchoring exerts on the fracturing characteristics of the membrane material in the membrane structure anchoring part is examined.

본 연구의 목적은 재료분야 국내 공동특허의 공동 출원인 정보를 이용하여 연구협력 네트워크의 구조, 특징, 진화를 탐구하는 것이다. 이를 위해 재료 기술분야(금속, 세라믹, 고분자 등 6개 기술분야) 및 혁신주체(산업계, 학계, 연구계)의 네트워크 구조 및 동태를 정량적으로 분석하며, 2010년∼2021년까지 한국의 공동특허 데이터를 활용하여 소셜 네트워크 분석(SNA)을 사용한다. 분석결과, 재료분야는 세부기술별로 네트워크의 차별점이 존재하며, 산업계, 학계, 연구계 등 혁신주체별 협력 강도의 명백한 단계별 특성을 가진다. 연구협력 네트워크의 규모는 점차 확장되어 ‘작은 세계’ 구조를 보여주고 있다. 본 연구를 통해 재료 정책 관점에서 지금까지 시행된 재료분야 산학연 협력 정책의 효과를 파악하는데 정책적 시사점을 제공함과 동시에, 보다 효과적인 재료 혁신주체 간의 네트워크를 구축하기 위한 근거 기반의 정책 수립에 도움이 될 수 있다.