• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.55-60
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• 2010

틸팅형 고속열차의 차체에 적용되는 하니컴 복합재 조인트 구조물의 경우 운행중 외팔보형 굽힘하중을 받게된다. 하이브리드 복합재 조인트 구조물에 대한 굽힘시험평가를 수행하기 위해 실제 틸팅열차 차체 구조물에서 조인트부를 절단 채취하여 시험편으로 제작하였다. 굽힘시험결과 시험편의 파괴거동은 정적하중과 피로하중하에서 확연히 달라짐을 보였다. 정적굽힘하중 하에서는 하니컴 코어 영역에서 전단변형과 파괴가 발생하였으며, 피로굽힘하중 하에서는 복합재 표피층과 하니컴 코어층 사이에서 계면분리가 발생하거나, 또는 금속재 언더프레임과의 용접부에서 파괴가 발생하였다. 이러한 파괴거동은 다른 산업분야에서 사용되는 유사한 구조의 하니컴 복합재 조인트 구조물에서도 발생할 수 있기 때문에, 본 실험 결과를 하니컴 복합재 조인트 구조물의 설계변수를 개선하기 위해 이용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권6호
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• pp.653-661
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• 2006

Metallic sandwich plates with various inner cores have important new features with not only ultra-light material characteristics and load bearing function but also multifunctional characteristics. Because of production possibility on the large scale and a good geometric precision, sandwich plates with inner dimpled shell structure from a single material have advantages as compared with other solid sandwich plates. Inner dimpled shell structures can be fabricated with press or roll forming process, and then bonded with two face sheets by multi-point resistance welding or adhesive bonding. Elasto-plastic bending behavior of sandwich plates have been predicted analytically and measured. The measurements have shown that elastic perfectly plastic approximation can be conveniently employed with less than 10% error in elastic stiffness, collapse load, and energy absorption. The dominant collapse modes are face buckling and bonding failure after yielding. Sandwich plates with inner dimpled shell structure can absorb more energy than other types of sandwich plates during the bending behavior.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.106-123
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• 1996

최근 초고속선을 비롯한 대형 경량구조물의 강도부재로 알루미늄하니콤 샌드위치판이 주목을 받고 있다. 이러한 새로운 구조를 설계에 도입하기 위해서는 이에 대한 각종 구조거동 특성을 알아야 한다. 본 연구에서는 알루미늄하니콤 샌드위치판에 대한 선형 탄성거동을 연구하기 위하여 정적 굽힘실험을 수행하였으며, 이 판의 좌굴 및 최종강도를 연구하기 위하여 1축 압축실험을 수행하였다. 또한, 하니콤 심재의 압괴 및 에너지흡수 특성을 분석하기 위하여 압괴실험도 수행하였다. 이러한 일련의 실험을 통하여 탄성학에 기초한 이론식과 각종 실험식들의 샌드위치 구조에의 유용성을 확인하고 나아가서 간단한 설계지침을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제14권2호
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• pp.13-21
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• 2001

비강성, 비강도가 우수한 복합재료의 특성상, 기존의 금속 구조물을 복합재료 구조물로 대체 하는 것은 많은 이득을 가져온다. 이 논문에서는 탄소섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/에폭시 복합재료를 이용하여 정적 토크전달 능력, 비틀림 좌굴 하중. 굽힘 1차 고유진동수의 설계 기준을 만족하는 후륜구동 자동차용 일체형 동력전달축이 설계 및 제조되었다. 복합재료 중공축과 알루미늄 요크와의 결합을 위하여 단일 겹치기 접착조인트가 사용되었으며, 접착조인트의 정적 토크전달 능력은 접착길이와 요크두게에 따라 유한요소 해석을 이용하여 계산되었고, 실제 실험결과와 비교되었다. 복합재료 중공축의 정적 토크전달 능력은 Tasi-Wu 파괴지수와 아루미늄 요크와 에폭시 접착제의 비선형 물성을 적용하여 계산되었다. 실험과 해석결과로부터 복합재료 동력전달축의 정적 토크전달 능력은 임계 요크 두께에서 가장 높았으며, 임계 접착길이 이상에서는 포화되었다. 또한 일체형 복합재료 동력전달축은 기존의 2단 분리형 강철 동력전달축과 비교하여 40%의 무게 감소효과를 가져왔다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.13-19
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• 2006

본 논문에서는 미세 방전가공(Electrical Discharge Machining; EDM) 기계를 위한 샌드위치 구조를 설계하기 위해 복합재료의 적층 순서, 두께, 그리고 리브의 형상 등을 고려한 파라메트릭 연구를 수행하였다. 샌드위치 구조는 면재인 섬유강화 복합재료와 심재인 레진 콘크리트 및 고분자 포움으로 이루어졌다. 컬럼은 정적 굽힘강성과 비굽힘강성을 높이기 위해 십자 리브를 가진 형상으로 설계하였으며, 적층 순서와 두께를 조절하였다. 베드의 경우 양방향의 강성을 동시에 향상시키기 위해 적층 순서와 리브 형상을 조절하였다. 최적의 고강성을 얻기 위하여 리브의 두께와 면재의 두께 등 설계 파라메터의 최적치를 제안하였다. 각 설계 파라메터의 변화에 따른 구조의 정적, 동적 강성의 변화를 확인하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 진동 실험을 통하여 각 요소의 고유진동수와 감쇠비를 측정하여 비교하였다. 이러한 결과로부터 고정밀 미세 방전가공 기계 구조를 위한 최적의 형상조건을 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권10호
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• pp.813-820
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• 2021

본 연구에서는 고체추진제의 동적 응력-변형률 특성을 고찰하기 위하여 저속충격시험을 수행하였다. 저속충격시험 시 충격체(Impactor)의 하중, 변위를 측정하여 고체추진제의 동적 거동을 확인하였다. 3점 굽힘 형태의 저속충격시험을 수행하였고, 이때 발생하는 국소변위와 길이가 짧고 두께가 두꺼운 고체추진제 시편의 전단 변위를 보상하여 순수 굽힘변위를 계산하였다. 보상된 변위와 측정된 하중을 사용하여 응력과 변형률을 계산하였고 응력-변형률 곡선으로부터 고체추진제의 동적 물성을 획득하여 이를 정적 굽힘 물성과 비교하였다. 운용 환경에 따른 온도별 고체추진제의 동적 물성을 획득하기 위해 상온, 고온, 저온에서 실험을 수행하고 결과를 비교분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.97-100
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• 2006

연강에서의 동적인 크랙 전파는 충격 하중을 받는 3점 굽힘 시험편들에 의해서 연구되어진다. 시험편은 10mm의 두께를 가진 $320{\times}75\;mm$의 크기를 가지고 있다. 하나의 정적인 실험과 30.2 m/s 및 45.2 m/s의 충격 속도들을 가진 두 개의 동적 실험들이 행하여진다. 고속 카메라는 크랙 성장과 크랙 선단 개구 변위들의 데이터를 얻는데 사용되어진다. 두 개의 반쪽 시험편들의 상대 회전을 직접 측정하기 위해서 Moire의 간섭 패턴을 사용한다. 실험들에서는 크랙 전파에 대한 하중 속도의 영향이 없거나 약간의 영향이 있는 것으로 나타나고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권6호
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• pp.175-182
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• 2005

Inner structured and bonded panel, or ISB Panel, as a kind of sandwich type panel, has metallic inner structures which have low relative density, because of their dimensional shape of metal between a pare of metal skin sheets or face sheets. In this work, ISB panels and inner structures formed as repeated pyramidal shapes are introduced. Pyramidal structures are formed easily with expanded metal sheet by the crimping process. Three kinds of pyramidal structures are made and used to fabricate test specimen. Through the multi-point electrical resistance welding, inner structures are bonded with skin sheet. 3-point bending tests are carried out to measure the bending stiffness of ISB panel and experimental results are discussed.

• 대한조선학회지
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• 제26권4호
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• pp.81-93
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• 1989

본(本) 논문(論文)에서는 충돌(衝突)이나 중량물(重量物) 낙하(落下)등에 의한 사고하중(事故荷重)을 받는 해양구조물(海洋構造物)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상변형거동(損傷變形擧動)을 실용적(實用的)으로 추정(推定)할 수 있는 새로운 손상예측(損傷豫測) 모델을 제안(提案)한다. 본(本) 논문(論文)은 하중속도(荷重速度)가 비교적(比較的) 느리고 준정적(準靜的) 문제(問題)로서 다룰수 있는 경우만을 대상(對象)으로 하고 있다. 본연구(本硏究)에서 취급하는 원통부재(圓筒部材)는 양단단순(兩端單純) 지지(支持)되어 있고 축방향(軸方向)의 변위(變位)는 구속(拘束)되어 있으며, 하중(荷重)은 부재(部材)의 중앙위치(中央位置)에서 횡방향(橫方向)으로 작용(作用)한다고 가정(假定)한다. 지금까지의 연구성과(硏究成果) 및 본(本) 연구(硏究)에서 직접(直接) 수행(遂行)한 실험결과(實驗結果)를 바탕으로 사고하중작용시(事故荷重作用時)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상변형거동(損傷變形擧動)을 상세(詳細)히 파악(把握)하고, 국부(局部) Dent 손상(損傷) 및 전체적(全體的)인 굽힘 처짐의 상관효과(相關效果)를 고려(考慮)한 하중-손상변형(荷重-損傷變形) 관계식(關係式)을 도출(導出)하였으며, 실제적(實際的)인 원통부재(圓筒部材)에 대한 실험결과(實驗結果)와 본연구(本硏究)에서 제안(提案)한 예측(豫測) 모델에 의한 추정결과(推定結果)는 잘 대응(對應)하고 있다는 것을 확인(確認)하였다. 특(特)히, 이 같은 하중상태하(荷重狀態下)에서의 실제부재(實際部材)의 손상변형거동(損傷變形擧動)에 대하여는 국부(局部) Dent 손상(損傷)과 전체적(全體的)인 굽힘처짐의 상관효과(相關效果)가 매우 크다는 것을 알았으며, 본예측(本豫測) 모델은 이들의 효과(效果)도 잘 나타내고 있다.