• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.421-428
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• 2018

프리프레그 압축 성형(PCM, Prepreg Compression Molding) 공정을 최적화 하기 위해서 성형 해석을 통해 공정 시 나타날 문제를 사전에 예측할 필요가 있다. 해석 정확도를 높이기 위해서는 성형 물성을 구할 때 정확한 물성 측정이 필요하다. 그러나 대부분의 연구는 프리프레그의 압축 물성을 따로 구하지 않고 인장 물성과 동일하다고 가정하여 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 성형 해석의 정확성을 높이기 위해 섬유의 면내 압축 물성 실험법을 제시했으며 측정 결과, 섬유의 압축 강성은 인장 강성에 비해 약 $10^{-2}$배 낮게 측정되었다. 실제 프리프레그의 성형성을 모사하기 위해 경사면($110^{\circ}$)을 갖는 정사각형 컵 금형을 설계 및 제작하였고 이를 이용한 프리프레그 고온 압축 성형성 평가를 수행하였다. 압축 물성 영향성 확인을 위해 금형 내 취약 지점으로 예상되는 각 코너 부근에서의 전단각을 측정하였으며 동일한 위치에서의 해석 결과와 실험 데이터를 비교하였다. 비교 결과 섬유의 압축 물성이 반영된 해석 결과에서 실험값과 유사한 패턴이 관찰되었으며 면내 압축 물성 반영이 성형 해석결과의 정확도를 향상시키는 것을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.597-605
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• 2015

본 연구에서는 동일 설계기준 강도를 목표로 혼화재의 종류 및 치환율을 달리하여 콘크리트 배합설계를 실시하였으며, 이에 따른 혼화재의 종류가 고강도 콘크리트의 내화성능에 미치는 영향을 검토하고자 ASTM E119의 표준가열온도 곡선에 따른 내화시험을 실시하였다. 그 결과, 고로슬래그를 치환하는 경우 폭렬량이 현저히 저감되는 것으로 나타났으며, 실리카흄을 추가하여 치환하는 경우 폭렬량이 가장 많은 것으로 나타났다. 특히 실리카흄을 단독으로 치환하는 경우 비교적 양호한 폭렬량을 나타냈으나, 고로슬래그와 함께 치환한 시험체의 경우 분말도가 높은 실리카흄이 공극을 밀실하게 함으로써 수증기압의 증가로 인해 폭렬량이 증가한 것으로 판단된다. 또한, 실리카흄을 5% 치환한 시험체의 경우, 고로슬래그 치환율이 증가함에 따라 상대적으로 큰 공극량은 감소하고 미세공극량이 증가함으로써 폭렬량 또한 증가하는 결과를 나타냈다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.74-83
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• 2020

A number of so-called 'Type IV' cracking was reported to occur at the welded joints of the P91 steel or P92 steel reheat steam piping systems in Korean supercritical thermal power plants. The reheat steam piping systems are subjected to severe thermal and pressure loading conditions of coolant higher than 570℃ and 4MPa, respectively. In this study, piping analyses and design evaluations were conducted for the piping system of a specific thermal plant in Korea and suggestions were made how structural integrity could be improved so that type IV cracks at the welded joints could be prevented. Integrity evaluations were conducted as per ASME B31.1 code with implicit consideration of creep effects which was used in original design of the piping system and as per nuclear-grade RCC-MRx code with explicit consideration of creep effects. Comparisons were made between the evaluation results from the two design rules. Another approach with modification or reduction of the redundant supports in the piping systems was investigated as a tool to mitigate thermal stresses which should essentially contribute to prevention of Type IV cracking without major modification of the existing piping systems. In addition, a post weld heat treatment method and repair weld method which could improve integrity of the welded joint of P91 steel were investigated.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.105-108
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• 2008

교량의 내진설계에 적용되는 지진격리받침은 초창기 외국제품 수입에서 시작하여 현재는 국내업체의 자체 생산도 가능한 단계에 이르렀다고 할 수 있지만 지진격리받침의 극한적 조건에서의 특성에 대한 고찰은 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 다양한 지진격리받침 중에서도 많은 적용 사례가 있는 적층고무형태를 대상으로 하여 지진격리받침이 전단수평력을 받아 파괴에 이르는 전단파괴, 지진격리받침의 장기적 특성변화를 유발하는 노화, 크리프가 지진격리받침의 특성에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 실험을 통한 실제적인 고찰이 이루어질 수 있도록 적층고무형 지진격리받침을 실제로 제작하였고 설계수직하중을 재하한 상태에서 전단파괴에 이르도록 전단변위를 가하였다. 그리고 고무재료의 노화에 의한 특성과 영향을 분석하고자 노화촉진을 위한 고온 환경에 지진격리받침을 일정시간 노출시킨 뒤 노출 이전에 측정한 특성에 비해 얼마나 변화하였는지 비교 분석하였다. 아울러 고정된 수직하중을 받는 상태에서 고무재료의 크리프 발생으로 지진격리받침의 높이가 영구적으로 변화 할 수 있는데 받침의 수명을 고려하여 60년 후의 크리프량을 추정하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.105-109
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• 2007

로켓 노즐 유동해석에는, 전산 유체 역학 코드와 결합된 동결 유동 해석, 화학 평형 해석, 화학 비평형 해석이 사용되어진다. 고온 로켓 엔진 노즐의 설계에서, 동결 유동 해법과 동일한 수치적 특징을 가지는 화학평형 해석은 노즐의 열역학적 최대 성능을 예측하는 효율적인 설계 도구가 될 수 있다. 본 연구에서는 30톤급 KARI 액체 로켓 엔진 노즐에 대하여 동결유동 해석 및 화학평형 유동 해석을 수행하였다. 유동 해석 결과에 기초한 30톤급 KARI 액체 로켓 엔진 성능 평가는 노즐에서의 열화학적 특성에 대한 이해와 노즐의 성능을 제공할 것이다.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.174-179
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• 2021

유체 이송에 사용되는 강재 파이프는 신설과 도장, 또는 부식과 노후화로 인한 제반 시설 보수에 거대한 규모의 시간과 비용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 강재 파이프의 대체재로, 내부식성과 내화학성이 우수한 탄소섬유강화복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 파이프 구조의 최적화 설계를 수행하였다. 헬리컬 패턴 표면에 후프 패턴을 혼합적층하여 내구성을 향상시켰으며, 수분 환경에서의 에폭시 흡습 현상을 억제하기 위해, 할로이사이트 나노튜브(Halloysite Nanotube, HNT)를 첨가하였다. HNT/CFRP 파이프는 필라멘트 와인딩 공정으로 제작하였으며, 기계적 물성 시험과 70℃ 고온 증류수 환경하에서 흡습 시험을 진행하였다. 그 결과, 파이프 두께의 0.6%에 해당하는 후프 패턴의 적층 시, 가장 우수한 물성을 나타냈다. 또한 0.5 wt.% HNT 첨가 시 상대적으로 높은 내흡습성을 가졌으며, 층간 계면에서의 박리 현상이 지연되어 가장 낮은 강도 저하율을 보였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.61-72
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• 2002

본 연구에서는 마샬 배합설계법을 이용하여 섬유와 아스팔트 바인더의 적정한 양을 결정한 후 마샬 공시체를 제작하였다. 제작된 공시체를 이용하여 3단계의 온도(5, 20, 60$^{\circ}C$)하에서 간접인장강도 시험을 수행한 후 물성을 측정하여 기존의 아스팔트 혼합물(밀입도 20)과 섬유보강 아스팔트 혼합물 사이의 기계적 특성을 비교 분석하였다. 특히 혼합물의 소성 변형에 대한 저항성을 평가하기 위하여 휠트랙킹 시험을 실시하였다. 시험결과 전체적으로 재래식 밀입도 20 아스팔트 혼합물보다 섬유보강 아스팔트 혼합물의 간접인장강도가 높은 것으로 나타났으며, 특히 인성 (Toughness)값은 시험온도에 따라 $1.27{\sim}1.97$배 높게 나타났다. 또한 본 연구에서 수행되어진 $60^{\circ}C$에서 휠트랙킹 시험과 잔류 간접인장강도 시험에 대한 특성은 하절기의 고온 다습한 기후하에서 재래식 밀입도 20 혼합물보다 섬유보강 아스팔트 혼합물의 소성변형에 대한 저항성이 우수할 것으로 판단된다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 2000년도 High Temperature Superconductivity Vol.X
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• pp.241-247
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• 2000

77 K와 self-field에서 22 A 의 Ic 를 갖는 길이 120 m, 19-심 Bi-2223상 선재를 제조하여, 두 개의 double pancake 코일로 구성된 proto-type 고온초전도 자석을 설계, 제작하여 이 자석에서의 4.2 K와 77 K에서의 I-V 특성과 운전 특성을 평가한 결과, 이 자석은 77 K 등온조건에서는 9.5 A 의 Ic를, 77 K 헬륨가스 속에서는 8.3 A 의 Ic를 나타내었고, 4.2 K 등온조건에서는 93.7 A 의 Ic와 102 A 의 Iq를, 4.2K헬륨가스 속에서는 88.4A의 Ic 와 92.0 A 의 Iq를 나타내어, 이 자석은 4.2 K 와 77 K 의 등온조건에서 각각 0.58 T 와 0.06 T 의 자장을 발생하였는데, 이는 해석적 방법으로 계산한 결과와 잘 일치하였다. 그리고 이 자석이 전도냉각되어 4.2 K 에서 운전될 때의 안정성 특성평가로서, Ic 보다 약간 큰 전류인 89 A 를 인가한 결과, 전류인가 후 82.6초 후에 quench가 발생하였는데, 이 quench는 네 번째 pancake의 전류도입선부 연결부에서와 약간 늦지만 첫 번째 pancake의 전류도입선부 연결부에서 거의 동시에 개시되어 전체로 파급된 것으로 사료되었는데, Ic 가 낮은 첫번째 pancake에서 더 높은 전압 강하가 나타났다. 또한 장착된 heater를 통하여 77 K 에서 8.9 A 의 전류로 운전되고 있는 코일에 146 joule 의 열을 가했을 때 quench 가 일어났는데, 이때 quench 는 방위각 방향의 Bi-2223/Ag 선재를 따라서 보다 Kapton 절연층을 관통하는 선재의 반경방향으로 훨씬 빨리 전파하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1199-1203
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• 2011

실리게이트의 층간에 나노충진제를 삽입하여 합성한 고무-점토 나노복합체에 대해 $70-100^{\circ}C$의 고온상태에서 정적 및 동적시험을 수행하여 기존 고무소재보다 기계적 물성이 우수함을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 부품의 취약부위에서 발생하는 최대 그린-라그랑지 변형률을 피로손상변수로 하여 설계 초기단계에서도 짧은 기간에 고무부품의 피로수명을 예측할 수 있는 방법을 개발하여 피로내구성을 평가한 결과, 실제 엔진마운트에 대한 피로시험을 통해 얻어진 피로수명과 예측수명이 비교적 정확하게 예측됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.260-260
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• 2007

강유전성 세라믹스 재료로써는 PZT계열의 세라믹재료가 널리 쓰이고 있다. 이는 우수한 유전 및 압전특성을 가지고 있으나, PbO을 다량 함유하고 있어 $1000^{\circ}C$이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 PbO휘발로 인한 강한 독성이 인체에 유해하다. 최근에는 Pb의 환경문제가 대두됨에 따라 이를 대체할 다른 물질의 개발이 활발하게 연구되고 있다. 대표적인 비납계 강유전 세라믹스인 $(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ ($d_{33}$ = 120 pC/N, Kp = 39%, Qm = 210, 이하 NKN라 표기) 조성은 $KNbO_3,\;NaNbO_3$ 상태도에 따라 순수한 NKN 세라믹스는 $1140^{\circ}C$에서 안정상을 가지나, 높은 온도로 인하여$Na_2O$와 $K_2O$가 쉽게 휘발됨에 따라 화학량 비의 변화가 생겨 이차 상을 형성하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 $LiNbO_3$의 새로운 고용체를 추가시켜 기본 NKN조성에 압전성 및 고온에서의 상안정성을 향상시키고자 하였다. 최적 조성을 설계하기 위하여 (1-x)$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-xLiNbO_3$, x=(0,0.02,0.04,0.06,0.08)의 범위에서 조성을 변화시키면서 실험하였다. 시편 제작은 일반적인 세라믹스 소결 공정을 적용하였는데, $850^{\circ}C$에서 5시간 하소 후 $1080^{\circ}C$에서 2시간 소결하였다. 하소 및 소결 후에는 XRD분석을 통해 perovskite구조를 확인하였고, 미세구조 확인을 위해 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 압전특성을 평가하기 위해 압전 $d_{33}$-meter를 사용하였으며, impedance analyzer (HP 4194A)를 이용하여 전기적 특성을 측정하였다.