• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.47-53
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• 2006

본 논문에서는 탄소-페놀 복합재로 제조된 로켓 노즐 내열부품의 고온에서의 거동을 3차원 축대칭 유한요소 모델을 사용하여 해석하였다. 실제 작동 조건을 사용하여 카울 영역의 적층링을 해석한 결과 층각도, 축방향 치수, 경계조건은 적층링 내부의 응력 분포에 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다. 특히 링과 링 사이의 접합부분에서 모서리 탈락 현상의 전조 현상인 층간분리가 발생한다. 분리현상 이후에는 층각도 방향 전단응력과 축방향 압축응력에 의해 탈락 현상이 발생하는 것으로 판단된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제12권4호
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• pp.7-12
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• 1996

Present study was undertaken to investigate the leakage and friction of self-lubricating piston seal rings. A crank-piston type gas leakage test set-up was constructed. The piston rings were made of PTFE-polyimide composite. The free gap configurations of the seal rings were butt and step types. Eccentric tension rings were used to give the seal rings prepressure between the seal rings and cylinder wall. Two sizes of the tension rings were installed to investigate their effect on the gas leakage and friction of the seal rings. The results showed that step type seal rings are superior than the butt types. High tension spring rings resulted in low leakage and high friction loss. In order to reduce the gas leakage and friction loss of the piston seal rings, there should be compromise between the number of ring stages and prepressure of the tension rings.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.25-32
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• 2006

본 연구에서는 필라멘트 와인딩하여 제작된 복합재/알루미늄 링 시편의 극저온 특성을 고찰하였다. 링 시편은 탄소섬유와 극저온용으로 개발된 Type B 에폭시 수지를 사용하여 제작되었다. 상온으로부터 -150℃까지 링 시편의 열변형률 측정 결과, 극저온 영향에 의해 복합재 내에는 압축 열응력이 발생하였으나 알루미늄 내에는 항복응력의 약 32% 크기의 인장 열응력이 발생하였다. 그리고 이는 극저온에서 알루미늄의 소성하중을 낮추는 결과를 가져왔다. 또한, 실험으로부터 얻어진 극저온 물성을 사용하여 유한요소해석을 수행한 결과, 링 시편 실험을 통해 얻어진 열변형률과 잘 일치함을 보였다. -150℃에서 split disk 치구에 장착된 복합재/알루미늄 링 시편에 6회 하중 사이클을 수행한 후, -150℃에서 인장시험을 수행하였다. 그 결과, 라이너-복합재 탱크 구조물에 대하여 자긴압력 등이 가해질 때, 극저온에서는 자긴압력에 의해 복합재 강도가 상온 보다 더 크게 저하될 수 있음을 보였다.

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.257-263
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• 2021

복합재료는 높은 비 강성 및 비 강도 특성으로 인해 기체 혹은 액체 연료를 저장하기 위한 압력 용기의 설계 및 제작에 널리 활용되고 있다. 이에 따라, 압력용기의 파열압력 또는 파단 변형률의 기계적 특성의 보다 정확한 측정은 상용화 전에 필수적 요소이다. 그러나, 기존의 시험방법을 활용한 복합재료 압력 용기의 안전성 검증은 하중 전달 매체의 변형으로 인한 추가적인 에너지 손실의 발생과, 불필요한 하중 및 모멘트의 발생 등의 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 수직기둥의 이론적인 하중전달 정도와 적용 가능한 수직방향 변위를 고려하여 세그먼트형 링 버스트 시험장치를 설계하였다. 또한, 세그먼트 형 링 버스트 시험장치의 균일한 압력분포를 검증하기 위해 수치해석을 활용하였고, 수압 시험방법과 링 시편의 원주방향 응력 및 변형률 분포를 비교하였다. 복합재료 압력용기의 파괴 거동을 모사하기 위해 Hashin 파손 기준을 적용하였고, 실험적으로 파단 변형률을 측정하여 이를 수치해석 결과와 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권6호
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• pp.753-765
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• 2011

The radial vibration behaviors of a circular cylindrical composite piezoelectric transducer (CPT) are investigated. The CPT is composed of a piezoelectric ring polarized in the radial direction and an elastic ring graded in power-law variation form along the radial direction. The governing equations for plane stress state problem under the harmonic excitation are derived and the exact solutions for both piezoelectric and functionally graded elastic rings are obtained. The characteristic equations for resonant and anti-resonant frequencies are established. The presented methodology is fit to carry out the parametric investigation for composite piezoelectric transducers (CPTs) with arbitrary thickness in radial direction. With the aid of numerical analysis, the relationship between the radial vibration behaviors of the cylindrical CPT and the material inhomogeneity index of the functionally graded elastic ring as well as the geometric parameters of the CPTs are illustrated and some important features are reported.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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• pp.241-247
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• 2003

The sealing performance of O-ring is effected in environments of the O-ring seal, like that applied pressure, working temperature, pre-compressed ratio and materials. In this paper, design of composite O-ring under pressurized, compressed was optimized based on Taguchi experimental design method. and it analysed numerically using non-linear finite element method. Ogden model in which is developed based on the experimental data is used for simulating the contact stress and strain in NBR and PTFE materials. Sensitivity analysis was performed with FEM results, which are contact stress, strain and temperature as variable.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.61-71
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• 2017

GFRP와 강관으로 구성된 합성형 보강링 대하여 설계를 진행하고 휨거동을 분석하여 실험 결과 및 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 통한 결과와 비교하였다. GFRP 합성단면에 대한 유효폭을 ABAQUS beam모델과 이론값을 이용하여 검증하였으며, 또한 항복정도에 따라 변화하는 GFRP 보강링의 이론적인 변형률 값을 이용하여 항복하중, 균열하중, 극한하중을 구하여 실험결과와 비교하고 ABAQUS solid 모델을 이용하여 중립축의 변화를 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권4호
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• pp.373-381
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• 2017

A Collaborative Optimization (CO) methodology for ring-stiffened composite material pressure hull of underwater vehicle is proposed. Structural stability and material strength are both examined. Lamination parameters of laminated plates are introduced to improve the optimization efficiency. Approximation models are established based on the Ellipsoidal Basis Function (EBF) neural network to replace the finite element analysis in layout optimizers. On the basis of a two-level optimization, the simultaneous structure material collaborative optimization for the pressure vessel is implemented. The optimal configuration of metal liner and frames and composite material is obtained with the comprehensive consideration of structure and material performances. The weight of the composite pressure hull decreases by 30.3% after optimization and the validation is carried out. Collaborative optimization based on the lamination parameters can optimize the composite pressure hull effectively, as well as provide a solution for low efficiency and non-convergence of direct optimization with design variables.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.45-51
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• 2009

치아의 와동에 수복된 치과용 복합레진을 광(LED) 조사를 통해 경화 수축시키면서 음향방출(acoustic emission, AE)법을 이용하여 와동 벽면과 복합레진 사이의 계면상태를 실시간 해석하였다. 복합레진의 중합 수축에 의해 AE 신호들이 검출되었는데 계면 접착 상태가 나쁜 경우, 경화 수축률이 큰 초기 1분 동안 많은 AE 사상들이 관측되었으며, 이들 AE는 주파수범위가 주로 100-200kHz인 돌발형이었다. 인간치아 재질의 시편에서 발생된 AE 사상수는 스테인리스 스틸 시편보다 적었으나, PMMA 시편보다는 많았고 접착제의 도포 상태가 양호할수록 검출되는 AE 사상수는 적었다. AE 파라미터의 특성은 복합레진과 링재 사이의 접착부에서 발생하는 인장형 균열전파 및 복합레진의 수축에 따른 링재의 압축거동과 관련되었으며, 음향방출법이 치아 수복물의 접착성에 대한 비파괴 검사법으로써 유효함을 알았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.1665-1674
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• 1995

An optimum design has been performed to maximize specific energy (SED) of composite flywheel rotor for energy storage system. The flywheel rotor is assumed to be an axisymmetric thick laminated shell with a plane strain state for structural analysis. For the structural analysis the centrifugal force is considered and the stiffness matrix equation was derived for each ring considering the interferences between the rings. The global stiffness matrix was derived by integrating the local stiffness matrix satisfying the conditions of force and displacement compatibilities. Displacements are then calculated from the global stiffness matrix and the stresses in each ring are also calculated. 3-D intra-laminar quadratic Tsai-Wu criterion is then used for the strength analysis. An optimum procedure is also developed to find the optimal interferences and lay up angle to maximize SED using the sensitivity analysis.