• 기계와재료
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.6-15
• /
• 2011

자연은 인간이 만들어낸 기술적 해결책들보다 현저히 적은 양의 에너지를 소비하며, 적은 물질로 다양한 구조를 창출해 내는 고효율 최적화 시스템이며, 스스로 정화작용과 선순환을 유지하는 환경 친화적 시스템이다. 이러한 자연에서 영감을 얻어 활용하고 응용하는 기술은 최근 나노-바이오기술의 급속한 발전과 더불어 새롭게 각광받는 융합기술 분야로 부각되고 있다. 나노스케일의 생체물질을 관찰하고 특성을 평가할 수 있는 고성능의 장비가 개발되고, 생체 물질을 분자 단위로 조합하고 합성하는 등의 첨단기술이 발전됨에 따라 자연모사기술도 새로운 전기를 마련하고 있다. 자연 생명체/생태계가 지닌 혁신적인 해결 가능성(Innovation Potentials)을 구현하기 위해서는 자연모사기술 분야에 좀 더 체계적이고 지속적인 관심과 지원을 기울여야 할 것이며, 이를 바탕으로 인류가 당면한 에너지 자원 기후변화 환경 문제 등의 글로벌 이슈를 극복하고 선순환의 개념의 자연모사 에코 기술과 지속가능한 혁신 기술 달성이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.375-378
• /
• 2009

본 논문에서는 API X80 강의 대변형 비선형 거동을 모사하기 위해 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 고강도 강재의 거동을 모사하기 위해 GTN(Gurson-Tvergaad-Needleman) 모델을 사용하였으며, 비선형 해석을 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 User Subroutine의 사용자 재료모델(UMAT)을 연계하여 사용하였다. 해석결과와 인장실험의 결과와의 비교를 통해 GTN 모델에서 사용되는 재료모델 상수를 도출하였고, 도출된 값들은 개발된 사용자 재료모델과 함께 API X80 강의 각종 실험을 모사하고 대변형 상황의 강재 파이프의 거동을 분석하는데 유용하게 사용될 수 있다.

• 기계와재료
• /
• v.18 no.3 s.69
• /
• pp.16-26
• /
• 2006

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.35 no.4
• /
• pp.215-226
• /
• 2022

Significant efforts have been devoted to developing high-performance composite materials by emulating the structure of biological creatures with superior mechanical characteristics. Nacre has been one of the most sought-after natural structures due to its exceptional fracture toughness compared with the constituent materials. However, the effect of manipulating the nacre-like geometry on the impact performance has not been fully investigated thus far. In this study, composites of randomly manipulated nacreous geometry are numerically developed and the impact performance is analyzed. We develop an algorithm by which the planar area of platelets in the nacre-like design is randomly resized. Thereafter, the numerical models of nonuniform nacre-patterned multi-layer structures are developed and the drop-weight impact simulation is performed. The impact behaviors of the model are evaluated by using the ratio of absorbed energy, the von Mises stress distribution, and the impact force-time curve. Therefore, the effect of the geometric irregularity on the nacre-patterned design is elucidated. This insight can be efficiently utilized in establishing the optimum design of the nacre-patterned structure.

• Composites Research
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.14-20
• /
• 2005

This paper presents a study on the permittivities of the carbon black/epoxy composite at microwave frequency. The measurements were performed at the frequency band of $1\;GHz\~18\;GHz$. The experimental data show that the complex permittivities of composites depend strongly on the natures and concentrations of the carbon black dispersion. The frequency characteristics of dielectric constants and ac conductivities of composites show the good conformity with descriptions of the percolation theory, satisfying the general scaling relation. The measuring frequency band is over the critical frequency, below that the ac conductivities of composites are constant to the frequency. The values of dielectric constants and ac conductivities have consistent relationships with the carbon black concentration. The A new scheme, that is a branch of Lichtenecker-Rother formula, is proposed to obtain a mixing law to describe the complex permittivities of the composites as function frequency and concentration of carbon black.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.06a
• /
• pp.80-80
• /
• 2008

바이오 센서 응용 연구에 많이 사용되는 금(Au) 나노 입자를 이용한 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)에 의한 산란광을 검출하는데 주로 이용되는 암시야(dark field) 현미경 검출 방식에 관한 전산모사를 통하여 입사광의 입사 방식에 따른 산란광 세기를 정량적으로 분석하였다. 전산모사 기법으로는 국소 표면 플라즈몬 공명의 동역학적인 현상을 모사할 수 있는 유한차분시간영역(Finite Difference Time Domain, FDTD) 기법을 이용하였는데, 이러한 기법이 암시야 현미경 전산 모사에 유효함을 우선적으로 검증하였다. 암시야 현미경 검출 방식의 모사에서 입사 광원의 반사 입사 방식과 투과 입사 방식을 비교하였고, 각각의 방식에 서 입사광의 입사각에 따른 산랑광 세기를 계산하였다. 이러한 전산모사를 통하여 프리즘을 통한 내부 전반사(Total Internal Reflection, TIR) 방식에서 입사 광원의 임계각 근처에서 많이 발생하는 에바네슨트 장(evanescent field)을 결합하는 경우 산란광 세기가 증가함을 관찰하였고, 이러한 세기의 변화를 프레넬(Fresnel) 방정식에 의해 계산된 에바네슨트 장의 세기 분포와 비교 분석하였다.

• Composites Research
• /
• v.18 no.5
• /
• pp.27-33
• /
• 2005

In this research, the mathematical modelling of the pulse-CVI (Chemical Vapor Infiltration) for the preparation of siliconcarbide/carbon composite. Each pulse consists with the gas injection time, the reaction time and the evacuation time. Effects of the reaction time and the evacuation time were studied. Additionally, the effects of the reactant concentration and the pressure were observed. The benefits of the pulse-CVI such as the uniform infiltration of siliconcarbide into the carbon preform and the short reaction time were certified.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 1996.05a
• /
• pp.63-75
• /
• 1996

일반적으로 미모시험의 목적은 재료의 내마모성을 평가하는데 있다고 할 수 있다. 그러나 마모시험의 결과는 재료의 성질에만 연관된 재료 고유의 성질이 아니기 때문에 시험기의 형상과 시험편의 접촉모드, 시험분위기 등의 재료외적인 인자들에 의해 상당히 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 재료의 내마모성을 평가하기 위해서는 그 재료가 쓰이고 있는 실제 상황에서 시럼을 하는 것이 가장 좋은 것이지만 실제 상황에서 시험을 하기가 어려운 경우가 대부분이므로 모사실험의 방법이 많이 이용되고 있다. 그러나 모사실험의 경우에는 시험결과의 신뢰성이 매우 중요한 요소가 되며 이러한 신뢰성의 구축이 실험결과 못지않게 중요하다고 할 수 있다. 하지만 현재의 마모시험 데이터는 대부분 특정 연구실에서 특정 시험기로 평가한 것이 주류를 이루고 있어 위의 요구사항을 충족시키지 못하는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 마모데이터의 신뢰성을 보장하고, 마모시험의 표준화에 도움이 되고자 마모에 관심이 있는 연구자들이 그룹을 이루어 공동연구를 실시하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2002.05a
• /
• pp.66-66
• /
• 2002

• 기계와재료
• /
• v.8 no.1 s.27
• /
• pp.123-131
• /
• 1996