투포원 연사기는 스핀들 1회전에 2회의 꼬임을 부가하여 실의 신축성과 인장강도 및 내마모성을 증가시키며, 특수한 목적의 의장사를 만드는 섬유기계이다. 스핀들 유니트는 고속 회전중에 안정화된 운동이 지속되도록 구조설계가 요구되는 핵심장치로서 스핀들 유니트의 동특성 해석은 고속 스핀들 유니트설계의 최적화를 도모할 수 있을 것이다. 스핀들 유니트는 블레이드와 로타리 디스크로 구성되어 있으며, 스핀들 축에 대하여 회전체 형상을 유지 하고 있다. 동특성 해석을 수행하기 위하여 전달 매트릭스 해석법을 정의하고 해석용 프로그램인 SPINDLE을 이용하여 비틀림과 굽힘 고유진동수를 해석하였으며, 운전회전수에서 변위모우드를 분석하였다.
CFRP는 금속에 비해 가벼우면서 강도 및 강성과 내열성 등 기계적 특성이 매우 뛰어나 다양한 분야에서 사용되어지고 있으며 최근 우주항공 분야에 까지 사용되어지고 있지만 외부 충격하중으로 인하여 내부에 발생되는 손상에 대해서는 매우 취약한 단점을 보이고 있다. 본 연구는 외부 충격을 받은 CFRP 적층판의 내부 충격손상에 대해 반복적인 사용에 따른 파괴에 이르기까지의 강도를 고찰함으로써 우주항공 분야에 사용되는 항공기 외판의 설계를 위한 설계 데이터를 확보하기 위한 실험적 연구이다. 실험 빙법으로는 적층구성을 달라하여 제작된 의사등방형 CFRP 시험편과 직교이방성 CFRP 시험편에 대해 직경 5mm의 강구를 충돌시킴으로써 발생하는 충격손상을 관찰한 후 3점 굽힘피로실힘을 통하여 내부 층간분리 및 충격손상의 진전을 관찰하였다. 시험편 내부의 파괴가 발생하기 까지 굽힘피로실험에 따른 굽힘피로강도를 고찰한 결과 강구에 의해 충격을 받은 면이 인장을 받는 경우와 충격을 받는 경우 모두 의사등방성 적층구성의 강도가 높게 나타남을 알 수 있었다.
본 연구에서는 HSA800 60mm 강재의 SAW 용접성 및 이음성능을 확인하기 위해 후열처리 1시간과 2시간에 대한 SAW 공시체를 제작하여 9종의 시험을 실시하였다. 용접부 충격시험, 굽힘시험, 경도시험, 매크로조직시험, 마이크로조직시험 결과 SAW PH1 및 PH2는 양호한 용접부로 나타났으나, 화학성분시험 결과 P성분이 KS를 만족하지 못하였다. 용접부 평판 및 봉형 인장시험결과 SAW PH1에 비하여 PH2의 기계적 특성이 양호하게 나타났기 때문에 SAW의 경우 후열처리는 2시간을 권장한다.
견직물에 효소에 의한 정련처리를 비누-소다정련과 함께 실시한 후 이들 정련견포에 대하여 KES-F System을 적용하여 역학적 특성 즉 인장, 굽힘, 전단, 압축 및 표면특성을 측정하고 태값을 산출하여 효소정련과 비누-소다정련견포의 태값을 비교한 결과 1. 능하부다이 견직물의 경우 효소정련을 하면 포의 Stiffness가 비누-소다정련을 한 것에 비하여 감소되었고 Smoothness와 Soft feeling은 증가하였다. 2. 크\ulcorner데신 견직물의 경우 효소정련을 하면 비누-소다 정련에 비하여 Stiffness와 Anti-Drape Stiffness는 감소되었으며 Fullness와 종합 태값인 Flexibility with soft feeling은 향상되었다.
본 연구는 수송기계 축 등에 이용되는 캠 형상 부분만을 기존의 단조품인 SF45와 축 부분은 일반기계구조용 탄소강재인 SM45C를 직경 20 mm를 이용하여 이종 마찰용접을 수행하였다. 최적조건을 규명하기 위해 인장시험 등 용접품질과의 상관관계를 고찰하였고, 또한 최적조건에서 마찰용접 후 열처리를 시행하여 용접재(As-welded)와 후열처리재(PWHT)에 대한 회전굽힘 피로시험을 시행하였다. 결과적으로 두 이종재가 강한 혼합으로 계면에서도 개재물 및 산화막이 플래시로 토출되어 양호한 접합상태임을 확인하였다. 더욱이 모재(SF45)와 후열처리재의 피로한도 각각 180 MPa, 250 MPa로 나타났다. 이는 후열처리재가 SF45 모재에 비해 약 40 %의 피로수명이 향상되었음을 확인하였다.
본 논문은 선형 폴리카보네이트와 분지화된 폴리카보네이트를 블렌드한 시스템에 대해서 연구하였다. 여러가지 조성으로 두 성분을 블렌드하여 각 조성에 대해서 상용성, 기계적 성질 그리고 유동특성을 조사하였다. 본 블렌드 시스템에서 상분리는 관찰되지 않았고 상용성도 있었다. 기계적 성질은 블렌드의 각 조성에 대해서 인장강도, 굽힘강도 그리고 충격강도 등을 측정하여 검토하였으며, 흐름특성 역시 블렌드의 각 조성에 대해 용융점도, 저장탄성률 및 손실탄성률을 여러 온도에서 측정하여 검토하였다. 그리고 용융점도의 분자량에 대한 의존성을 조사하였다. 선형 폴리카보네이트와 분지화된 폴리카보네이트의 조성에 따라 기계적 물성은 거의 변화가 없었으나, 흐름특성은 큰 변화가 있었다. 본 블렌드 시스템에서 분지화된 폴리카보네이트 함량이 증가할수록 점도의 분자량에 대한 의존성이 컸으며, shear thinning 현상은 두드러지게 나타났다. 따라서 재료의 기계적 물성의 변화없이 흐름특성이 다른 블렌드 시스템을 설계할 수 있다.
Poly(ether sulfone) (PES)가 첨가된 비스페놀-A 에폭시 복합재가 그 기계적 특성 및 열 안정성을 증진하기 위하여 제조되었다. 인장강도, 굽힘강도 및 충격강도 등의 기계적 강도가 PES 함량에 따라 의미있게 변화하였다. 특히 그 파괴인성 값은 약 24%의 정도 크게 향상되었다. 적분 열분해 진행온도를 통하여 계산된 PES/에폭시 복합재의 열 안정성은 PES 미첨가 에폭시와 비교하여 12%의 향상을 보였다. 또한 DSC 분석 결과 PES 함량이 증가함에 따라 경화온도와 경화열이 점점 감소함을 확인하였다. 이러한 현상은 에폭시 수지와 선형 PES가 가교구조(semi-interpenetrating polymer networks; semi-IPNs)를 형성하고 잘 분산되었기 때문으로 판단된다.
국산 Ni-Ti합금 교정용 선재(ORTHOLLOY)의 특성을 평가하기 위하여 성분, 인장특성, 굽힘특성, 열처리성, 내식성, 이온용출 등에 대해 조사하고 외국산 Ni-Ti합금 선재(SENTALLOY)의 특성과 비교 분석한 결과는 다음과 같았다. ORTHOLLOY는 초탄성 효과를 나타내는 범위내에서의 Ni과Ti 함량을 포함하고 있었다. 인장실험에서 ORTHOLLOY는 연신율 $2\%$에서 $8\%$정도 범위내에서 하중의 변화가 거의 없는 초탄성 효과를 나타내었다. 3점 굴곡실험에서 ORTHOLLOY는 SENTALLOY 보다 같은 변위량에서 높은 하중값을 나타내었고, 초탄성을 나타내는 변위영역에서의 하중 범위는 ORTHOLLOY의 경우 0.014" 에서 80-100g, 0.016"에서 140-180g, 0.018" 에서 150-200g의 값을 나타내었다. $400^{\circ}C,\;500^{\circ}C$의 열처리에 의해 초탄성을 나타내는 하중범 위가 낮아졌고, 각 열처리 온도에서는 시간이 증가함에 따라 초탄성을 나타내는 하중값의 범위가 낮아졌으며 $600^{\circ}C$에서는 10분간의 열처리로 초탄성 효과가 소실되었다. 용출되어 나온 Ni 이온의 양은 SENTALLOY의 0.01ppm미만의 극소량에 비해 ORTHOLLOY에서는 0.3ppm 전후로 높게 나타났다. 침적 실험후 주사전자현미경 관찰을 통한 표면조직 소견은 SENTALLOY에서는 침적 전후 및 침적 시간의 경과에 관계없이 전체적으로 비교적 균일한 양상을 보였으나 ORTHOLLOY에서는 pitting corrosion양상을 보였다.
본 연구에서는 유한요소법 기반의 단면 특성치 해석 프로그램인 Ksec2d-AE의 정확성을 검증함으로써, 학부 수준의 비행체 구조해석 및 설계 시 활용가능성을 제시하고자 한다. 이를 위해 다양한 요소를 적용하여 Ksec2d-AE 로부터 계산된 단면강성계수 결과에 대한 유한요소의 수렴성을 확인하였다. 또한 Ksec2d-AE로부터 구한 단면강성계수를 상용 구조해석 프로그램인 MSC NASTRAN 으로부터 구한 강성계수와 비교하고, 주요 공학적 중심치(인장 중심, 전단 중심, 주 굽힘축)의 특성에 부합하게 구조물이 거동하는지 확인함으로써 Ksec2d-AE의 단면강성계수 및 중심치 결과를 검증하였다. 본 연구를 통하여 Ksec2d-AE 프로그램의 유용성을 확인하였다.
본 연구에서는 HSA800 강재의 7종의 각종 시험을 실시하여 다양한 소재특성을 확인하였으며, 강도에 대한 균질성의 정량적 기준을 제안하였다. 또한 HSA800 강재가 강도에 대한 균질성의 기준을 만족하는지 검토하였다. 시험결과 HSA800 강재의 1/4지점의 소재 특성은 KS를 만족하며, 우수한 방향성, 저온에서의 내충격성이 나타났다. 또한, 제안한 강재의 강도에 대한 균질성의 기준을 만족하였다. 그러나, 마이크로조직시험 결과 2/4 지점에서 일부의 경우 조직이 뭉쳐있는 형태로 확인되어 주의가 요망된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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