본 논문에서는 역학적 변수들을 측정하는 방안으로 디지털 이미지 프로세싱과 강형식 기반의 MLS 차분법을 융합한 DIP-MLS 시 험법을 소개하고 추적점의 위치와 이미지 해상도에 대한 영향을 분석하였다. 이 방법은 디지털 이미지 프로세싱을 통해 시료에 부착 된 표적의 변위 값을 측정하고 이를 절점만 사용하는 MLS 차분법 모델의 절점 변위로 분배하여 대상 물체의 응력, 변형률과 같은 역 학적 변수를 계산한다. 디지털 이미지 프로세싱을 통해서 표적의 무게중심 점의 변위를 측정하기 위한 효과적인 방안을 제시하였다. 이미지 기반의 표적 변위를 이용한 MLS 차분법의 역학적 변수의 계산은 정확한 시험체의 변위 이력을 취득하고 정형성이 부족한 추 적 점들의 변위를 이용해 mesh나 grid의 제약 없이 임의의 위치에서 역학적 변수를 쉽게 계산할 수 있다. 개발된 시험법은 고무 보의 3 점 휨 실험을 대상으로 센서의 계측 결과와 DIP-MLS 시험법의 결과를 비교하고, 추가적으로 MLS 차분법만으로 시뮬레이션한 수치 해석 결과와도 비교하여 검증하였다. 이를 통해 개발된 기법이 대변형 이전까지의 단계에서 실제 시험을 정확히 모사하고 수치해석 결과와도 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모서리 점을 추가한 46개의 추적점을 DIP-MLS 시험법에 적용하고 표적의 내부 점만을 이용한 경우와 비교하여 경계 점의 영향을 분석하였고 이 시험법을 위한 최적의 이미지 해상도를 제시하였다. 이를 통해 직접 실험이 나 기존의 요소망 기반 시뮬레이션의 부족한 점을 효율적으로 보완하는 한편, 실험-시뮬레이션 과정의 디지털화가 상당한 수준까지 가능하다는 것을 보여주었다.

In order to respond to environmental pollution, developed countries, including Korea, have begun to conduct research to utilize hydrogen energy. For mass transfer of hydrogen energy, storage as liquid hydrogen is advantageous, and in this case, the volume can be reduced to 1/800. As such, the transportation technology of liquefied hydrogen for ships is expected to be needed in the near future, but there is no commercialized method yet. This study is a study on the technology to test the performance of the components constituting the membrane type storage container in a cryogenic environment as a preparation for the above. It is a study to find a way to respond by analyzing in advance the problems that may occur during the shear test of adhesives. Through this study, the limitations of ISO4587 were analyzed, and in order to cope with this, the specimen was supplemented so that fracture occurred in the adhesive, not the adhesive gripper, by using stainless steel, a low-temperature steel, to reinforce the thickness. Based on this, shear evaluation was performed under conditions lowered to minus 243℃, and it was confirmed that the breaking strength was higher at cryogenic temperatures.

Coupled thermo-hydraulic-mechanical (THM) processes are essential for the long-term performance of deep geological disposal of high-level radioactive waste. In this study, a numerical sensitivity analysis was performed to analyze the effect of rock properties on THM responses after the execution of the heater test at the Kamaishi mine in Japan. The TOUGHFLAC simulator was applied for the numerical simulation assuming a continuum model for coupled THM analysis. The rock properties included in the sensitivity study were the Young’s modulus, permeability, thermal conductivity, and thermal expansion coefficients of crystalline rock, rock salt, and clay. The responses, i.e., temperature, water content, displacement, and stress, were measured at monitoring points in the buffer and near-field rock mass during the simulations. The thermal conductivity had an overarching impact on THM responses. The influence of Young’s modulus was evident in the mechanical behavior, whereas that of permeability was noticed through the change in the temperature and water content. The difference in the THM responses of the three rock type models implies the importance of the appropriate characterization of rock mass properties with regard to the performance assessment of the deep geological disposal of high-level radioactive waste.

Gases such as hydrogen can generate from the disposal canister in high-level radioactive waste disposal systems owing to the corrosion of cooper container in anoxic conditions. The gas can be accumulated in the voids of bentonite buffer around the disposal canister if gas generation rates become larger than the gas diffusion rate of bentonite buffer with the low-permeability. Continuous gas accumulations result in the increase in gas pressure, causing sudden dilation flow of gases with the gas pressure exceeding the gas breakthrough pressure. Given that the gas dilation flow can cause radionuclide leakage out of the engineered barrier system, it is necessary to consider possible damages affected by the radionuclide leakage and to properly understand the complicated behaviors of gas flow in the bentonite buffer with low permeability. In this study, the coupled hydro-mechanical model combined with the damage model that considers two-phase fluid flow and changes in hydraulic properties affected by mechanical deformations is applied to numerical simulations of 1-D gas injection test on saturated bentonite samples (refer to DECOVALEX-2019 Task A Stage 1A). To simulate the mechanical behavior of microcracks which occur due to the dilation flow caused by increase in gas pressure, a concept of elastic damage constitutive law is considered in the coupled hydro-mechanical model. When the TOUGH-FLAC coupling-based model proposed in this study is applied, changes in hydraulic properties affected by mechanical deformations combined with the mechanical damage are appropriately considered, and changes in gas injection pressure, pore pressures at radial filters and outlet, and stress recorded during the gas injection test are accurately simulated.

Conversion to modern hydrogen energy is required, and research on liquefied hydrogen cargo containment systems is needed for large-capacity transport and storage. In this study, changes in the mechanical properties of the adhesive required for storage and transport in liquid hydrogen were confirmed. The lap shear test was performed by realizing cryogenic conditions in a small chamber using liquid nitrogen and liquid helium. There was an increase of 11.0% in the -180℃ condition compared to room temperature, and an increase of 1.8% in the -230℃ condition compared to the -180℃ condition was confirmed. In the case of shear strain, it is known that it decreases as the temperature goes down. As a result of the experiment, it was confirmed that the value at room temperature and the value at -180℃ reduced the shear strain by 5.0%, and -230˚ compared to the -180℃ condition. An increase of 1.5% was confirmed in the C condition. In the case of the specimen tested at -230℃, the deformation in the gripper part was larger than in other tests, and it is judged that the maximum shear strength and shear strain were affected. In addition, in this study, there is a limitation in the experiment at -230°C rather than 253°C, which is the boiling point of hydrogen

In this article, we reported the characterization of mechanical properties for several scaffolds fabricated by different techniques: bio-plotter technique and WNM(wire-network molding). Firstly, we constructed numerical models for ABAQUS: a commercial computational analyzing program. Using ABAQUS, effective compressive are calculated and compared with the experimental results from UTM tests. The results show that the stiffness of the scaffold fabricated by WNM is stronger than that by bio-plotter technique.

목 적: 국내에서 유통되고 있는 안경렌즈의 기계적 강도를 측정하고 안전성을 평가하여 품질관리를 위한 가이드라인의 제정을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다. 방 법 : 두 가지 기준으로 기계적 강도를 평가하기 위해 NK 55 재질(n = 1.56)과 MR 8 재질(n = 1.60)로 제조된 렌즈를 각각 120개씩 모두 240개의 렌즈를 선정하였다. 기계적 강도는 ISO 기준에서 제시하는 정하중 검사와 미국 FDA의 기준(ANSI Z80.1-410 FDA. Sec 801-410)에 제시되어 있는 낙하구 시험을 실시하였다. 결 과 : 정하중 시험을 실시한 대상 시료 120개 중 NK 55 재질(n=1.56) 60개 렌즈의 10%인 6개가 파쇄 또는 변형이 있어 부적합 판정을 받았으며, MR 8 재질(n=1.60)은 대상 시료 60개 모두 판정 기준을 통과하였다. 낙하구 시험을 실시한 120개의 렌즈에서 NK 55 재질(n=1.56) 60개 렌즈 중 14개가 크랙, 관통 또는 깨짐이 있어 부적합 판정을 받았으며, MR 8 재질(n=1.60)은 대상 시료 60개 중 8개가 부적합한 것으로 나타났다. 결 론 : 안경렌즈의 기계적강도와 관련하여 안전성을 확보하기 위해서는 기계적 충격을 견딜 수 있도록 일정 두께 이상으로 제조되고 이에 대한 기준규격이 엄격하게 적용되어야 할 것이다.

막 구조는 자유로운 형태, 경량성, 내구성, 햇빛 투광성 및 균질성 때문에 전 세계적으로 현대 건축물에 다양하게 사용되어 왔다. 새로운 막 재료의 개발로 새로운 건축 구조설계에 대한 가능성을 열어가고 있다. 최근 주로 사용되는 막 구조의 지붕 재료에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE 코팅 막재 및 ETFE 막재가 수로 사용되고 있다. 건축용 막은 내화성, 강도 부족, 인열강도, 내구성 및 탄성 등에 대한 몇가지 문제점들을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 평가하기 위해서 본 연구에서는 PVDF 코팅 폴리에스터 막재에 대한 인장강도, 인열 강도 및 반복하중거동 시험을 실시하여 건축용 막재의 기초적인 역학적 특성을 분석하고자 한다. 막재의 탄성계수는 337.30~1257.63N/㎟, 신율은 17.90~26.91%로 주어졌다.

본 연구에서는 선형이론을 바탕으로 한 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후좌굴 거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 먼저 공간구조물의 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화 해야하는 공간구조물의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화를 통하여 도출된 최적 부재패턴을 가지는 공간구조물의 후좌굴 거동을 통합 비선형해석기법으로 해석하고 그 결과를 분석하였다. 수치해석을 통하여 크기최적화에 따른 공간구조물의 후좌굴 거동의 변화는 매우 큰 것으로 나타났으며 이러한 후좌굴 거동의 변화에 대한 예측과 분석결과가 공간 구조물의 설계에 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제시한 수치해석 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 제시하였다.

ETFE 막재는 Ethylene Tetra Fluoro Ethylene의 약자로 색깔이 없고, 투명한 필름 막이다. ETFE 필름의 장점은 내화학성이 있고, 잘 접히지 않으며, 매우 가볍운 재료라는 것이다. 필름의 두께는 50마이크로 미터에서 300 마이크로 미터 두께가 주로 사용되고, 직포가 없어며 햇빛 투과율이 우수하고 재료의 강도는 다른 막재에 비해서 낮다. ETFE 막재의 인장강도는 40MPa에서 60MPa 정도이고, 인장 변형도는 약 200%에서 400% 정도이다. 본 논문에서는 ETFE 필름 막재의 역학적특성 시험을 수행하였다. 인장 시험으로 부터 인장 변형도, 인장 강도, 응력 변형도 곡선을 구하였고, ETFE 막재의 항복 강도를 결정하여 탄성계수를 구하였다. 그리고 온도하중에 의한 응력-변형도 특성과 반복하중에 대한 필름의 역학적 특성을 분석하였다.

In this study, the feasible test for the mechanical property characterization of ceramics and multi-layer ceramic capacitor(MLCC) was performed with nanoindentation technique. In case of ceramics, hardness and elastic modulus are dependent on the densification of specimen showing the highest hardness and elastic modulus values of 12.3 GPa and 155 GPa, respectively at . In case of MLCC chip, hardness of dielectric layer was lower than that of margin region. The nanoindentation method could be useful tool for the measurement of mechanical property within dielectric layer of very thin thickness in high capacitance MLCC

막 구조는 형태의 다양성, 막의 가벼움과 내구성, 투광성 및 균질성 때문에 현대 건축물에 다용하게 사용되어 새로운 건축세계를 열어가고 있다. 본 논문은 대공간 건축 구조물에 주로 사용되는 유리섬유 막 재료의 역학적 특성에 대한 연구이다. 현재 주로 사용되는 건축용 막 재료의 종류에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE 막재들이 있다. 본 연구에서는 이러한 건축용 막재료에 대한 역학적 시험 방법을 정립하고, PTFE 코팅 유리섬유 막재에 대한 인장강도, 인열강도 및 반복하중 시험 등을 실시하여 건축용 막 재료의 역학적 특성을 분석하고자 한다.

막 여과는 막을 통해 물을 통과시켜 수중의 오염 물질이나 불순물을 제거하는 기술이며 고도수처리 및 하수 처리와 같은 다양한 분야에서 사용된다. 하지만, 우발적인 수질 오염이나 막 손상의 경우에는 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 여과 과정을 거친 후 식수의 오염을 막기 위해 막의 손상을 모니터링 해야 한다. 본 연구에서는, 압전 센서를 사용하여 고주파 기반 전기역학적 임피던스(EMI)를 측정하여 막 완결성 시험을 수행하였다. 외부 배관에 부착된 압전 센서는 배관 내부 압력 변화로 인한 막의 물리적 특성의 변화를 검출 할 수 있다. 압력 감쇠 시험을 진행하는 동안, 부착된 압전 센서를 통해 EMI 를 측정함으로써 막 손상으로 인한 압력 강하를 측정 할 수 있다. 본 기술을 검증하기 위하여 실제 수원지에서 현장 테스트가 수행되었다. 신뢰성을 높이기 위해 각 측정 단계에서 20 회 실험을 수행 하였고 그 결과, 미세한 압력 강하를 검출함으로써 막의 손상을 모니터링 할 수 있음을 확인하였다.

FRP와 콘크리트의 접착강도를 평가하기 위해 현장에서 일반적으로 사용되는 Pull-off 실험방법은 FRP 복합체의 손상을 초래하며 더욱이 FRP의 최대 pull-off 강도가 콘크리트의 인장강도에 의해 제한 되는 단점을 지니고 있다. 이에 따라 구조보강용 접착제의 역학적 특성을 1차적으로 평가할 수 있는 간접적인 실험방법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 여러나라에서 각기 제안되고 있는 실험규격에 대한 비교실험을 통하여 구조보강용 접착제의 역학적 특성을 개략적으로 예측할 수 있는 표준화된 실험방법 및 평가기준을 제안하고자 하였다. 본 연구결과를 바탕으로 인장전단접착강도 시험의 접착제 두께, 압축/휨강도 시험체의 제원 등이 통일되어 표준시험체 제원을 도출할 수 있었다.