평양의 공간구조 변화와 통일 후 과제에 관한 연구

김성원 서울시립대학교 2016 국내석사

최근들어 통일이 우리 사회에 중요한 화두가 되고 있는데 남·북한 통일이 이루어지면 정치·사회·경제적 통합과 공간적 통합을 달성하는 것이 될 것이다. 따라서 체제전환이 도시지역에서 어떠한 공간적 변화를 겪게 될 것인지 미리 예측하는 것은 매우 중요한 의미가 있으며, 통일이후 혼란을 줄이기 위해서는 각 분야에서 통일 이전, 통일, 그리고 통일 이후의 과정에 대한 치밀한 전략이 필요할 것이다. 지역공간구조는 일반적으로 인구이동, 자본투자, 의사결정, 혁신의 확산이라는 공간흐름에 의하여 형성된다. 자본주의 경제에서 이윤을 추구하는 경제성의 원칙이 크게 작용하고, 경제적 활동이 공간적으로 형성한 질서이기 때문에 이러한 경제적 활동이 만들어내는 국가경제의 기본 구조가 변화한다는 것은 곧 국토·도시공간의 구조변화와 직접적으로 연결될 수밖에 없다. 그러나 북한은 공산주의경제, 즉 계획경제이다. 따라서 경제는 관료기구에 의해 통제되는 관료적 조정에 의해 지배되고, 경제조정이 국가 관료기구에 의해 계획적으로 이루어진다. 사회주의 체제에서 자본주의 체제로의 변화를 겪은 도시들은 상당한 정도로 도시변화과정을 겪고 있다. 특히 서비스 산업의 발전, 공업지역의 쇠퇴 현상이 나타나고 있으며, 인구의 감소, 교외화에 따른 도시 확산, 난개발, 도시 인프라 및 주택 부족 등의 현상이 나타나고 있다. 본 연구에서는 평양의 공간구조 형성 요인 및 평양의 특성을 살펴보고, 북한보다 앞서 체제전환이 이루어진 독일의 라이프치히, 드레스덴, 에어푸르트 사례를 인구, 산업, 토지이용의 측면에서 분석한 후, 그 분석을 토대로 한반도 통일 이후 평양의 변화를 전망하였다. 또한 새터민 인터뷰 등을 참고하여 평양의 바람직한 도시 계획 방향에 대하여 제안하였다. 본 연구에서 제시한 평양의 변화 전망과 도시계획적 제안은 통일 후 북한이 자본주의 체제로의 전환을 전제할 때 평양을 어떻게 계획하는 것이 바람직한 변화를 추구할 것인가에 초점이 있다. 연구 결과 통일 후 평양의 인구는 증가될 가능성이 높다. 그러면서 도시 외곽지역에 대형 주거단지들이 들어서고 도심부는 상업, 업무 용도로 변화하여 현재의 직주근접은 사라져 직주분리 현상이 나타날 것으로 전망하였다. 그러면서 자연스럽게 도로 및 교통시설이 발달하고 교통의 결절점마다 상업지역 형성될 것으로 내다 봤으며 신도시 건설로 인한 도시의 다핵화, 다극화까지 전망하였다. 본 연구에서는 첫째, 제한적 개발을 통한 평양의 주요 공간 또는 건축물의 보존, 둘째, 녹지 훼손 방지를 통한 생태도시 평양, 셋째, 관광서비스중심의 평양, 넷째, 첨단부문중심의 평양, 마지막으로, 가칭 「북한 개발 특별법」 제정을 제안한다. 본 연구는 평양지역 공간계획을 위한 첫 걸음으로서 그 의미가 크다고 할 수 있다. 본 연구를 토대로 평양의 종합적 개발을 위한 논의가 본격적으로 시작되길 기대해본다. Recently reunification has become an important issue in Korea. Reunification will realize the political, social, and economic integration and spatial integration. Therefore, it is very important to estimate spatial changes the urban areas would experience and we need a detailed strategy for before, during and after reunification to reduce confusion. Regional spatial structure is generally formed by a spatial flow that includes population shift, capital investment, decision making and expansion of innovation. Because the economic principle to seek for profits plays an important role in capitalism and the economic activities is formed in space, the change of national economic structure os directly connected to spatial changes of the land and urban areas. However, North Korea is a communism country which pursues planned economy. Therefore the economy is ruled by a bureaucratic system, and the system controls the economy upon a plan. Cities that moved from socialism to capitalism are experiencing urbanization considerably. Especially there are development of service industry and decline of industrial areas along with decline in population, expansion of cities due to sub urbanization, plan-less development, and lack of city infra and houses. This study was aimed at studying factors of spatial structure of Pyeongyang, analyzed examples of Leipzig, Dresden, Erfrut in Germany that experienced systemic change earlier than North Korea and prospecting the changes of Pyeongyang after reunification of the Korean peninsula. Referring interviews North Korean defectors, the study also suggested a desirable plan for Pyeongyang. The study focused on what would be the desirable change in Pyeongyang premising its shift to capitalism by prospecting the change and the city plan. The result showed that there was possibility of increase of population in Pyeongyang after reunification. Large housing complexes will be located in the boundary of the city with the center changing to be a commercial and business are that would lead to separation of working area from housing area. The transportation and traffic facilities would naturally develop and there would be commercial areas in each traffic node and the study even prospected the multi-nucleation and multi-polarization. The study suggests; preservation of important space or architecture of Pyeongyang through limited development; ecological city Pyeongyang by protecting greens; developed tourism service in Pyeongyang; Pyeongyang with the latest technology; and a law tentatively named 「Special Act on Development of North Korea」. The study is significant as the first step for spatial plans for Pyeongyang. The study expects a discussion for comprehensive development of Pyeongyang to begin based on the study.

이종골 이식을 동반한 지르코니아와 타이타늄 임플란트의 골유착에 관한 연구

김성원 단국대학교 대학원 2011 국내박사

최근에 소개된 지르코니아는 뛰어난 기계적 성질을 가지고 있고 주변 조직과 생체적합성이 우수하며 치아와 유사한 색상을 지니고 있어서 타이타늄을 대체할 수 있는 재료로 소개되고 있다. 본 연구에서는 골 결손부에 이종골 이식과 함께 식립한 지르코니아 임플란트의 골유착에 대한 기계적 안정성과 조직학적 반응을 타이타늄 임플란트와 비교하고자 하였다. 6마리 돼지의 경골에 인위적으로 형성한 골 결손 부위에 대조군인 18개의 상용 타이타늄 나사형 임플란트와 실험군인 18개의 샌드블라스팅한 지르코니아 (Y-TZP) 나사형 임플란트를 각각 식립하고 이종골을 이식 후 흡수성 차폐막을 적용하였다. 식립 1주, 4주, 12주 후에 각각 2마리씩 희생시켜 조직 시편을 제작하였다. 식립 직후와 식립 1주, 4주, 12주 후에 각각 페리오테스트를 이용하여 임플란트의 안정성을 측정하였고, 광학현미경으로 조직학적 관찰과 조직계측학적 분석을 하였으며 주사전자현미경으로 임플란트의 표면 특성과 골-임플란트 계면을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 페리오테스트를 이용한 임플란트의 안정성 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었고, 주 간 비교에서 대조군과 실험군 모두 1주와 4주 사이, 1주와 12주 사이에서 각각 유의한 감소를 나타내었다 (p<0.05). 2. 광학현미경에 의한 조직학적 분석 결과, 대조군과 실험군은 4주에 이식골의 재흡수와 조골세포의 활발한 활동에 의해 신생골이 형성되기 시작하였고, 12주 이후에는 임플란트 표면에 신생골이 많이 채워지는 양상을 관찰할 수 있었다. 3. 골-임플란트 접촉률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 있었으며 (p<0.05), 특히 4주와 12주에서 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 주 간 비교에서 대조군은 1주와 12주, 4주와 12주 사이에서 유의한 증가를 보였고 (p<0.05) 실험군은 각 주 사이에 유의한 차이가 없었다. 4. 골 면적률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다. 주 간 비교에서 대조군이 1주와 12주 사이에서 유의한 측정값의 증가를 보였고 (p<0.05) 실험군은 각 주 사이에 전부 유의한 차이가 있었다 (p<0.05). 5. 주사전자현미경 관찰 결과, 대조군은 균일한 다공성의 거친 표면을 나타냈고 실험군은 무정형 입자들이 불규칙하게 산재된 표면을 보여 주었다. 각 군 모두 4주에 임플란트 표면과 골 조직 사이에 빈 공간이 관찰되었고 12주에는 일부 공간에서 골 조직으로 채워진 양상을 보였다. 이상의 결과로 볼 때, 차폐막을 이용한 이종골 이식을 동반하는 경우 본 실험에 사용된 지르코니아 임플란트의 골-임플란트 접촉률은 양극산화 표면처리를 한 타이타늄 임플란트에 크게 미치지 못하므로 지르코니아 임플란트의 실용화를 위해서는 표면 처리 방법 등에 대한 지속적인 연구를 통한 개선이 필요하다고 사료된다. Statement of problem : Titanium is the most popular bioactive material in dental implants, but zirconia introduced recently also has excellent mechanical properties, the biocompatibility with the peripheral tissue and the color similar to natural teeth. Purpose : The purpose of this study was to compare zirconia implants with titanium implants from the view point of biomechanical stability and histologic response on osseointegration when those were placed with xenograft. Materials and methods : Specimens were divided into two groups; the control group was experimented with eighteen titanium implants which had anodized surface and the experimental group was experimented with eigthteen sandblasted zirconia (Y-TZP) implants. At the tibias of six pigs. implants were installed into bone defect sites prepared surgically and treated with resorbable membranes and bovine bone. Two pigs were sacrificed after 1, 4 and 12 weeks respectively. Each implant site was sampled and processed for histologic and histomorphomet- ric analysis. The stability of implants was evaluated with a Periotest??, and the surface characteristics of each implant and the interface between bone and the implant were observed with scanning electron microscope. Results : 1. Stability analysis with a Periotest??: There was no significant difference between periotest values of the control group and the experimental group. 2. Histologic analysis with a light microscope: After 4 weeks, there was new bone formation with the resorption of bovine bone and the active synthesis of osteoblasts in both groups. The surfaces of each implant mostly were covered with bone formed newly at 12 weeks. 3. Bone to implant contact percentage (BIC): There was significant difference in BIC between the control group and the experimental group (p<0.05). BIC of the control group showed significant increase between 1 and 12 weeks and between 4 and 12 weeks (p<0.05), and that of the experimental group exhibited no significant difference between each week. 4. Bone area percentage (BA): There was no significant difference in BA between the control group and the experimental group. BA of the control group increased significantly between 1 and 12 weeks (p<0.05), and that of the experimental group showed significant difference all between each week (p<0.05). 5. Analysis with a scanning electron microscope: The titanium implant showed a rough surface with regular sized pores compared to the surface with amorphous irregular crystal structure on the zirconia implant. In both groups, there was a gap between bone and a surface at 4 weeks and it was filled up with bone formed newly at 12 weeks. Conclusion : When accompanied by xenograft using membrane, bone to implant contact percentage of zirconia implants used in this experiment was significantly less than that of the titanium implants by surface treatment of anodic oxidation. So, it is considered that the improvement of zirconia implant is needed through ongoing research on surface treatment methods for its practical use.

Modified schwarzschild solution for an oblate spheroidal body/d金聖源 著

김성원 한국과학원 1980 국내석사

발주자를 위한 린 기반의 관급공사 관리 적용성 분석 및 관리 방안 제시

김성원 경남대학교 대학원 2010 국내석사

현재 국내의 공공부문의 건설사업 발주규모는 점진적으로 발전하고 있는 추세이다. 이러한 추세에서 공공 발주 프로젝트의 규모 또한 점점 거대해지고 있으며 사업의 특성 또한 전문화되어 가고 있는 실정이다. 이처럼 공공발주가 거대화, 전문화 되어가고 있는 시점에서 공공발주자의 프로젝트 관리능력에 대한 효율성 및 책임성에 대하여 새로운 접근이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 발주자의 관리 역량에 집중하여 현 실태의 조사 및 분석을 통해 린 원리를 적용한 프로세스의 여러 절차를 통해 보다 나은 관리 방안을 제시해 보았고 그에 따른 적용가능성을 알아보았다. 그러기 위해서 현재까지 발표되어진 해외 사례 중심의 린 건설에 대한 개념 및 주요원리를 고찰하여 린 원리를 적용한 프로세스 모델에 대한 기초 연구(린 작업일괄 통합도구)를 하였다. 또한 전문가 면담을 통하여 발주자를 상대로 나타나는 문제점에 대하여 린 원리를 적용한 프로세스의 개념이 도입된 발주자 중심의 프로젝트 관리 방안을 제시하고 그에 따른 적용 가능성을 제공함으로써 제시된 관리 방안은 시공업자 뿐만 아니라 발주자에게 있어서도 사전 계획적 측면과 시공관리 및 공정관리에 제공되는 현장 관리적 측면, 문서 관리적 측면의 발주자의 업무 역량 수준의 향상을 제공해줄 수 있을 것으로 판단되어 진다. 또한 발주자는 이러한 관리방안의 실행 수준에 대하여 주기적이고 지속적인 관리 및 검토를 통하여 원도급업체 및 전문하도업체들에게 동기부여를 해줌으로써 원도급업체 및 전문하도업체에게만 의존하던 프로젝트에 대한 효율적인 관리를 발주자가 주도하는 관리로의 변화를 이끌어 내는 계기가 될 것이다. 발주자 및 프로젝트 이해 당사자간 효율성있는 프로젝트 관리에 대하여 환기(喚起)시키고 이에 대하여 교육 및 훈련이 된다면 차츰 이러한 효율적인 프로젝트 관리에 대하여 자연스럽게 산업 전반에 보편화 될 것이다. 그리고 제시된 프로세스를 통하여 축적된 자료는 점차 데이터베이스화 되어 유사한 사업의 프로젝트 관리에 상당한 이점을 제공하는 자료로 활용되어 질 수도 있을 것이며 이러한 자료의 축적은 발주자의 역량 강화라는 큰 효과를 가져다 줄 것으로 기대되어 진다. 나아가 공공발주는 국가적인 재산권의 행사이니만큼 제시된 관리 방안을 적극 도입 및 권장하여 선진국 수준의 발주자 프로젝트 관리 시스템을 구축해 나가야 할 것이다. Today, construction business domestic order scale of the public sector is gradually on the rise. With such a trend the scale of public projects are also becoming progressively more grand, and characteristics of the business are also becoming specialized. When public orders become larger and more specialized, it is when a new approach needed toward efficiency of the government owner’s project management skill as well as their responsibility. In this study, an improved management direction was presented through many process steps using the Lean Principle through research and analysis of current conditions by concentrating on the government owner’s management capacity. In order to do so, concepts and key principles of Lean Construction that has been in the center of foreign cases published to date were carefully observed and a basic study(Lean Work-Package Tool) based on a process model applying the lean principle was conducted. In addition, through interviews of professional, a government owner-centered project management plan with lean principle applied process concept was presented and by also providing applicable possibilities, the presented management plan, it will be able to provide enhancement of work capacity in the pre-planning aspect as well as on site management aspect such as construction and process management, and also document management for not only the construction company but also for the government owner. Also the government owner can motivate their contractors and subcontractor through continuous periodical management and evaluation of work standards of the management system for a chance to induce changes from efficiency management of projects that used to only rely on contractors and subcontractors to management that is led by the government owner. If efficient project management can be circulated between the government owner and those who understand the project and if training and education can be conducted, efficient project management such as this will naturally become widely used and standardized in the industry. Also, data accumulated through the presented process in a database form will perhaps be used to provide data that provide significant advantages in project management of similar businesses and accumulation of such data will bring a great effect of government owner capacity strengthening. In the future, as much as public orders are event of national assets, implemented of the presented management plan is strongly encouraged and a government owner project management system of the advanced country standard will need to be established.

GIS 기반 무선 센서 네트워크에서Heat-map을 이용한 Coverage 가시화

김성원 원광대학교 일반대학원 2010 국내석사

By configuration of the sensor node that utilizes the wireless service in constructing the network and collecting the data, the WSN has been researched on the technology to be utilized as the various services such as disaster alarm, healthcare, and military defense. Since the low power plan for extending the lifetime of the battery is considered to be important for the WSN, the various WSN simulators that design and verify the efficient packets were developed. In this paper, to overcome the limitations of the existing simulators that is represent to the coverage by binary model-limited to the sense where existence and nonexistence sense, to propose the CROWD that represented to nodes sense by Heat-map. For it , The CROWD executes a simulation of the sensor network using a virtual sensor network and multi moving object, indicates reduced energy by current consumption at the supplied battery to node power and provides environment that represent detection probability of the sensor by Heat-map. The CROWD executes a life prediction of the whole sensor nodes, coverage measurement by maximum detection scope and detection probability at nodes and life prediction using colors on the map of two dimensions. WSN은 무선 통신을 사용하는 센서 노드를 이용하여 네트워크를 구성하고, 정보를 수집함으로써 재해경보, 헬스케어, 군사방어 등의 다양한 서비스로 활용할 수 있는 기술로 각광받고 있다. WSN은 배터리의 수명을 연장하기 위한 저전력 동작설계가 중요하기 때문에, 효율적인 패킷을 설계하고 검증하는 다양한 WSN 시뮬레이터들이 개발되었다. 본 논문은 기존의 시뮬레이터가 coverage를 표현함에 있어 바이너리 모델을 사용하여 단순히 탐지 유무만을 표현하는 한계를 극복하고자 Heat-map을 이용한 노드의 탐지 확률을 표현함으로 기존 바이너리 모델을 확장하여 노드의 수명을 가시화 하는 CROWD를 제안한다. 이를 위해 CROWD는 가상 센서 네트워크와 다중 이동객체를 이용한 센서 네트워크의 시뮬레이션을 수행 하고, 노드 전원으로 공급된 배터리에서 전류 소모에 의해 감소한 에너지를 표시하는 동시에 Heat-map으로 센서의 탐지 확률을 표현하는 환경을 제공한다. CROWD는 전체 센서 노드의 수명 측정, 최대 탐지 범위를 이용한 coverage 표현, 2차원 맵에서 색을 이용한 노드 탐지 확률 표현 및 수명 예측을 수행한다.

콘크리트 표준시방서의 신뢰성 수준변화 및 설계방법 연구

김성원 대구대학교 2010 국내석사

과거 허용응력설계법의 과설계에 따른 경제적 손실을 절감하기 위한 방안으로 강도설계법이 선호되고 있으나 실제 설계여건을 충분히 고려하지 못한다는 한계를 가지고 있다. 이에 구조물의 설계와 해석에서 신뢰성이론의 적용사례가 증가하고 있으며, 관련연구가 활발히 진행되고 있지만 국내의 경우 명확한 규준이 존재하지 않고, 실제적용사례가 부족하여 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 현재까지 개편된 콘크리트 표준시방서의 신뢰성 수준변화를 분석하고 변동계수가 신뢰성에 주는 영향을 연구하였다. 신뢰성 해석방법은 AFOSM을 사용하였고, 통계자료의 정확한 값이 신뢰성 수준에 미치는 영향을 알아보기 위해 변동계수변화에 따른 신뢰성 수준을 고찰하였다. 신뢰성 수준변화를 고려함으로써 알맞은 목표신뢰성 지수를 설정할 수 있으며, 경제성과 안전성을 확보하고 소정의 신뢰성수준을 만족할 수 있는 하중계수와 강도감소계수를 구하는데 활용할 수 있다. 또한 변동계수가 신뢰성에 미치는 영향을 통하여 변수들의 특성 및 통계자료 축적에 관심을 가져야 할 것으로 분석된다. 그리고 제시한 철근콘크리트 보에 대한 신뢰성 휨설계 방법은 다른 구조요소의 신뢰성설계에 적용할 수 있으며, 신뢰성 설계방법이 강도설계법보다 합리적인 것으로 나타났다. 본 연구는 변화하는 시방서의 신뢰성수준과 변동계수에 따른 변화데이터를 분석함으로써 신뢰성설계의 기초자료로 활용가능하고, 간단한 신뢰성 설계과정을 제시함으로써 신뢰성설계의 보편화에 이바지 할 것으로 기대된다. The strength design method in an existing design criterion, can not consider the uncertainties of load and strength quantitatively. Recently, a number of studies the use of reliability theory is increase in the design and analysis of structures. This study presents the simple design process of that is intended preset some basic material needed for the reliability based design and provides a simple design process. In addition, this study examines the influence of coefficient variation on the reliability levels. In this study, the change in reliability levels of concrete standard specification is examined by using AFOSM, which is an analysis method for reliability levels. Target reliability index could be established taking change in reliability levels of standard specification into consideration. From observing the change of reliability level this study could be concluded that the target reliability index can be utilized in obtaining load factors and strength reduction factors. From this study it is also found that the statistical data collection is necessarily for a more accumulation reliability level. In this study, a reliability design method of a reinforced concrete beam of bending is presented and it is found that the material can be applied to the design of other structural method. From this result, the reliability design method is found more appropriate than the strength design method. It is conclude that this study is expected th contribute of the generalization of the design method based on the reliability.

Er : YAG 레이저 조사가 수산화인회석 코팅 임플란트 표면 미세구조 및 거칠기에 미치는 영향

김성원 경희대학교 대학원 2010 국내석사

미세물분무 소화시스템을 적용한 PPV의 화염억재 및 급속배기효과

김성원 忠北大學校 2003 국내석사

마이크로 입자분사에 의한 티타늄합금의 표면개질과 플라즈마 이온주입 특성

김성원 慶南大學校 2010 국내박사

The characteristics of titanium alloy as a relatively advanced material is low density, avirulent and, superior corrosive resistant, therefore the use of titanium alloy is increasing lately in aerospace and mechanical technologies, precision machinery, electronics industry, petro-chemical industries and biomedical areas. Especially, The most noted chemical property of titanium is excellent resistance to corrosion, capable of withstanding harsh attack by chloride ion in the body. In addition, titanium is biocompatible, nontoxic, harmless and does not produce stress corrosion breaking, which is indicated as main flaw of stainless steel. So it is in the spotlight in medical field as metallic biomaterial in dental implants, bone substitutes, artificial joints and etc. For the successful osseointergration, this biomaterial has proper surface energy, oxidation thickness, chemical composition and surface roughness. Among these, medical experiments have reported that micro surface roughness plays a critical role to increase a bonding area for strong adhesion to basic material. In these days, the titanium alloy product is required various surface qualities of not only smooth surface but also rough surface depending on usages. In this paper, micro-abrasive blasting to titanium and titanium alloys using precision abrasive aluminum oxide powder has been studied to find out the possible processing conditions to influence surface roughness. Various experiments have been conducted to get the optimum blasting condition, and various levels of surface roughness. Also, the surface ingredients have been analyzed after plasma source ion implantation to workpiece with and without micro abrasive blasting. According to blasting experiments with variables of a nozzle size, abrasive grain size, working pressure and stand off distance, the blast processing has not occurred in the condition of 10 ㎛ in micro abrasive size of aluminium oxide, 1.5㎜ in a nozzle size, 30seconds of working time, and 30㎜ in stand off distance, when conducting fixed micro-abrasive blasting to a square workpiece. At the same time the thermal deformation of the workpiece has occurred with under cuts, which ended up failing to measure the surface roughness When an abrasive size of 50 ㎛ and working pressure of more than 50psi were given under the same processing condition, the value of surface roughness has sharply increased and the workpiece has got damage, which failed in normal surface treatment processing. To get around 2㎛ of surface roughness, it is appropriate to conduct blasting with 10㎛ of micro abrasive aluminium oxide, 10 seconds of working time, 25~100(psi) of working pressure and 50~70(㎜) of stand off distance. When conducting a powder blasting to a spinning cylindrical workpiece in the condition of 0.76~1.5(㎜) in nozzle size, 1~5(atm) in working pressure, and 40~100(㎜) in stand off distance, the value of surface roughness becomes under 0.283㎛, which is not enough to expand a bonding area. In the case of horizontal transfer blasting with 0.76㎜ of nozzle size, 100㎜ of stand off distance, and 2atm~5atm of working pressure, 0.5 ~0.7㎛ of surface roughness has achieved regardless of feed rate. When performing micro abrasive blasting using aluminum oxide to spinning cylindrical workpiece with 1.5㎜ of nozzle size and 500kpa of working pressure, the maximum 4.98 weight % of Al2O3 power has been soldered and the weight % did not increase more than that regardless of the pressure increase. In addition, when plasma source ion implantation on the workpiece after abrasive blasting with a high pressure, nitrogen formed a compound with titanium and brought into surface modification. In this case, the amount the nitrogen compound on the workpiece was about 1.5~3(At. %) times more than the one which was implanted with plasma source ion without abrasive blasting, which resulted in the effect of surface modification. 티타늄과 티타늄 합금이 공업적으로 실용화되기 시작한 것은 다른 금속에 비하여 비교적 최근의 일이다. 그러나 티타늄의 여러 가지 기계적, 화학적, 물리적 성질이 다른 금속재료에 비하여 우수한 부분이 많아 최근에는 정밀기계, 전기·전자, 화공, 우주항공, 스포츠, 생활용품, 의료 분야에 이르기까지 그 용도가 크게 증가되어 가고 있다. 특히 티타늄은 다른 생체금속에 비하여 비강도가 우수하고 뼈에 가장 가까운 탄성계수를 가지고 있으며 체내의 염소 이온 등에 의한 가혹한 부식 환경에 대한 내식성이 강하고, 생체 친화성이 우수하여 무독 무해하고, 스테인레스강의 결점인 응력 부식에 의한 파괴도 없어 생체 재료로 주목을 받아 치과용 재료인 임프란트, 인공골, 인공 관절 등의 보철용 금속 생체 재료 등 생체의학 분야에서도 다양한 용도로 사용되고 있다. 이러한 생체재료가 생체 내에서 충분한 골유착을 하기 위해서는 표면에너지, 산화막의 두께, 화학적 조성, 표면거칠기 등이 있으며, 이중에서도 모재와의 접착력 강화를 위한 표면의 접착 표면적의 증가를 위하여 미세 거칠기가 골유착의 결정적인 역할을 하는 중요한 요소임이 의료학계의 실험 결과로 보고되고 있다. 정밀 기계가공에서는 평활한 표면거칠기를 요구하는 것이 일반적이나 생체재료의 경우에는 기계, 화학적 성질의 손상이 없으면서 최적의 골유착을 얻기 위해서는 적절한 수준의 거친 표면거칠기를 가져야 할 필요가 있으며 이를 위하여 기계적인 금속표면처리 방법인 입자분사가공과 화학적인 방법 등 다양한 연구들이 시도 되고 있다. 본 연구에서는 이를 위하여 티타늄과 티타늄 합금의 소재에 정밀 산화알루미늄 입자를 이용한 미세입자 분사가공을 실시하여 가공 조건이 표면거칠기에 미치는 영향을 규명하며 분사가공 시 필요한 최적의 분사조건의 선정과, 다양한 표면 거칠기를 취득하기 위한 실험을 수행하였으며, 미세입자 분사가공 전·후의 시편에 플라즈마 이온 주입을 실시하여 표면의 성분을 분석하였다. 노즐의 크기, 연마입자의 크기, 분사압력, 분사거리를 변수로 하여 분사가공을 실시한 결과 사각시편의 표면에 미세입자 고정 분사가공을 실시할 경우 마이크로 연마제 산화알루미늄의 입자크기 10 ㎛, 노즐크기가 1.5㎜, 작동시간이 30초, 분사거리 30㎜에서는 미세입자 분사가공이 이루어지지 않고 시편에 심한 열적 변형과 함께 under cut이 발생 하여 표면거칠기 측정이 불가능하며, 동일한 가공조건으로 입자크기 50 ㎛의 연마제를 사용할 경우 작동압력이 50psi 이상이 되면 급격하게 표면거칠기값이 증가하고 시편에 손상을 가져오므로 정상적인 표면처리 가공이 곤란함을 알 수 있었다. 2㎛이내의 표면거칠기를 얻기 위하여서는 마이크로 연마제 산화알루미늄의 입자크기 10㎛, 작동시간 10sec, 작동압력 25~100(psi), 분사거리 50~70(㎜)의 가공 조건으로 분사가공이 손상없이 가공이 가능한 영역이었다. 원통형 시편의 경우 회전 이송 하며 미립 분사가공을 실시할 경우에는 노즐의 크기 0.76~1.5(㎜), 분사 압력 1~5(atm), 분사거리 40~100(㎜)의 범위에서는 0.283㎛이하의 표면거칠기값을 보이므로 이를 통하여 표면의 접촉면을 확대하기 위한 거친 표면거칠기값을 얻을 수는 없으며, 수평 이송 분사가공의 경우 노즐크기 0.76㎜, 분사거리 100㎜의 조건에서는 이송 속도에 관계없이 2atm~5atm의 분사압력에서 0.5~0.7㎛의 표면 거칠기를 얻을 수 있으며 이송속도는 표면거칠기값의 변화에 영향을 미치지 못하였다. 원통형 시편에 산화알루미늄 분사재로 미립 입자 분사 가공을 실시하고 SEM과 EDS분석 결과 노즐크기 1.5㎜, 작동압력 500kPa으로 분사 가공한 시편의 표면에 최고 4.98 weight %의 Al2O3입자가 소착함을 확인할 수 있으며 압력이 증가하여도 그 이상은 증가하지 않는다. 또한 고압으로 입자 분사 가공을 실시한 후 시편에 플라즈마 이온주입을 실시하면 소재의 표면에 질소가 티타늄과 화합물을 형성하여 표면 개질을 가져온 것으로 분석되었고, 이 경우 입자 분사가공을 실시하지 않고 플라즈마 이온 주입을 실시한 시편보다 질소화합물의 생성이 약 1.5~3배(At. %) 증가하여 표면개질의 효과를 나타냄을 알 수 있다. 이 때 직경이 큰 노즐보다 미세한 노즐, 저압보다 고압에서 입자 분사 가공한 시편이 이온 주입 효율이 높음을 알 수 있었다.

건축 자재의 인력물자취급작업시 몸통 비틀기에 따른 신체자세변화에 대한 연구

김성원 한남대학교 일반대학원 2010 국내석사

인력물자취급 작업에서 다양한 중량물의 취급은 신체적인 부담과 직업성 요통을 증가시키고 있다. 특히 대기업에 비해 중소기업과 같은 중소규모사업장에서 재해방지대책의 미흡으로 인해 재해 발생비율이 증가하고 있다. 본 연구에서는 중소규모사업장 중 건축 자재 산업에서 빈번하게 발생되는 운반 및 정리 작업과 같은 인력물자취급 작업을 대상으로 신체자세동요에 대해 알아보고자 하였다. 신체자세변화를 알아보기 위해 건축 자재 산업에서 대표적인 인력물자취급 작업인 양손을 이용한 연속적인 몸통 비틀림 작업을 대상으로 신체 압력중심(COP: center of pressure)의 동요정도를 측정하였다. 분석결과, 작업대상물의 무게가 5kg 일 때는 작업대상물의 위치가 45°이상에서 10kg 일 때는 60°이상에서 신체자세의 균형능력이 유의하게 저하되는 것으로 나타났다. 본 실험의 결과는 보다 향상된 인간공학적 작업자세 평가기법을 개발하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Various heavy tasks in the Manual Material Handling (MMH) increase a physical workload and an occupational low back pain. Especially, a rate of accident occurrence is growing due to the lack of counter measures of accident prevention in the small and medium sized enterprises compared to large enterprises. This study was performed to investigate effects of postural stability on manual material handling tasks like carrying and arrangement tasks that are occurred frequently occurred in the construction materials industry among small and medium enterprises. The degree of postural sway on a center of pressure (COP) was measured to determine changes on postural stability of continuous twisting tasks of trunk with both hands which is representative manual materials handling in the construction materials industry. Results showed that the postural sway length was increased as material weight 5kg in the 45°or more, 10kg in the 60°or more. The results of this study are expected to be used as the basic data for developing the more improved ergonomic working posture evaluation technique.