• 한국재료학회지
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• 제9권8호
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• pp.763-767
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• 1999

자동차, 항공기 및 기타 산업에서 복합재료의 사용은 증가되어 왔고 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 복합재료중의 하나인 Carbon-epoxy 복합재료의 열 특성에 관하여 알아보았다. 반복적인 냉각과 가열이 부가되는 열 피로에서 복합재료의 탄성계수의 변화를 관찰하여 봄으로써 복합재료가 가지고 있는 여러 열 특성에 관하여 연구하였다. 일반적으로 복합재료는 온도가 증가하면 탄성계수가 감소한다고 알려져 있다. 이러한 결과와는 달리 본 연구에서 수행한 실험에서는 열 피로가 부가되었을 때에는 어느 정도 온도까지는 탄성계수가 증가하다가 다시 감소하는 특이한 현상을 관찰할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권3호
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• pp.77-85
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• 2020

In this study, we proposed a method to replace the solid finite element model of the boiler membrane wall for coal-fired power plants using an equivalent shell model. The application of a bending load to the membrane wall creates greater displacement at both ends of the central portion when compared with the middle when an isotropic elastic constant is used in the shell model. This is inconsistent with the results of the solid model where the central portion is uniformly deformed. Here, we presented a method to determine the orthotropic elastic constants of the shell model in terms of bending stiffness and vibration characteristics to solve this problem. Our analysis of the orthotropic shell model showed that the error ratio was 0.9% for the maximum displacement due to the bending load, 0.3% for the first natural frequency, and 2.5% for the second natural frequency when compared with the solid model. In conclusion, a complicated boiler membrane wall composed of a large number of pipes and fins can be replaced with a simple shell model that shows equivalent bending stiffness and vibration characteristics using our proposed method.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.125-129
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• 2005

A micromechanical model for predicting the elastic constants of stitched multi-axial warp knitted (MWK) composite is developed. The averaging method is used to obtain effective properties of stitched MWK fabric composites. In the analysis, a representative volume of the MWK fabric composite is identified. The geometric limitations, effects of stitching yarns and design parameters of MWK fabric composites are considered in the model. Then, the elastic properties of stitched MWK fabric composites are predicted. Finally, the predicted elastic constants are validated by comparison with experimental data. The predicted results are in fair agreement with the experimental results.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.131-134
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• 2002

Braided carbon fiber reinforced Al matrix composites were developed and characterized. Braided carbon fiber preforms with braiding angles of $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$ were manufactured by using a braiding machine. The manufactured braided carbon fibers were used as reinforcement to fabricate Al matrix composites by employing a pressure infiltration casting method. In the processing of pressure infiltration casting, important processing parameters such as melting temperature, preheating temperature of preform and applied pressure were optimized. Prediction of elastic constants on composites was performed by using the volume averaging method, which utilizes the coordinate transformation and the averaging of stiffeness and compliance constants based upon the volume of each reinforcement and matrix material. The elastic moduli of composites were evaluated by using Resonant Ultrasound Spectroscopy(RUS) method and compared with the elastic moduli obtained from static tensile test method.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.346-353
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• 2012

한 개의 평면이방성 시험편으로부터 5개의 독립적 탄성상수를 결정할 수 있는 방법을 찾기 위하여 다중 시험편 시험을 수행하였다. 실험에는 유상구조가 뚜렷한 유문암의 7개의 서로 다른 각도를 갖는 총 35개 시험편을 사용하였다. 제 2보인 본 연구에서는 측정된 변형률과 해석된 탄성상수를 통계적으로 분석하고 참값을 결정하는데 중점을 두었다. 통계분석의 결과로서, 측정자료의 신뢰성은 충분히 확보되었으며, 15도 시료를 제외한 시료에서 SV 식의 적용성이 매우 높은 것으로 밝혀졌다. 각도가 증가함에 따라 탄성상수의 상대표준편차는 대체로 작아지는 경향진다. 이는 측정값의 편차가 작아지기 때문에 발생하는 현상이기도 하지만, 각도가 클수록 SV 식이 잘 적용되기 때문이라고 유추할 수 있다. 분석된 5개의 탄성상수의 크기는 높은 신뢰성을 갖고 있어 실험에서 얻을 수 있는 참값이라 할 수 있다. 그러나 이러한 값으로부터 예측한 겉보기 탄성계수는 실측된 크기들을 표현할 수 없는 것으로 판명되었다. 이러한 불일치로 미루어 겉보기 탄성계수의 크기를 감소시키거나 또는 전단변형률이 증가시키는 요인이 실험이나 평면이방성 특성에 존재한다고 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.51-61
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• 2000

본 논문은 구조물의 미시적 측면에서 유효평균탄성계수를 결정하기 위한 균질화기법인 점근적 방법을 적용하였고, 탄성값을 조사하기 위하여 유한요소법으로 정식화하였다. 수치 예로서 물성치가 각기 다른 등방성 재료를 적층한 부재의 임의 단면에서 단위요소를 해석영역으로 설정하고 산출된 탄성계수를 기존의 해석방법으로부터 산출된 값과 비교하였다. 균질화기법으로 산출된 탄성계수는 과소평가되어 나타나며, 이는 해석영역을 유한요소 정식화하는 과정에서 수정항만큼 차이가 난다는 것을 증명하였다. 기존 해석방법으로는 복합재료의 탄성계수가 단순히 재료의 산술적 평균값으로 계산되는 것과는 달리, 미시적으로 복합재 단위요소의 반복성을 고려함으로써 제안된 해석방법이 보다 유용하다는 것을 보여 주었다.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.72-78
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• 2001

평면 이방성 암석의 시추 코아를 이용하여 일회의 단축압축시험만으로 이방성 탄성계수를 구하는 방법이 김호영에 의하여 제시되었으나 실험을 통하여 검정한 결과, 한 방향의 포아송비 v$_2$만을 사용하여 탄성계수를 구하는 방법에 문제가 있음이 발견되었다. 본 연구에서는 두 가지의 포아송비, v$_{12}$와 v$_{21}$을 사용하여 이방성 탄성계수를 계산하는 식을 유도하였고, 이방성의 각이 30$^{\circ}$와 65$^{\circ}$인 2개의 시편에 대하여 이방성 탄성계수를 측정하였다. 이방성 탄성계수는 이방성의 각에 따라 다른 식을 사용하여야 되며, 이방성 각이 45$^{\circ}$이하인 경우 v$_{21}$을, 이방성 각이 45$^{\circ}$이상인 경우에는 v$_{12}$를 이용하여 탄성계수를 계산하여야 할 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.252-262
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• 2008

한 개의 평면이방성 시험편의 일축압축시험을 통하여 얻을 수 있는 변형률은 최대 4개이므로 5개의 독립적 탄성상수를 이론적으로 결정할 수 없다. 이런 문제를 해결하기 위하여 Saint Venant에 의하여 가정식이 제안되었는데 Lekhnitskii는 실험 경험을 통하여 이 식을 재확인하였다. 그러나 이 식은 열동력학적인 탄성상수를 얻기 어려우며, 실험에서 이의 적용에는 한계가 있음이 경험적으로 발견되었다. 이에 새로운 가정식을 제안하였으며, 설정된 평면이방성 암석의 모델에서 이러한 제안식들의 적합성을 검토하였다. 그 결과 Lekhnitskii의 제안식은 경사각이 큰 시험편에는 유효하지만 $25{\sim}30$도 이하에서는 참값과 큰 오차를 보이는 결과로 해석되어 적용의 한계성이 있음이 밝혀졌다. 3개의 제안식들은 유효성이 각각 다르게 나타나는데 적합성은 시험편의 경사각에 좌우되며 탄성상수의 크기에 거의 무관한 것으로 판명되었다. 시험편의 경사각에 따라 가정된 식을 선택해야하는 지침이 본 연구의 결과로 제공되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.155-165
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• 1996

Growth of $LiNbO_3$ single crystal by Czochralski method was carried out to study the piezoelectric effects. Piezoelectric coefficients and elastic compliances of the $LiNbO_3$ single crystal were determined by the resonance method of length-extentional mode of bar resonator from the room temperature up to $100^{\circ}C$. Two dielectric constants of $LiNbO_3$ were also determined by measuring the capacitance of the plate specimen. Measured constants were piezoelectric coefficients $d_{15},d_{22},d_{31},d_{33}$ elastic compliances $s^E_{11},s^E_{33},2s^E_{13}+2s^E_{44},s^E_{14}$ and dielectric constants $K^T_{11},K^T_{33}$. As temperature increased, elastic compliances changed very slowly while piezoelectric coeffiecients and dielectric constant $K^T_{33}$ changed very rapidly. Electromechanical coupling constant of zyw ($45^{\circ}C$)-bar was as high as 0.51 in room temperature and nearly constant up to $1000^{\circ}C$. The increase of piezoelectric coefficients was mainly due to the increase of dielectric permittivity.

• 한국재료학회지
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• 제9권7호
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• pp.670-674
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• 1999

탄성계수의 정밀측정은 과학적인 관점과 공학적인 관점 모두 중요하다. 과학적인 관점에서 본다면 탄성계수를 측정함으로써 원자와 원자사이, 이온과 이온 사이의 bending에 관한 해석 및 이해중진의 중요한 도구가 되며 공학적인 측면에서 본다면 공학적인 기계설비에 반드시 고려해야 할 설계기준 중의 하나이다. 본 연구에서는 보다 정확한 탄성계수 측정을 위해 두 가지의 동적 진동실험(음향 공진법과 충격가진 방법)을 비교해 보았으며, 이 두 실험적으로 얻은 공진수파수는 Euler 빔 방정식과 Timoshenko 빔 방정식에 각각 적용하여 그 차이를 비교해 보았다.