지진이라는 재해는 인류가 직면하고 있는 재해 중 가장 파괴적인 자연재해 중 하나로 인명, 자연을 포함한 인프라, 경제에도 지대한 영향을 끼질 수 있다. 세계적으로도 최근 수년간 환태평양 조산대를 기점으로 지진의 빈도가 꾸준히 증가해왔으며 강도 또한 상승해져왔다. 규모가 7 가량을 넘는 지진부터는 인류가 대처하기 힘들만큼 많은 에너지가 발생되며 특히나 우리나라와 밀접히 인접해 있는 일본의 경우 난카이 대지진과 같은 이슈가 발생하여 그 경계의식이 높아진 실정이다. 따라서 이에대한 지진 에너지를 효과적으로 흡수하고 분살시킬 수 있는 댐퍼장치들이 많이 발명되었고 여기에 적용되는 많은 압축 소재들이 개발되고 있다. 현재까지는 많은 댐퍼 장치가 고무를 압축재료로 사용하고 있으며 이를 대체하기 위해 폴리우레탄이라는 고분자 재료가 개발되었지만 낮은 하중에도 쉽게 변형이 발생하는 한계가 발생하는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 폴리케톤이라는 물질을 재료적 성능 평가를 통해 제안한다. 폴리 케톤은 합성될 때 일산화탄소를 매개로 하기 때문에 탄소저감에도 효과적인 물질이다. 이러한 폴리케톤을 폴리우레탄과 반복 압축 실 험을 통해 비교하였으며 시편의 길이, 선행압축의 유무 등의 변수를 적용하여 실험을 진행하였다. 이후 힘-변형 그래프, 최대 압축성능, 에너지 소산 능력, 초기회복력 등의 성능을 확인하였다. 실험 결과 모든 결과가 폴리케톤이 폴리우레탄보다 우수한 성능을 나타냈으며 내진 구조용 압축소재로서의 적용 가능성을 입증하였다.

본 논문에서는 압입시험을 통해서 초탄성 재료 물성치를 평가하는 간단한 방법을 제시하였다. 초탄성 재료 모델 중, 3개의 물성치(C10, C20, C30)를 가지는 Yeoh 모델을 선택하여 주연신률로 표현되는 변형률 에너지 밀도를 적용하였다. Yeoh 물성치를 변화시키며, 구형 압입시험 유한요소해석을 수행하여 압입자 반력-변위 곡선을 획득하였다. 압입자 반력-변위 곡선을 3차 다항식으로 근사하였고, 이 다항식을 물성치(C10, C20, C30)의 3차 곱으로 근사된 3차 다항식으로 표현하였다. 압입자 반력-변위 곡선 근사를 위해 회귀분석을 진행하여 수식들의 계수를 결정하였으며, 이 회귀식을 이용하여 초탄성 재료의 물성치를 평가 하였다. 초탄성 재료 물성치 평가를 수행하고 오차를 비교하여 유효성을 보여 주었다.

목적: MR8 로 제조된 안경렌즈에서 굴절력별로 나누어 투과율을 측정하여 광학적 시험 및 청광 영역을 David L.의 분석법을 적용하여 분석하였다 방법: 시중에서 판매되고 있는 MR8 로 제조된 –8.00D, -7.00D, -6.00D, -5.00D, -4.00D, -3.00D, 0.00D의 렌즈를 선정하여 UV-VIS Spectrophotometers(SolidSpec 3700)로 200~1000nm까지 5nm 간격으로 투과율을 측정하고, 청광영역(380~500nm)을 David L.의 청광분석 방법을 적용하여 분석하였다. 결과: 연구에 선정한 MR8렌즈들 모두 UV영역을 거의 모두 차단하였다. –8.00D의 렌즈가 청광영역에서 투과율 59.56%로 가장 낮게 측정되었고 또한, David L. 분석에 따른 청광영역1과 2에서 낮은 값이 측정되었다. 적외선 영역에서는 모든 렌즈의 투과율이 점진적으로 감소하였다. 그리고 시감투과율에서 평균 23.67%~26.33%의 계산값을 얻었고 –4.00D부터 점진적으로 감소하였다. 결론: David L.의 분석법을 적용하면, 청광 1영역에서는 최소 41.28%, 최대 46.60%가 측정되었으며, 청광 2영역에서는 최소 87.30%, 최대 97.55%가 측정되었다. 그리고 청광 3영역에서는 최소 86.83%, 최대 96.55%가 측정되었으며 평균 94%였다. 시감투과율에서는 측정된 렌즈 중 –3.00D렌즈가 26.33%으로 가장 높은 값이 계산되었으며, -8.00D렌즈가 23.67%으로 가장 낮은 계산 값을 얻었다.

Recently composite materials have dominated most engineering fields, owing to their better performance, increased durability and flexibility to be customized and designed for a specific required property. This has given them unprecedented superiority over conventional materials. With the help of the ever increasing computational capabilities of computers, researchers have been trying to develop accurate material models for the complex and integrated properties of these composites. This has led to advances in virtual testing of composite materials as a supplement or a possible replacement of laboratory experiments to predict the properties and responses of composite materials and structures. This paper presents a review on the complex multi-scale modelling framework of the virtual testing machines, which involve computational mechanics at various length-scales starting with nano-mechanics and ending in structure level computational mechanics, with a homogenization technique used to link the different length scales. In addition, the paper presents the features of some of the biggest integrated virtual testing machines developed for study of concrete, including a multiscale modeling scheme for the simulation of the constitutive properties of nanocomposites. Finally, the current challenges and future development potentials for virtual test machines are discussed.

Three-dimensional motion analysis systems and force plates are used for gait phase detection and ground reaction force(GRF) or ground reaction moment(GRM) data collection. But force plates as measurement systems are restricted to laboratory environments and have limitations for abnormal walking with foot dragging. Therefore the methods were proposed to compute the GRM from the kinematic data of three-dimensional motion analysis systems. Gait phase detection with kinematic data using foot velocity algorithm(FVA) was performed. The validity of gait phase detection was obtained comparing with the results of force plates. A gait model with 7 segments was composed to compute GRM. The results of gait model with kinematic data were compared with those of force plates. The result of the vertical direction is similar. But anterior-posterior direction and lateral direction show similar tendency with some gaps.

Composite materials have the strong durability and light weight as inhomogeneous material. These material are manufactured by combining and maximizing the advantage of each material. Among these various materials, stainless steel, aluminum and brass has been used generally. Prior to using, the preparatory experiments are demanded in order to obtain the material strengths. In this study, the tensile tests are carried out with the specimens of stainless steel, aluminum and brass. These tensile specimens of same standards are made with the notches at both sides of specimen. When the forced displacement of about 11 mm proceeds in case of stainless steel specimen, the maximum load of 31000 N is shown simultaneously with the fracture of specimen. When the forced displacement of about 6 mm proceeds in case of aluminum specimen, the maximum load of 20600 N is shown simultaneously with the fracture of specimen. When the forced displacement of about 7 mm proceeds in case of brass specimen, the maximum load of 25000 N is shown. In this study, the finite element analysis as ANSYS program is carried out in order to verify these experimental results. The experimental and analysis results are similarly shown each other. Through the result of this study, the analysis data with no experiments are thought to be trustworthy as the tensile experimental data.

경기도 여주와 이천 지역에서 대량 발생되고 있는 도자기 폐기물은 별다른 활용방안 없이 매립되어지 거나 극히 소량만이 건축소재로서 타일이나 벽돌제조에 재활용되는 것으로 보고되고 있다. 폐도자기는 SiO2 성분이 다량 함유되어 있고 도자기 제조과정 중 가열에 의한 비정질 혹은 비결정 알루미나 실리게이 트 구조를 형성하고 있어 콘크리트에 활용할 경우 품질향상 및 산업폐기물의 자원재활용 측면에서 그 활 용가치가 클 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 도자기 폐기물을 미분말화하여 시멘트 대체재료로서 콘크리트 산업에 재활용하기 위한 기초적 시험과 분석에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 폐도자기는 3종류의 분쇄장비를 이용하여 미분말화 하였으며 분말도와 화학성분 분석, 고 분해능X선 회절기와 전계방사형 주사현미경에 의한 시험분석을 수행하였다. 표 1은 폐도자기 미분말의 분말도와 화학성분 분석결과를 나타낸 것이다. 분말도 시험은 KS L 5106 브레인시험법에 의해 수행하였 으며, 화학성분 분석은 KS L ISO 26845에 의해 수행하였다. 시험결과 분말도는 목표분말도 6,000brain 을 상회하는 결과를 얻을 수 있었으며, 화학성분은 SiO2 성분과 Al2O3 성분이 주요 성분으로 나타났다. 그림 1은 고분해능 X선 회절기와 전계방사형 주사현미경에 의한 분석결과를 나타낸 것이다. 고분해능X선 회절기에 의한 분석결과 실리콘옥사이드 성분의 결정구조는 Hexagonal 형태의 구조를 나타내었고 소디 움알루미늄옥사이드 성분은 Orthorhombic 형태의 결정구조를 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험 결과에서 비결정질계의 성분도 일부 포함하고 있으나 그 양은 많지 않은 것으로 판단되었으며 대부분의 성분이 결정질의 구조를 가지고 있는 것으로 판단되었다. 전계방사형 주사현미경에 의한 시험결과에서는 폐도자기 미분말이 미세한 경우 입형은 길고 각이 져 있는 것으로 나타났으며 20㎛ 사이즈의 경우 둥근 형태를 나타내는 것으로 분석되었다. 상기 시험분석 결과로 판단할 때 폐도자기 미분말은 콘크리트 혼합재로서 도로포장이나 유지보수 재료 등 시멘트 대체재료로서 관련산업에 활용할 경우 잠재적인 활용가치가 클 것으로 판단되며 추후 다양한 실내시험을 통하여 품질개선 효과 등에 대한 연구를 수행할 예정이다.

자체적으로 개발한 공항포장의 부분 유지보수재료의 현장 적용에 대한 평가가 필요하다. 시험시공을 통하여 PC(Polymer Concrete) 및 PMC(Polymer Modified Concrete)를 검증한다. 현재 공항에서 사용 하고 있는 배합의 PC와 자체적으로 개발한 배합의 PC 및 PMC를 비교 및 검증한다. 공항의 특성상 주간에 시공을 진행할 수 없고 시간제한이 있으므로 시공 시간 배분을 고려해야 한다. 시간을 줄이기 위해 실내실험실에서 저울을 사용해 개량을 미리 진행한다. 시험시공 시 각 재료별로 모재 와 보수재간의 수직방향의 거동을 파악하기 위해 계측을 실시한다. 또한 보수 깊이별로 온도 센서를 설치 하여 보수재 내부의 온도를 계측한다. 계측을 통하여 유지보수재료의 초기거동을 파악하고, 장기 계측을 통해 하루 중 온도 변화 및 계절 변화에 따른 보수재의 거동을 분석한다. 유지보수단면의 크기 및 보수깊 이에 따라 균열의 발생 유무 및 균열 위치 등을 파악한다. 이와 같이 시험시공을 통해 개발한 부분 유지보수재료의 거동 및 현장 적용성을 검증한다.

PURPOSES: The dynamic modulus can be determined by applying the various theories from the Impact Resonance Testing(IRT) Method. The objective of this paper is to determine the best theory to produce the dynamic modulus that has the lowest error as the dynamic modulus data obtained from these theories(Complex Wave equation Resonance Method related to either the transmissibility loss or not, Dynamic Stiffness Resonance Method) compared to the results for dynamic modulus determined by using the Universal Testing Machine. The ultimate object is to develop the predictive model for the dynamic modulus of a Linear Visco-Elastic specimen by using the Complex Wave equation Resonance Method(CWRM) came up for an existing study(S. O. Oyadiji; 1985) and the Optimization. METHODS: At the destructive test which uses the Universal Testing Machine, the dynamic modulus results along with the frequency can be used for determining the sigmoidal master curve function related to the reduced frequency by applying Time-Temperature Superposition Principle. RESULTS: The constant to be solved from Eq. (11) is a value of 14.13. The reduced dynamic modulus obtained from the IRT considering the loss factor related to the impact transmissibility has RMSE of 367.7MPa, MPE of 3.7%. When the predictive dynamic modulus model was applied to determine the master curve, the predictive model has RMSE of 583.5MPa, MPE of 3.5% compared to the destructive test results for the dynamic modulus. CONCLUSIONS: Because we considered that the results obtained from the destructive test had the most highest source credibility in this study, the dynamic modulus data obtained respectively from DSRM, CWRM were compared to the results obtained from the destructive test by using th IRT. At the result, the reduced dynamic modulus derived from DSRM has the most lowest error.

항공기 착륙 시 타이어와 활주로 표면이 접촉되는 순간 발생되는 마찰열로 인해 표면에 딱딱하고 얇은 고무 퇴적층(대형항공기(B-747급) 바퀴 당 700g)을 형성하게 된다. 이러한 고무 퇴적물은 마찰력을 저하시키기 때문에 이를 제거하기 위해 세계의 주요 공항에서는 Water-Jet과 같은 물리적 방법을 사용하고 있다. 하지만 고압살수로 인해 아스팔트 포장 표면부에 많은 파손(박리 및 탈리 등)이 발생되어 내구성저하 문제로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고무 퇴적물의 효율적 제거와 파손 저감을 위해 상대적 저수압의 water jet 사용을 유도하도록 친환경 화학 제거제로써 Eco-Cleaner의 적용성에 대한 실내 시험을 실시하였다. 사용 재료의 항공기 타이어 구성 성분인 합성고무와 천연고무의 결합력을 저하시킬 수 있는 분해능을 검토한 결과 합성고무시편의 사용 용액별 분해 효과는 그림 1.과 같으며 Type2(eco cleaner 100%)가 가장 좋은 분해능을 보였다. 합성고무 시험편 고무분자 구조의 개질화를 확인할 수 있었으나, 현장 적용을 위한 분해/세척 효율의 증가 및 시간 단축을 위한 화학적 결합제 연구가 필요할 것으로 사료된다. 천연고무 시편의 사용 용액별 분해 효과를 관찰한 결과는 그림 2.와 같이 Type5 > Type6 > Type1 > Type7 > Type2 > Type3 순으로 무게 감소 비율을 보였으며, 혼합 재료의 최적 배합으로는 Type5로써 eco cleaner(90%)와 NaOH(10%)가 적정 배합으로 도출되었다. 또한 본 재료 사용시 아스팔트 포장 재료가 직간접적으로 분해 효과를 나타내면 안 되므로 아스팔트에 개질제를 혼입할 때 쓰이는 mixer 시험기에 일정량을 사용하여 아스팔트 제거 여부를 관찰한 결과, 일부 아스팔트 성분이 묻어나오긴 하였으나 그 양이 작으며, 아스팔트 내 분자간 결합구조를 완전히 분해하는 특성이 아니므로 현장 사용성에는 문제가 되지 않는다고 판단된다.

아스팔트 콘크리트 포장 파손 중 40cm-50cm 지름과 5cm-10cm 깊이를 갖는 움푹 파이는 형태의 포장 파손을 포트홀(pothole)이라고 한다. 포트홀 파손 발생 메커니즘은 아스팔트 혼합물에 수분이 침투하고, 아 스팔트 바인더와 골재의 점착력이 침투한 수분에 의하여 약화되어 발생한다. 따라서 아스팔트 콘크리트 포 장의 포트홀은 주로 장마 기간에 많이 발생하지만 최근 들어 지구 온난화의 영향으로 겨울철 강우 또는 강 설의 증가와 제설제의 영향으로 겨울과 봄에도 많이 발생하고 있다. 본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장 에 발생한 포트홀 파손을 효율적으로 상온에서 보수할 수 있는 보수 재료에 대한 기본 물성 시험으로 마샬 시험을 수행하였으며, 시험에 적용된 보수 재료는 밀입도 아스팔트 콘크리트 포장용(공극률 4%, Type A)과 배수성 포장용(공극률 15%, Type A) 및 중간 단계의 공극(공극률 10%, Type C)을 갖고 있는 포장용으로 개발되었다. 목표 공극률 4% 혼합물(Type A)의 경우 안정도가 시험 장비의 재하하중 범위를 넘어 측정할 수 없었지만 세 가지 혼합물 모두 마샬시험 결과 모두 서울시의 마샬시험기준을 만족하는 것으로 나타났다.

도로표지용 도료의 품질기준은 KS M 6080의 품질기준을 만족하는 제품들의 경우에도 시공 후 일정기간이 경과한 후에는 도료 자체의 부착력 문제로 교통량 증가에 따른 자동차 차륜에 의한 도료 자체의 마모 손실에 의하여 재귀반사 기능을 부여하는 유리알의 마모 및 탈리로 시인성이 급격히 저하되고 있다. 이에 따른 야간 교통 사고율 증가와 동시에 추가 교통 안전을 위한 부가 보완시공으로 안전시설 제비용이 직접비용으로 유발되고 있으며, 직접비용보다 추가공사로 인한 교통체증으로 사회간접 비용이 증가되고 있다. 특히, 차선의 품질 규격이 KS M 6080 제품에 만족한다 하더라도 빗물의 수막(水膜)에 의한 유리알의 굴절율 차로 재귀반사기능을 하는 차선 도료용 유리알의 기능을 발휘하지 못하여 운전자의 시인성은 열악함을 알 수 있다. 따라서, 국외에서 많이 사용되고 있는 마모성이 우수한 수용성 차선도료, 고성능 융착식 도료, 상온경화형 도료를 도입하여 성능을 비교 검토하였다. 본 연구에서는 차선재료의 내구성 향상을 위해 EN 1436규격에 의한 내마모성 시험을 수용성, 융착식, 상온경화형 도료에 실시하여, 재귀반사도 성능이 우수한 차선재료의 적용 가능성을 확인하였다.