• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.265-270
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• 2022

본 연구는 콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치(System 300-1)의 손상취약부에 관한 실험 및 해석적 연구이다. 콘크리트 궤도에서 탄성레일체결장치는 열차주행 시 레일과 침목을 결속하는 핵심 궤도구성품이다. 레일체결장치 구성품 중 방진패드와 텐션 클램프(Tension Clamp)는 압축력과 부상력에 대응하며 상시 변형이 발생되는 피로부재이다. 본 연구에서는 동일구간의 운행선에서 6년, 11년, 16년 동안 사용된 탄성레일체결장치를 채취하여 사용년수에 따른 텐션 클램프의 잔류변형 특성을 분석하였다. 또한 수치해석을 바탕으로 주요 구성품별 거동메커니즘을 분석하고 손상취약부를 도출하였다. 본 연구에서 수행한 수치해석을 통해 체결력 도입부터 외력 작용에 따른 텐션 클램프 각부의 응력(변형율)을 분석하여 텐션 클램프의 손상취약부를 도출하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권3호
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• pp.845-849
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• 2024

현재 도시철도 레일의 노후화로 인한 레일표면결함이 증가하고 있으나 국가에서 제정된 궤도성능평가에 관한 세부지침에서 레일표면손상을 기술자의 육안, 간단한 측정 도구로 점검을 수행하는 실정이다. 주기적인 선로순회작업 및 육안점검을 통해 레일표면의 결함을 발견하는 것은 매우 중요하다. 그러나 점검자의 주관적 판단에 의해 레일표면의 결함의 경중을 평가하는 것은 레일 내부의 손상을 예측하기에 상당한 제약이 따른다. 본 연구에서는 레일표면손상에 따른 레일내부 균열특성에 관한 연구로서 현장측정에서는 레일표면 손상개소를 선정하여 가속구간 및 제동구간의 노후레일 시료를 채취하여 레일표면손상 상태를 평가하고자 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 균열특성을 분석하였다. 분석결과, 주행 중인 열차로 인해 발생하는 균열 메커니즘과 레일표면방향으로 올라오는 각도로 균열이 발생하는 가속구간의 균열특성을 실험적으로 입증하였다.

• 자원환경지질
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• 제46권5호
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• pp.445-453
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• 2013

의성 탑리리 오층석탑(국보 제77호)은 통일신라시대의 대표적인 석조문화재이다. 현재 이 석탑은 지속적인 풍화로 인해 전체적으로 흑색, 황색, 백색변색이 발생되어 있으며 백색변색이 발생한 부분에서 미세균열, 박리박락, 입상분해가 집중적으로 분포해 있다. 표면오염물에 대한 분석결과, 흑색변색은 망간산화물, 황색변색은 철산화물, 백색변색은 석고와 타라나카이트로 인해 발생한 것으로 확인하였다. 또한, 석탑에 발생한 물리적 훼손은 암석내부에서 석고의 결정화 작용으로 인해 발생한 것으로 판단된다. 따라서 의성 탑리리 오층석탑을 장기적으로 보존하기 위해서는 보존처리 매뉴얼에 따라 석고를 중심으로 표면오염물을 제거하고 P-XRF를 활용한 정기적인 모니터링이 요구된다.

• Composites Research
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• 제37권6호
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• pp.485-491
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• 2024

본 연구에서는 극한 환경인 지구 저궤도/준저궤도 환경에 노출된 열보호 복합재료의 삭마특성을 반응적 분자동역학을 적용한 입자 충돌 전산모사를 통해 예측하였다. 지구 저궤도와 준저궤도에 분포하는 대기 입자 중 원자 산소와 질소 분자를 고려하였으며, 고도 200 km 근방에서의 대기 구성비를 참조하여 총 세가지의 입자 충돌 상황(원자 산소, 질소 분자, 원자 산소와 질소 분자 혼합)에서의 Kapton 폴리이미드와 Kapton-탄소나노튜브 복합재의 삭마 거동을 모사하였다. 원자 산소와 질소 분자는 서로 다른 삭마 메커니즘을 보이는 것으로 나타났고, 특히 질소 분자의 경우 원자 산소에 못지않는 심각한 표면 침식을 유발하였다. 또한, 질소 분자와 원자 산소가 서로 혼합되어 충돌하는 경우에도 각 입자에 의한 독자적인 삭마 메커니즘이 유지되면서 표면 손상이 진행되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 Kapton 내에 첨가된 탄소나노튜브가 저궤도 환경에서의 입자 충돌 시 열보호 소재의 온도 상승과 손상을 유의미하게 저하시키는 역할을 하는 것을 알 수 있었으며, 실제 NASA에서 수행된 우주환경 실험결과와의 비교를 통해 본 연구에서 수행된 지구 저궤도 및 준저궤도 환경에서의 삭마특성 예측법의 유효성 또한 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권5호
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• pp.443-451
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• 2013

음향방출기법은 구조물에 존재하는 손상 및 손상 메커니즘을 규명하는 가장 유효한 비파괴검사 수단으로 널리 이용되고 있다. 최근 이러한 재료 및 구조의 내부 손상의 실시간 모니터링이 가능한 기법을 활용하여 풍력 블레이드와 같은 대형 구조물의 건전성을 실시간으로 감시 가능하도록 하는 연구가 각광 받고 있다. 이 논문에서는 선행 연구를 통하여 개발된 신호 맵핑 기법을 사용하여 750 kW 블레이드에 외부 손상을 가정한 임의의 외부 충격을 가하여 위치 탐지 결과의 정확성을 확인하고, 100 kW 블레이드의 정하중 시험 시 발생하는 음향방출신호를 측정하여 손상이 발생된 것으로 의심되는 지역을 탐지하는 실험을 실시하였다. 실험 결과 발생된 모든 외부 충격신호에 대하여 낮은 오차범위를 가지는 결과를 보였으며, 정적하중실험동안 측정된 음향방출신호와 실제 손상 발생 위치의 비교를 통하여 새로운 신호 맵핑 기법으로 블레이드에서 발생되는 내부 손상을 매우 높은 정확도로 위치 표정이 가능함을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.101-114
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• 2025

본 연구는 터널 내에서 발생할 수 있는 차량 폭발 상황을 가정하여, 풍도 슬래브 존재 시 차량 폭발에 따른 슬래브 손상도를 평가하기 위해 수치해석적 기법을 활용하였다. 터널 내 폭발 상황을 해석하기 위해 ANSYS LS-DYNA 프로그램을 활용하였으며, Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) 기법과 Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) 재료 모델, Jones-Wilkins-Lee (JWL) 상태방정식 등을 적용하여 차량 폭발에 따른 풍도 슬래브의 손상 특성을 평가하였다. 폭발 규모 산정을 위해 총 5가지 차종 분류에 따른 이론적 TNT 등가량을 산정하였으며, 이를 기반으로 폭발 충격을 모델링하였고, 터널 풍도 슬래브의 손상 메커니즘과 손상도를 분석하였다. 또한, 슬래브 손상도와 구조적 안정성을 종합적으로 평가하여 폭발로 인한 구조물 피해를 각 차량 유형별로 확인하였다. 해석 결과, 폭발 충격량과 슬래브 손상도는 차량 유형 및 TNT 등가량에 따라 큰 차이를 보였으며, 특히 슬래브 손상도는 차량 폭발 규모에 따라 비선형적으로 증가하는 경향을 확인하였다. 이러한 결과는 터널 풍도 슬래브 구조물의 방폭 설계 기준 수립 및 구조적 안전성 향상을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 터널 내 폭발 상황에 대한 수치해석적 접근을 통해 구조물 방호 성능 평가의 새로운 방향을 제시하며, 향후 폭발 방호 설계의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.586-592
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• 2023

돼지 정액을 저장하는 동안 산화스트레스의 발생은 정자의 질과 생존에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 정액의 저장은 온도 변화, 동결보호제 등의 다양한 스트레스 인자에 노출되어 있다. 이러한 정자 내에서의 산화스트레스는 활성산소종의 생성에 의해 발생되며, 이는 지질, 단백질, DNA와 같은 세포를 구성하는 물질에 산화적으로 손상을 일으킨다. 활성산소종과 항산화물질의 균형있는 체계는 정자의 생존과 그 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 정액을 장기간 보존하게 되면 활성산소종의 수준이 증가하여 정자의 운동성, 막 온전성, DNA 온전성에 영향을 미치게 된다. 또한, 활성산소종에 의해 유도된 지질과산화 반응은 정자막의 유동성과 안정성에 영향을 미쳐 정자의 운동성을 감소시킨다. 그리고, DNA의 산화적 손상은 DNA 단편화를 일으켜 정자의 DNA 온전성을 손상시킬 수 있다. 결론적으로, 정액을 보관하는 동안 발생되는 산화스트레스는 정자의 질과 기능을 유지하는 데 중요하다. 따라서, 산화스트레스의 기본적인 메커니즘과 정자의 기능에 미치는 영향을 이해하는 것은 산화스트레스로부터의 손상을 최소화하고, 효율적이고 기능적인 정자의 저장 방법을 개선하기 위한 효과적인 전략과 연구 개발을 위해 중요할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.482-482
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• 2012

대기압 플라즈마 소스는 미생물을 살균하는 효과를 가지고 있으나 그 메커니즘에 대해서는 여전히 많은 연구가 필요한 실정이다. 우리는 본 연구에서 메커니즘 규명을 위한 시작단계로 플라즈마에 대한 미생물의 반응을 생물학적 및 물리적 분석을 통해 보고자 하였다. 연구에 사용한 미생물은 yeast인 Saccharomyces cerevisiae 이며 Ar Gas 플라즈마를 사용하였다. Yeast에 일정한 시간 동안 플라즈마를 조사한 후 세포의 생존, 모양 변화 관찰 및 DNA에 대한 영향이 분석되었고 r-FIB 장비를 이용하여 세포표면의 이차전자 방출계수를 측정하였다. 플라즈마 조사 시간에 따라 Yeast active cell의 수가 감소하며, water에 넣고 조사할때에는 YPD media에 넣고 조사한 것에 비해 급격히 감소함을 볼 수 있다. 셀의 모양 관찰 결과도 water에 넣고 조사할 때, YPD media보다 더 찌그러듬을 볼 수 있다. 플라즈마 조사량에 따라서 Water의 PH 값은 YPD에 비해 급격히 낮아짐을 보인다. pH의 값을 달리하고 SNP와 H2O2가 첨가된 water에 Yeast를 배양시킬 때, pH의 값이 낮아질수록 yeast의 생존도 감소함을 볼 수 있다. 그리고 DNA gel electrophoresis를 통해 플라즈마 처리를 하게되면 Yeast의 DNA 양이 감소하는 것을 관찰할 수 있다. 또한 플라즈마 처리를 3분 하였을 때의 Yeast 세포막으로부터 방출되는 이차전자방출계수는 다른 처리시간에 대한 값에 비하여 확연히 증가하는 것을 볼 수 있다. 이들 사실로부터 플라즈마의 효과로 인해 외부의 전자를 흡수 및 차단할 수 있는 기능을 갖고 있는 Yeast 세포막의 구조가 변형되어 손상되었음을 의미한다.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.49-55
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• 2018

본 연구에서는 그라비올라의 주성분인 nicotiflorin을 분리하고 그 아글리콘 성분인 kaempferol을 얻어 세포 보호 효과 및 그 보호 메커니즘을 규명하였다. L-Ascorbic acid 및 (+)-${\alpha}$-tocopherol을 대조군으로 하여, $^1O_2$로 유도된 세포 손상에 대해 nicotiflorin 및 kaempferol의 보호 효과를 측정한 결과 nicotiflorin < (+)-${\alpha}$-tocopherol < kaempferol 순으로 보호 효과가 증가하였다. L-Ascorbic acid는 세포 보호 효과를 보이지 않았다. 이들의 세포 보호 효과 메커니즘을 밝히기 위해 singlet oxygen 소광 속도 상수, 자유라디칼 소거 활성, ROS 소거 활성 및 적혈구 세포 침투율을 측정하였다. 실험 결과, kaempferol과 그 배당체인 nicotiflorin의 세포 보호 효과에 있어서 큰 차이는 세포막에의 침투가 가장 큰 요인으로 확인되었다. 대조군 L-ascorbic acid가 항산화능은 크지만 실험 조건에서 세포막에 침투가 잘 안되어 세포 보호 효과가 나타나지 않은 것으로 확인되었다. Kaempferol과 (+)-${\alpha}$-tocopherol의 비교를 통해 세포 침투뿐만 아니라 라디칼 소거활성 및 ROS 소거 활성도 세포 보호 효과에 기여하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 광증감 반응으로 유도된 세포막 파괴에 대한 보호작용은 항산화제들의 세포 침투, 자유라디칼 및 ROS 소거 활성이 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.188-196
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• 2021

우리 군에서 운용되는 전술차량은 한국의 지형적 특성을 고려하여 허브리덕션 포탈차축이 적용되었다. 허브리덕션은 전술차량의 차체를 높여 차량의 지상고를 확보하고 토크 증대를 통해 비포장, 야지 등 험로에서의 운용능력 향상을 목적으로 개발되었다. 전술차량은 내구도 주행을 포함한 다양한 성능시험을 거쳐 전력화 되었으나 일부 전방부대 운용차량에서 바퀴 파손 문제가 발생되었다. 바퀴 이탈은 운전자의 안전과 생명에 관련된 품질문제로 명확한 원인분석이 수행되어야 한다. 현장방문을 통한 고품분석 결과 허브를 포함한 손상 부품이 많아 조속한 원인규명이 곤란하였다. 이에 손상 부품별 고장발생 메커니즘 분석을 수행하여 문제발생이 허브에서 시작되었음을 규명하였다. 또한 파손의 근본원인이 허브 내부 이물 및 기공에 의한 균열임을 최종 확인하였다. 이를 바탕으로 특성요인도 분석기법을 활용하여 설계 및 제조, 출하단계에 걸친 품질개선안을 도출하였다. 제안된 개선안은 내구해석을 포함한 단품 성능시험 및 실차 내구도 주행시험을 통해 효과성을 검증하고 이를 반영함으로써 한국형 전술차량의 주행 안전성을 확보하였다. 끝으로 본 논문에서 제시한 고장발생 메커니즘 분석기법이 향후 군용차량을 포함한 유사 장비 품질문제 분석에 활용되기를 기대한다.