• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.757-762
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• 2010

탄소섬유강화 복합재료는 금속재료에 비하여 높은 비강성과 비강도 등의 우수한 기계적 성질을 나타내고 있으며, 이러한 이유로 최근 경량화가 요구되는 항공기용 재료와 자동차용 재료 등으로 그 사용이 급격히 증가하여 금속재를 대체하고 있다. 그러나 대부분의 기계구조물에서는 반복하중에 의한 피로 파손이 주로 발생하고 있다. 그러므로 섬유강화 복합재를 사용한 기계구조물의 내구성을 확보하기 위해서는 이에 대한 피로 해석 및 내구성 평가가 필요하다. 따라서 피로 손상 모델을 이용하여 피로 시험으로부터 구한 손상량을 이용하여 피로손상 누적곡선을 획득하고 해석하였다.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.369-374
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• 2016

본 연구에서는 굽힘-비틀림 커플링(bend-twist coupled, BTC) 설계개념을 적용한 10 MW급 복합재 풍력 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다. BTC 설계개념은 동적 하중 상황에서 블레이드의 굽힘과 비틀림 거동 사이의 연동을 유도하여, 단면 받음각 변화에 의한 수동적인 적응 하중저감이 가능하다. 인자연구를 통해 최적의 BTC 설계인자를 추출하여 블레이드 구조설계에 적용하였다. BTC 개념이 동적 하중 감소에 미치는 영향을 가늠하기 위해 블레이드 루트 부에서의 피로등가하중을 계산한 결과, BTC 개념이 적용된 블레이드를 적용한 경우 피로등가하중이 2-3% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. BTC 효과를 시험적으로 검증하기 위해 1:29 비율의 블레이드 stiffener 축소모델을 제작하였으며, 정하중 시험을 통해 처짐 거동 시 끝단에서의 비틀림을 측정하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제33권3호
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• pp.193-200
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• 1998

고무소재는 다양한 종류별로 구조에 따라 다른 물성을 갖는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 EPDM 고무는 내후성과 내오존성이 뛰어나고 열이나 냉기, 습기의 노출에도 잘 견디는 것으로 밝혀진 바 있다. 한편 crosslinked IIR은 물과 기체투과에 대한 저항성이 큰 것으로 알려져 두가지 성분의 장점을 갖도록 EPDM/crosslinked IIR의 블렌드를 새로운 형태의 소재로 추천할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 EPDM과 crosslinked IIR의 블렌드비를 변화시키면서 가교시간과 블렌드후 물리/화학적 특성의 개선을 목표로 하였다. 결과적으로 30wt.%의 crosslinked IIR 조성을 갖는 블렌드소재가 내후성, 내오존성 및 내기체투과 특성이 뛰어나, O-링이나 전기관련 제품에 상업적으로 응용가능한 것으로 판단되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제52권2호
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• pp.99-104
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• 2017

Due to the depletion of fossil oil and the increasing oil price, bio-plastic is currently topical. Bio-based plastics are synthesized from plant resources, unlike conventional petroleum-based counterparts. Therefore, the former minimizes global warming and reduces carbon dioxide emission. Fossil polycarbonate (PC)has good mechanical and optical properties, but its synthesis requires bisphenol-A and phosgene gas, which are toxic to humans. To address these problems, the fused deposition 3D printing process (hereafter, FDM) is studied using environmentally-friendly and high-strength bio-based PC. A comparisonof the environmental impact and tensile strength of fossil PC versus bio-based PC is presented herein, demonstrating that bio-based PC is more environmentally-friendly with higher tensile strength than fossil PC. The advantages of bio-based PC are applied in the FDM process for the fabrication of environmentally-friendly baby toys.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.247-252
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• 2014

This paper presents a novel impact sensor which can be fabricated with smart paint made of grapheme. This smart nano paint can be easily installed on structures using a spray-on technique and that can make the sensor low cost and practical. The graphene effectively improves the piezoresistivity of the smart paint and that is available to achieve sensitive impact sensor with high gauge factor. The nano smart-paint can detect sufficient impact to cover the damaged energy range of the composite around 1~3J. The voltage outputs from the sprayed paints show fairly linear responses after signal processing. The impact makes deformation of the structure and it brings change of piezoresistivity of the paint and those converts into voltage output consequently by means of a simple signal processing system. The nano smart paint is lightweight and easily applied to the structural surface, and there is no stress concentration. The nano smart paint is expected to be a cost effective and sensitive multi-functional sensor for composites and other damage monitoring applications in the field of structural health monitoring.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.337-343
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• 2004

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인레스 강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 미끄럼 방향의 효과는 다르며 작용하는 마모 메커니즘의 형태에 의존한다. (2) 상온에서 경면 가공한 스테인리스 스틸에 대하여 미끄럼이 일어나면 AP 방향에서 높은 마모 저항과 낮은 마찰계수가 관찰되었다. (3) 복합재의 비마모율은 미끄럼 속도가 증가하면 N방향과 P방향에서는 감소하는 경향을 보이며, AP 방향에서는 증가하다가 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (4) 복합재의 마찰계수는 미끄럼 속도가 증가하면 3방향 모두 증가하다가 일정한 값에 수렴하면 N방향이 가장 크며, P방향과 AP방향 순이다. 이는 N방향에서 마찰초반에 발생한 섬유의 쟁기질에 의한 상대재 표면의 손상과 돌기변형에 따른 것이며, AP방향의 마찰계수가 가장 낮다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.117-126
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• 2010

본 논문은 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 휨 실험과 해석을 통하여 패널의 보강효과에 대하여 알아보고자 한다. FRP 복합재료 패널은 전통적인 재료인 강재와 콘크리트에 비해 단위 무게당 강도 및 강성이 크고 부식에 대한 높은 저항성, 절연성, 고내구성 및 낮은 열전도성 등 우수한 물성으로 유지관리 측면에서 매우 유리하여 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 극한 하중을 예측하고 실험을 수행하여 그 보강효과에 대한 고찰하였다. 복합재료 패널은 복합재료 패널 층의 유리섬유직조 형태에 따라 LT, DB, DBT로 구분하고 복합재료 패널의 층 개수에 따라 2ply, 3ply로 구분하였다. 실험을 수행한 결과, 해석과 일치하였으며 복합재료 패널로 보강한 철근 콘크리트 보가 극 한강도 측면에서 효율적이었다는 결론도 얻었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제7권6호
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• pp.457-468
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• 2007

Analytical and experimental investigation on dynamic properties of extra lightweight concrete sandwich beams reinforced with various lay ups of carbon reinforced epoxy polymer composites (CFRP) are discussed. The lightweight concrete used in the core of the sandwich beams was made up of extra lightweight aggregate, Lica. The density of concrete was half of that of the ordinary concrete and its compressive strength was about $100Kg/cm^2$. Two extra lightweight unreinforced (control) beams and six extra lightweight sandwich beams with various lay ups of CFRP were clamped in one end and tested under an impact load. The dimension of the beams without considering any reinforcement was 20 cm ${\times}$ 10 cm ${\times}$ 1.4 m. These were selected to ensure that the effect of shear during the bending test would be minimized. Three other beams, made up of ordinary concrete reinforced with steel bars, were tested in the same conditions. For measuring the damping capacity of sandwich beams three methods, Logarithmic Decrement Analysis (LDA), Hilbert Transform Analysis (HTA) and Moving Block Analysis (MBA) were applied. The first two methods are in time domain and the last one is in frequency domain. A comparison between the damping capacity of the beams obtained from all three methods, shows that the damping capacity of the extra lightweight concrete decreases by adding the composite reinforced layers to the upper and lower sides of the beams, and becomes most similar to the damping of the ordinary beams. Also the results show that the stiffness of the extra lightweight concrete beams increases by adding the composite reinforced layer to their both sides and become similar to the ordinary beams.

• Composites Research
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• 제13권5호
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• pp.1-9
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• 2000

광강도형 광섬유 진동센서를 이용한 구조물의 진동감지 및 판에서의 충격위치 검출에 관한 연구가 수행되었다. 광섬유 진동센서는 유리 모세관의 내부에 광섬유의 클래딩 부분이 서로 마주보게 하여 제작되며 그 중 한 쪽은 외팔보 형태이다. 진동이 센서에 가해지면 센서 내부의 외팔보가 진동하게 되고 그에 따라 맞은편 광섬유로 전해지는 빛의 강도가 변화하게 된다. 진동감지 실험을 위해 광섬유 진동센서를 복합재료 보의 표면에 부착하고 자유 진동 및 강제 진동에 대한 신호를 취득하였다. 충격 위치 검출에 관한 실험은 아크릴 판에 대하여 알려진 위치에 네 개의 센서를 표면에 부착하고 진동의 도달 시간을 FFT를 이용하여 측정하였다. 충격위치는 이러한 시간차이를 이용하여 계산되어졌다. 광섬유 진동센서는 상용센서인 갭센서와 동일하게 구조물의 진동을 감지하였으며 판에서의 충격위치를 비교적 정확히 측정하였다.

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.39-46
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• 2000

방전가공은 공구와 공작물 사이의 얇은 간극에 전류를 방전시켜 금속을 가공하는 방법이다. 방전 와이어 가공은 전도성 와이어를 사용하는 방전가공의 특수한 예로서, 펀치나 금형제조에 널리 이용되고 있다. 와이어 방전가공에서 와이어는 와이어 가이드 및 외팔보로서 지지되어 있다. 최근 생산성의 증가추세와 더불어 와이어의 이송속도가 증가함에 따라 외팔보의 진동 등으로 인한 기계 정밀도의 저하가 우려된다. 본 논문에서는 정, 동특성이 우수한 방전가공기용 복합재료 외팔보를 설계, 제작하였다. 끼워맞춤길이와 보강 적층수의 변화에 따른 정, 동특성의 변화를 살펴보기 위하여 시편을 제작하여 하중실험을 수행하였다. 또한 유한요소 해석을 수행하여 하중실험의 결과와 상호 비교하였다. 시편실험의 결과로부터 방전가공기용 복합재료 외팔보를 설계, 제작하여 기존의 금속 외팔보와 그 성능을 상호 비교하였다.