• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.48-52
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• 2006

적층 복합재료를 구조재로 이용할 경우 발생하는 구조적 파단과 두꺼운 원환체 형상의 복합재를 성형 할 경우 발생하는 층간파단(interlaminar failures)은 주로 층간 인장응력에 기인하기 때문에 적층 복합재료의 층간인장 물성은 구조해석 시 요구되는 물성이다. 그러나 복합재료의 층간 인장물성은 국제적으로 통일된 시험방법 및 시험규격이 없고 신뢰할 수 있는 물성자료가 없어 자체적인 평가를 수행하여야 한다. 본 논문에서는 국내에서 내열/구조재로 생산되고 있는 카본/페놀 복합재료의 층간 인장물성 비교/평가에 앞서 층간 인장물성의 측정에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 시험방법 연구에서는 알루미늄 시편을 이용하여 재료의 탄성한계 내에서 몇 가지 실험을 수행하여 시험방법을 비교 평가하였으며 그 결과로 선정한 시험방법을 복합재료에 적용하였다. 실험의 결과, 복합재 시편의 모든 면에서 같은 경향의 변형률을 얻음에 따라 저 하중에서 파단이 발생하는 복합재료의 층간 인장물성 최적 시험 기법을 확보하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.695-704
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• 2016

항공기 착륙 시 발생하는 고무퇴적물은 젖은 노면에서의 표면 마찰력을 감소시키는 주원인으로 안전한 항공기 착륙을 위해 주기적인 제거를 실시하고 있다. 제거작업에 주로 사용되는 고압살수 방법은 고압의 물로 직접 표면을 타격함에 따라 표면 재료 유실의 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 고무 제거시 살수 압을 상대적으로 낮추어 표면 파손을 저감시키고, 저수압에도 효율적으로 고무퇴적물을 제거할 수 있는 사전 처리제 개발을 진행하였다. 이를 위해 사전 처리제에 적합한 기초재료를 선정하여 성능 평가, 침투율 평가, 현장 적용성 평가를 진행하였다. 이를 토대로 기초재료의 성능 개선에 필요한 첨가제의 비율을 1차적으로 선정하였고, 포장 영향성 평가를 통해 최적배합을 도출하여 고무제거 사전처리제 개발을 완료하였다.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.8-27
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• 2002

본 연구에서는 현재 개발중에 있는 복합재료 선미익 항공기의 날개에 작용하는 하중해석을 수행하였다. 중량, 공력계수, 구조설계속도, 하중 등을 계산하기 위해 사용된 Tool은 Excel에서 운용되는 Visual Basic 프로그램으로 계산에 많은 도움을 주었다. 하중해석에 기본적으로 요구되는 항공기의 형상치수, 부품의 종류 및 중량 그리고 좌표계 등은 Catia 모델링, 실제측정 또는 재료밀도 값 등을 이용해 구하였으며, 이들 자료를 통하여 항공기의 중량, 무게중심, 관성모멘트, 구조설계속도, 날개의 하중분포, 힘과 모멘트 등을 계산하였다. 또한 항공기의 날개 및 동체의 임계하중 조건을 선정하는데 필수적인 항공기의 V-n 선도를 도시하였으며, 이 V-n 선도는 항공기의 최대중량 2,573 파운드 및 해면고도조건에서 설계속도 $V_A$, $V_C$, $V_D$ 및 하중계수 +3.8G, -1.52G에 대한 비행범위를 제시하고 있다. 앞으로는 V-n 선도로부터 선정된 임계하중을 이용하여 해석된 동체 및 날개에 대한 하중을 제시하고자 한다.

• 한국조경학회지
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• 제40권5호
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• pp.33-42
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• 2012

본 연구는 자연형 경관석 GFRC를 대상으로 성능기준을 설정하기 위해 국내 외 성능관련 문헌 및 사례 등의 고찰을 통해 요구성능인 재료성능, 구조안전성능, 내구성능, 경관성능의 항목을 40인의 전문가 설문을 통해 선정하였고, 검증된 항목 및 성능기준을 제안하였다. 전문가 설문을 통해 요구 성능 중 재료성능(유리섬유 함유율, 기건비중), 구조안전성능(휨강도, 압축강도) 그리고 내구성능(균열, 내부식성), 경관성능(질감, 백화)을 각각 선정하였다. 기준이 존재하는 재료성능과 구조안전성능의 경우, 시험을 거쳐 기존 기준사례와 비교하여 최종 성능평가기준을 제시하였으며, 기준이 존재하지 않은 내구성능과 경관성능은 기 시공된 인공폭포 등의 경관조형물을 대상으로 현지조사를 통해 직접 측정하여 검증하였다. 본 연구에서는 재료성능, 구조안전성능, 내구성능, 경관성능 등 자연형 경관석 GFRC의 재료 및 시공 후 평가 가능한 항목에 대한 성능기준을 제안하였으나, 추후 시공사례지에 대한 지속적인 모니터링을 통해 최근에 대두되고 있는 친환경적이고, 생태적인 성능기준에 관한 후속 연구가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.592-597
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• 2013

방음패널의 차음특성은 재료의 면밀도와 소음의 주파수와 높은 상관관계가 있으므로 방음패널의 두께 및 재료의 선택에 있어 실제 도로소음의 특성을 반영하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 재료의 경량 및 시공측면에서 수요가 증가하고 있는 플라스틱 소재 중 방음패널로 활용 가능한 소재를 선정하여 도로교통 소음의 주파수에 따른 차음특성을 평가하였다. 대상 패널은 물리적 특성을 조사하여 효율성 및 경제성 평가를 통해 polypropylene (PP)과 high-density polyethylene (HDPE)를 선정하였고 현재 방음패널의 재료로 사용되고 있는 polycarbonate (PC)와 polymethyl methacrylate (PMMA)와의 재료 및 두께에 따른 차음특성을 비교하였다. 그 결과 방음패널의 차음특성은 재료의 면밀도에 비례하여 PC, PMMA, HDPE, 그리고 PP순으로 높은 투과손실치를 나타내었다. 두께별 차음특성의 경우, 방음패널 두께에 비례하여 투과손실이 증가하나 일치효과로 인해 투과손실이 감소하는 주파수가 낮아짐을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 저감하고자 하는 소음의 주파수대역을 먼저 파악하고 방음패널의 재질과 두께에 따른 주파수별 차음특성을 파악하여 적용한다면 효과적으로 소음을 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 접착 및 계면
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• 제16권4호
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• pp.137-145
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• 2015

본 연구에서는 현재 문화재 보존 처리에 사용되고 있는 합성수지를 대체하여 금속, 목재, 도자기, 토기, 석재 유물 등 재질별 문화재 복원 작업에 활용할 수 있는 다목적용 접합, 복원재료인 에폭시 퍼티(epoxy putty)를 개발하고자 하였다. 기존에 사용되고 있는 합성수지는 높은 강도로 인한 절삭력의 문제, 긴 경화 시간으로 인한 처짐 현상, 도구나 장갑에 묻어 유물의 표면을 오염시키는 현상, 재료의 황변 현상으로 인한 재처리 등의 문제점을 보이고 있다. 이를 해결하기 위해, 1차적으로 문화재 보존 처리 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 페이스트(paste)형태의 복원 재료를 선정하여 물성을 파악한 후 이를 비교 대상으로 선택하고, 주제 및 경화제와 충전제의 종류에 따른 에폭시 퍼티를 개발하였다. 개발된 에폭시 퍼티는 기존 재료의 문제점 해결 및 유사한 물성을 지니기 위해 성상(性狀)이 다른 주제와 경화제를 각각 선정하여 물성 실험을 실시하였다. 연구 결과 2종 모두 페이스트 형태로 경화 시간은 5~10 min 내외로 기존 재료에 비해 약 3~10배 정도 짧아 작업의 편리성과 처짐 현상을 개선하였으며, 절삭력을 높이기 위한 마모율은 약 3배 정도 향상시켜 쉽게 성형할 수 있도록 하였다. 또한 작업 중 발생하는 표면 오염 등의 단점을 보완하기 위해 충전제로 탈크(talc)와 백색의 micro-balloon을 첨가하여 사용 중 손에 묻어 나와 끈적거리는 현상을 줄여주었을 뿐만 아니라 컬러링(coloring), 경량성, 절삭력 등이 높은 저수축, 저황변, 절삭력이 우수한 다목적 복원 재료를 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.39-45
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• 2017

본 연구에서는 규산염계 무기재료를 활용한 침투성 보수재의 개발을 위한 일환의 기초 연구로써 국내에서 쉽게 입수가 가능한 규산염계 무기재료를 주성분으로 하는 침투성 보수 재를 제조하였다. 또한, 규산염계 무기재료를 활용한 침투성 보수재는 국외에서 많은 활용사례가 있는 제품군을 선정하여 보수재의 성능을 비교 고찰하고자 하였다. 실험에 사용된 규산염계 무기재료는 Sodium, Potassium 및 Lithium silicate를 주성분으로 하는 규산염계 무기재료를 활용한 침투성 보수재를 제조하였다. 규산염계 무기재료를 활용한 침투성 보수재의 성능평가는 내흡수 및 내투수, 압축 및 부착, 급속 염소 이온 침투, 급속 동결 융해, 내약품성 시험을 실시하였다. 실험결과 규산염계 무기재료를 활용한 침투성 보수재는 모든 부분에서 효과적인 성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 이러한 결과의 주요 원인은 모세관을 따라 내부로 침투되어 조직을 치밀하게 하기 때문인 것으로 나타났다. 따라서 본 실험결과를 기반으로 콘크리트의 내구성을 향상시키는 데 다양하게 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.48-56
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• 2013

본 연구에서는 다양한 균질화 기법을 통해 섬유강화 복합재료 단일 적층판의 등가탄성계수를 예측을 수행하였다. 섬유강화 복합재료의 등가 탄성계수를 예측하는 해석식 및 준실험식 등 많은 기법들이 제안되어 왔지만 사용대상에 따라 제약이 있거나, 복합재료를 구성하는 섬유나 기지의 종류에 따라 예측결과가 시험결과와 잘 일치하지 않는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서 전산 균질화 기법을 통해 실제 복합재료 형상과 유사한 대표체적 요소를 선정하여 유한요소 모델링을 수행하고, 주기적 경계조건을 부여하여 등가 탄성계수를 예측하였다. 아울러 기존의 예측식 및 시험 결과와 비교하여 그 성능을 검증하였으며, 인공위성 복합재료 패널 구조해석결과에 미치는 영향에 대해 검토하였다.

• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.21-26
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• 2007

이 논문은 합성섬유를 이용하여 포틀랜드 시멘트 모르타르를 보강한 복합재료인 ECC(Engineered Cementitious Composite)의 설계 과정과 건설현장에 이 복합재료를 적용할 수 있도록 시공성을 부여한 연구 내용을 정리하였다. 이 연구에서는 다양한 시공성, 즉 자기충전(self·consolidating)과 스프레이 시공성을 갖는 ECC를 제작하기 위하여 단계적인 재료 개발 방법론을 채택하였다. 우선 마이크로역학(micromechanics)과 안정상태균열이론(steady-state cracking theory)을 이용하여 골재와 섬유를 선정한 후, 굳기 전 재료의 레올로지를 제어하는 방법으로 시공성을 구현하였다. 여기서, 굳기 전 재료의 레올로지를 제어하기 위하여 화학첨가제(chemical admixtures)와 광물첨가재(mineral admixtures)의 양을 소량으로 조절하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법을 활용함으로써 굳기 전에는 다양한 시공성을 나타내면서, 굳은 후에는 높은 연성(인장변형경화 거동)을 나타내는 실용적인 ECC 복합재료를 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.613-622
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• 2020

한국은 2030년까지 배출 전망치 대비 37 %를 감축하겠다는 목표를 제시하였다. 이에 국토교통부는 2020년까지 건물 부문에서 배출되는 온실 가스를 배출전망치 대비 26.9 % 감축을 선언하고, 녹색 건축물 기본계획수립과 녹색건축인증제도를 마련하는 등 건축물의 환경성을 확보하기 위한 제도를 정착시켜가고 있다. 녹색건축인증을 받기 위해서 공사 관계자들은 컨설팅 업체를 통해 녹색건축인증을 받는 경우가 많으며, 그 과정에서 자료공유와 업무연계가 원활히 이루어지지 않아 경제성 확보와 필요한 인증점수의 확보에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 재료 및 자원에 관한 평가점수의 획득과 경제성을 함께 고려한 모델 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 실제 컨설팅 자료를 분석하여 재료 선정 및 대안 비교과정을 자동화하고, 대안의 최적화에 유전자 알고리즘의 개념을 적용하여 자재 정보를 입력하면 요구점수를 최소한의 비용으로 충족할 수 있는 자재 대안을 선정하는 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 활용하여 실제 자료에 적용해 본 결과 기존 방법론 대비 약 79.3 %의 공사비가 절감되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발한 경제적 자재선정 모델은 녹색건축인증을 받고자 하는 건축주에게 공사비 절감이라는 혜택을 안겨줄 뿐 아니라 인증점수를 확보하기 위한 설계자에게는 설계시간 절감에 기여 할 것으로 기대된다.