최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

최근 국내는 이상기후에 따른 극심한 폭염이 지속되고 있으며, 잦은 국지성 호우로 인한 도로 공용수명을 현저히 단축시키고 있다. 국지성 호우 시, 도로 위 유수량의 급격한 증가는 도로 포장체 내 균열, 공극, 신축이음부를 통한 수분 침투를 가속화 한다. 이와 더불 어, 중차량의 교통하중이 반복적으로 지속 될 경우, 포장체 내부의 골재-바인더 간 결합력이 저하되어, 포트홀, 소성변형, 골재비산 등 의 포장 파손을 야기한다. 국내의 일반국도 및 고속도로에서는 아스팔트 노면 위 포트홀, 함몰, 국부적 균열 등의 파손이 발생 시, 일반적으로 파손부를 절삭 · 제거하고, 상온 또는 가열, 중온 아스팔트 혼합물로 유지보수를 수행한다. 하지만 파손부에 임시방편으로 긴급 보수재를 사용할 경우, 지속적인 강우와 차량의 교통하중으로 인해 골재와 바인더 간 결합력을 약화시키고, 신·구 포장 경계면의 부착강도가 저하되어 보수 부위가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다. 이는 고속 주행 차량의 안전을 심각하게 위협하는 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 방수 · 부착성이 우수한 과립형 구스 매스틱 아스팔트 혼합물(Granular Guss Mastic Asphalt Mixture, 이하 GGM-AM) 을 이용해 소파 보수재료서의 적용성을 검토하기 위해 내구성능에 대한 실내 기초물성실험 결과를 비교 · 분석하였다.

Research into lightweighting to improve vehicle fuel efficiency and reduce exhaust emissions continues as environmental regulations become increasingly stringent. Magnesium alloys, chosen for their lightweight properties, are more than 35% lighter than aluminum alloys and also exhibit excellent mechanical characteristics. While magnesium alloys are commonly utilized in arc welding processes like GTAW and GMAW, they pose challenges such as high residual stresses and welding defects. Laser welding, on the other hand, offers the advantage of precise heat input, enabling deep and high-quality welds while minimizing welding distortion. In this study, fiber laser welding was employed to weld a 4.0mm thick AZ31B-H24 using the Bead on Plate technique. A total of 10 different welding conditions were tested with fiber laser welding, and the cross-sections of the weld beads were examined. Weld bead shapes were measured based on five parameters. The results allowed for an evaluation of the weldability of AZ31B-H24 using fiber laser welding.

In this study, changes in the microstructure and mechanical properties of cast and extruded Al-2Li-1Ce alloy materials were investigated as the Mg content was varied. The density decreased to 2.485, 2.46 and 2.435 g/cm3 when the Mg content in the Al-2Li-1Ce alloy was increased to 2, 4 and 6 wt%, respectively. Intermetallic compounds of Al11Ce3 were observed in all alloys, while the β-phase of Al3Mg2 was observed in alloys containing 6 wt% of Mg. In the extruded material, with increasing Mg content the average grain size decreased to 84.8, 71.6 and 36.2 μm, and the fraction of high-angle grain boundaries (greater than 15°) increased to 82.8 %, 88.6 %, and 91.8 %, respectively. This occurred because the increased Mg content promotes dynamic recrystallization during hot extrusion. Tensile test results showed that as the Mg content increased, both the yield strength and tensile strength increased. The yield strength reached 86.1, 107.3, and 186.4 MPa, and the tensile strength reached 215.2, 285, and 360.5 MPa, respectively. However, it is worth noting that the ductility decreased to 27.78 %, 25.65 %, and 20.72 % as the Mg content increased. This reduction in ductility is attributed to the strengthening effect resulting from the increased amount of dissolved Mg, and grain refinement due to dynamic recrystallization.

This research investigated how adding Sb (0.75, 1.0, 2.0 and 5.0 wt%) to as-extruded aluminum alloys affected their microstructure, mechanical properties, electric and thermal conductivity. The addition of Sb resulted in the formation of AlSb intermetallic compounds. It was observed that intermetallic compounds in the alloys were distributed homogenously in the Al matrix. As the content of Sb increased, the area fraction of intermetallic compounds increased. It can be clearly seen that the intermetallic compounds were crushed into fine particles and homogenously arrayed during the extrusion process. As the Sb content increased, the average grain size decreased remarkably from 282.6 μm (0.75 wt%) to 109.2 μm (5.0 wt%) due to dynamic recrystallization by the dispersed intermetallic compounds in the aluminum matrix during the hot extrusion. As the Sb content increased from 0.75 to 2.0 wt%, the electrical conductivity decreased from 61.0 to 59.8 % of the International Annealed Copper Standard. Also, as the Sb content increased from 0.75 to 2.0 wt%, the ultimate tensile strength did not significantly change, from 67.3 to 67.8 MPa.

Aluminum-based powders have attracted attention as key materials for 3D printing owing to their low density, high specific strength, high corrosion resistance, and formability. This study describes the effects of TiC addition on the microstructure of the A6013 alloy. The alloy powder was successfully prepared by gas atomization and further densified using an extrusion process. We have carried out energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and electron backscatter diffraction (EBSD) using scanning electron microscopy (SEM) in order to investigate the effect of TiC addition on the microstructure and texture evolution of the A6013 alloy. The atomized A6013-xTiC alloy powder is fine and spherical, with an initial powder size distribution of approximately 73 μm which decreases to 12.5, 13.9, 10.8, and 10.0 μm with increments in the amount of TiC.

Effects of Sc addition on microstructure, electrical conductivity, thermal conductivity and mechanical properties of the as-cast and as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-xSc (x = 0, 0.25, 0.5 wt%) alloys are investigated. The average grain size of the as-cast Al-2Zn-1Cu-0.3Mg alloy is 2,334 μm; however, this value drops to 914 and 529 μm with addition of Sc element at 0.25 wt% and 0.5 wt%, respectively. This grain refinement is due to primary Al3Sc phase forming during solidification. The as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg alloy has a recrystallization structure consisting of almost equiaxed grains. However, the asextruded Sc-containing alloys consist of grains that are extremely elongated in the extrusion direction. In addition, it is found that the proportion of low-angle grain boundaries below 15 degree is dominant. This is because the addition of Sc results in the formation of coherent and nano-scale Al3Sc phases during hot extrusion, inhibiting the process of recrystallization and improving the strength by pinning of dislocations and the formation of subgrain boundaries. The maximum values of the yield and tensile strength are 126 MPa and 215 MPa for the as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-0.25Sc alloy, respectively. The increase in strength is probably due to the existence of nano-scale Al3Sc precipitates and dense Al2Cu phases. Thermal conductivity of the as-cast Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-xSc alloy is reduced to 204, 187 and 183 W/MK by additions of elemental Sc of 0, 0.25 and 0.5 wt%, respectively. On the other hand, the thermal conductivity of the as-extruded Al-2Zn-1Cu-0.3Mg-xSc alloy is about 200 W/Mk regardless of the content of Sc. This is because of the formation of coherent Al3Sc phase, which decreases Sc content and causes extremely high electrical resistivity.

중공슬래브 시스템은 슬래브 중앙부의 콘크리트를 경량의 중공재로 대체하여 중량은 감소시키면서 동등한 수준의 구조성능을 지니는 경제적인 시스템이나 콘크리트 타설 시 비중의 차이로 중공재가 부상하게 되는 문제점이 발생한다. 이에 본 연구에서는 중공슬래브 공법에 적용 가능한 경량성형재 고정장치를 고안하고 부력저항성능을 평가하고자 하였으며, 고정성능 평가를 위해 정해진 실험방법이 존재하지 않으므로 이를 검증하기 위해 인발실험장치를 제작하였다. 시공 시 본 장치를 설치하는 과정에서 발생 가능한 변수를 기준으로 실험을 수행하고자 하였고 이에 합판의 상태 및 고정 위치에 따라 변화되는 고정성능을 파악하고자 하였다. 인발 실험 결과 일반합판과 비교하여 코팅합판의 경우 구멍의 크기가 중공재 고정장치의 인장성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 작업자의 편의 및 내력 확보의 안전성을 위해 코팅합판을 사용하는 것이 유리한 것으로 판단된다. 또한 고정 위치와 무관하게 동일한 수준의 고정성능을 지니는 것으로 보여져 설치 상태에 대한 별도의 확인 과정 없이 슬래브 상부에서 원터치 방식으로 고정 가능하므로 시공성이 향상된 것으로 사료된다.

세장 구조물은 동하중에 매우 취약한 구조시스템으로써 와흘림에 의한 와류유발진동(Vortex-Induced Vibration, VIV)이 발생 할 가능성이 크다. 또한 와류유발진동이 구조물의 고유진동수 영역에서 발생하는 경우 공진이 지속되는 Lock-in 현상으로 피로 파괴 의 우려가 있다. 본 논문에서는 공진주파수가 유동 조건의 변화에도 불구하고 유지되는 현상의 원인을 분석하기 위해서 유체로 인한 구조물의 동적 거동에 대하여 해석을 수행하였다. 유동의 방향과 수직 방향으로 자유 거동하는 1 자유도의 구조시스템의 2차원 원형 실린더 단면을 대상으로 비정상 층류영역을 가정하였다. 물체의 움직임을 고려하여 매시간 유동장의 격자를 재생성하는 Remeshing 기 법을 사용하였고 물체의 운동방정식과 유동의 지배방정식을 순차적으로 수치계산하는 유체-구조 연성 해석을 수행하였다. 본 연구에 서 구현한 Lock-in 현상은 선행연구와 잘 일치하였고, Lock-in 현상에서 운동진폭이 증가하는 특성이 잘 모사되었다. 또한 단면에서 전 단응력의 변화로 인한 박리현상과 공진주파수가 지속되는 현상의 관계를 분석하였다.

관내에서 이동하는 물체 주위의 유동에 대한 연구는 대부분 비정상상태가 아닌 정상상태의 종단속도 조건 하에 이루어져있 으므로 이에 대한 유체역학적 분석이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 직경의 원통형 관 안에서 9.81m/s2으로 비정상 등가 속 운동을 하는 3D 구에 작용하는 힘을 전산유체역학을 이용하여 분석하였다. 유한 체적 기반 CFD 코드 인 Fluent 19.0을 사용하였으 며, 상대 운동 프레임과 난류 모사를 위한 SST k-ω 모델을 적용하였다. 선행연구 결과와의 비교를 통해 본 연구의 해석방법이 타당함 을 보이고 있다. 또한 후류 분석을 통하여 항력 변화를 설명하고, 벽면효과에 의한 항력 증가를 정량적으로 분석하였다.

The powder manufacturing process using the gas atomizer process is easy for mass production, has a fine powder particle size, and has excellent mechanical properties compared to the existing casting process, so it can be applied to various industries such as automobiles, electronic devices, aviation, and 3D printers. In this study, a modified A4032-xSn (x = 0, 1, 3, 5, and 10 wt.%) alloy with low melting point properties is investigated. After maintaining an argon (Ar) gas atmosphere, the main crucible is tilted; containing molten metal at 1,000℃ by melting the master alloy at a high frequency, and Ar gas is sprayed at 10 bar gas pressure after the molten metal inflow to the tundish crucible, which is maintained at 800℃. The manufactured powder is measured using a particle size analyzer, and FESEM is used to observe the shape and surface of the alloy powder. DSC is performed to investigate the change in shape, according to the melting point and temperature change. The microstructure of added tin (Sn) was observed by heat treatment at 575℃ for 10 min. As the content of Sn increased, the volume fraction increased to 1.1, 3.1, 6.4, and 10.9%.

Sand casting 3D printing uses a binder jetting method to produce a mold having complicated shape by spraying a binder on sand coated with activator. Appropriate heat treatment process in sand mold fabrication can increase the degree of polymerization to improve flexural strength. However, long heat treatment of over 24 hours decreases flexural strength and reliability due to chemical bond decomposition through thermal degradation. The main role of the activator is to control the reaction rate between the polymer chains. As a result, when the activator composition is increased from 0.15 wt% to 0.25 wt%, the flexural strength is increased by 218 N/cm2. However, excess activator (0.40 wt%) has been shown to decrease reliability without increasing flexural strength. The main role of the binder is to control the flexural strength of the specimen. As the binder composition is increased from 2.00 wt% to 4.00 wt%, the flexural strength increases to about 255 N/cm2, indicating the maximum flexural strength increase. Finally, the reliability of the flexural strength of the fabricated specimens is evaluated by a Weibull plot. Weibull modulus calculations are used to evaluate the flexural strength reliability of the specimens, and maximum reliability value of 11.7 is obtained at 0.20 wt% activator composition. Therefore, it is confirmed that this composition has maximum flexural strength reliability.

한국의 경제 발전에 따라 양돈 사업의 규모가 커지고 대단지화 되면서, 생산성 향상과 높은 품질을 충족시키기 위해 축사시설의 체계적인 관리가 요구되고 있다. 그러나 효율성을 위해 밀집된 구조에서는 종종 여름철에 공기의 질이 나빠지고 온도가 높아지는 등의 문제를 일으킬 수 있다. 돼지는 저산소 및 고온에 매우 취약하기 때문에 생산성을 높이기 위한 환기 유지는 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학(CFD, computational fluid dynamics)을 이용하여 환기 시스템의 문제점 및 개선 사항을 분석하는 방법을 제안하였다. 유한체적법(FVM, finite volume method) 기반의 fluent 프로그램이 사용되었고 난류 모델로 RNG standard k-ε 모델을 사용하였다. 환기 시스템의 효율적인 설계를 위해 실제 단층의 단순 구조 양돈사와 다층의 대형 양돈사를 대상으로 다종물질이송(multispecies transport) 해석기법을 이용하여 환기 효율 및 성능을 분석하였으며, 개선된 시스템의 유동순환이 원활하게 이루어짐을 확인하였다.