• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.644-649
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• 2017

자동차 산업에서는 환경 문제와 국제 유가 상승 등으로 인한 차량 경량화에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라 알루미늄 합금과 특수 소재 등이 차량 중량을 줄이는데 활용되고 있지만 비용과 강도 측면에서 철강소재를 극복하기 에는 여전히 많은 어려움이 있다. 따라서 강도와 성형성이 좋은 AHSS(Advanced High Strength Steel) 소재의 적용이 증가하고 있다. 특히 운전자 보호를 위한 안전 규제가 강화되면서 센터필러 (Center Pillar), 루프레일 (Roof Rail) 부분에 1.2GPa급 초고강도 강재의 적용이 점차 늘어나고 있으며 이종강재에 대한 자동차 차체 적용 또한 점차 증가하고 있다. 본 연구에서는 SGAFC1180 1.2t 강재의 저항 점용접성 및 용접부의 특성을 파악하였다. 시뮬레이션을 이용하여 너깃의 생성 및 성장 거동을 관찰하였으며 예측 성능은 오차율 10% 이내에서 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이러한 거동이 공정변수인 동저항에 미치는 영향을 파악하였고 전단인장강도 및 너깃 직경과의 상관관계를 고찰하였다. 본 연구를 통하여 동저항의 패턴을 인식하여 패턴의 형태에 따라 용접 상태를 분류하고 용접 품질을 판단하는 시스템도 제안할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.81-88
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• 2018

공기와 초경량 소재인 에어로젤을 이용하여 소방용 특수방화복의 무게를 경량화하고자 하였다. 3겹(겉감, 중간층, 안감)으로 구성된 특수방화복을 경량화하기 위해서는 총무게에서 가장 큰 비중을 차지하는 안감을 신소재로 대체하는 것이 가장 효과적이었다. 열보호 성능시험은 대류 열원(ASTM D 4108), 복사 열원(KS K ISO 6942) 및 대류와 복사 혼합 열원(KS K ISO 17492)에 대해 수행하였다. 안감의 펠트를 공기층으로 대체하였을 경우 공기층이 최소 3 mm 이상일 때 열보호 성능이 KFI와 ISO 기준을 충족하였다. 그러나 공기층의 두께가 10 mm까지 늘어나도 열보호 성능이 기존 제품의 성능에 미치지 못했다. 안감의 펠트를 에어로젤로 대체하였을 경우 에어로젤의 두께가 2 mm일 때 TPP (ASTM D 4108) 값이 KFI 기준을 충족하였으며, 에어로젤의 두께가 3 mm일 때는 TPP 값이 기존 특수방화복보다 약 140% 향상되었다. 에어로젤을 사용할 경우 특수방화복의 경량화 뿐만 아니라 열보호 성능까지 향상됨을 확인하였다. 그러나 에어로젤은 부서지기 쉬운 성질이 있어서 특수방화복을 구성하는 층 사이에 일정한 두께로 고정시키는 방법이 향후 고려되어야 한다.

• 대한인간공학회지
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• 제33권6호
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• pp.565-575
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• 2014

Objective: The aim of this study is to evaluate the effect of weight of load and time on the physical workload of repetitive upper-limb tasks with handling light weight loads using EMG and perceived discomfort, and to investigate the relationship between EMG and perceived discomfort for those repetitive tasks of moving light weight loads. Background: Repetitive upper-limb motion is known as one of the main risk factors of musculoskeletal disorders, and a lot of repetitive tasks are carried out while handling light weight loads in the industry. In evaluating the workload of repetitive tasks handling light weight loads, EMG and perceived discomfort can be used, though their relationship in those work conditions are not much investigated. Method: A laboratory experiment with 18 healthy males were conducted to record EMG signals from 5 muscle sites of the right arm and shoulder and rate perceived discomforts for the body parts and the whole body while carrying out repetitive materials-handling tasks for 52min. The subjects were divided into 3 groups which handled the loads of 1kg, 2kg and 3kg, respectively. ANOVAs were conducted to analyze the effects of the weight and time on RMS of EMG amplitude (normalized RMS: NRMS), median frequency of power spectrum of EMG (normalized MDF: NMDF) and perceived discomfort. The correlations between NRMS and NMDF and perceived discomfort were also analyzed. Results: Statistically significant muscular fatigue effects were not found from NRMS and NMDF in most muscles, while there were significant increases of discomfort as the task time elapsed. It was shown that there were an increasing trend of the muscular activity as the weight of load increased and a decreasing trend of median frequency of EMG of upper and lower arms as time elapsed. It was found that there were significant negative correlations between NMDFs from the lower arm and discomfort ratings, though the relationships were weak. Conclusion: It can be concluded that the working conditions adopted in this study were not enough to induce muscular fatigue, while there was significant increase in perceived discomfort. A further study is necessary to integrate the objective and subjective measures for more reliable and sensitive evaluation of workload of repetitive tasks of handling light weight loads. Application: This study can be used as a basic study for the evaluation of workload of repetitive tasks handling light weight loads.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.25-34
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• 2010

본 연구에서는 전국 화력발전소에서 부산되는 7,200만톤에 이르는 누적 매립회량을 대량 활용하기 위해 매립회의 특성 연구를 진행하였다. 일부 화력발전소에서는 비회와 저회가 분리되어 매립되고 있으나, 대부분의 화력발전소에서는 혼합 매립되고 있어 매립회의 공학적 특성이 규명되지 않아 이러한 공학적 특성을 규명하고자 영흥화력본부, 삼천포화력본부에서 부산되는 매립회와 비회를 사용하여 실험을 실시한 후 두 발전소의 매립회와 비회의 공학적 특성을 비교 분석하였다. 석탄회를 건설재료로 활용하기 위해 시료의 물리적 특성을 규명하고자 비중, 단위중량, 입도분석시험을 실시하였고, 역학적 특성을 규명하고자 삼축투수시험, 직접전단시험, 일축압축강도시험, 다짐시험을 실시하였다. 그리고 각 발전소에서 부산되는 석탄회의 특성을 알아보고자 무연탄 및 유연탄을 사용하는 발전소에서 부산된 석탄회의 공학적 특성들을 비교 고찰하였다. 시험결과 경량성의 건설재료로써 유연탄 발전소에서 부산된 석탄회를 사용하는 것이 유리하며 뒷채움재로의 활용은 투수계수가 상대적으로 큰 무연탄을 사용하는 발전소에서 부산되는 석탄회를 사용하는 것이 효과적이라 판단된다. 본 논문에서는 영흥화력본부의 비회가 가장 작은 투수계수를 나타냈으므로 불투수층을 요구하는 현장에 적용하기에 가장 적합할 것이라 판단된다.

• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.7-13
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• 2010

CNG 차량에서 실사용 중 Type3 복합재료 압력용기의 외부 복합재 층에 결함이 발생된다면, 용기의 구조적 성능 즉, 원래의 설계수명보다 반복수명이 감소되는 현상을 초래할 수 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 복합재 결함을 고려한 복합재료 압력용기의 유한요소 모델링과 해석 기법을 제시하였다. Type3 복합재료 압력용기의 유한요소해석은 자긴처리 공정에서 알루미늄 라이너의 소성 변형으로 인해 경로 의존적 현상을 보이므로, 실사용 중 결함이 발생되는 실제 환경을 고려한 해석에서 결함은 자긴압력 이후에 도입되어야한다. 이러한 상황의 사실적인 시뮬레이션을 위해, 해석의 중간단계에서 결함이 도입되는 유한요소 모델링과 해석 기법이 제시되었으며, 해석결과는 해석의 시작단계에서부터 모델에 초기결함을 내포하는 일반적 유한요소해석과 비교되었다. 제안된 해석 기업은 Type3 복합재료 압력용기의 복합재층 손상에 따른 영향성 평가 및 실사용 중에서의 검사 기준을 마련하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.27-32
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• 2013

무선 신체 영역 네트워크 (WBAN)는 블루투스 활성화 장치 및 PDA와 같은 작고 가벼운 무선 시스템의 출현에 의해 가능하게 되었다. 안테나는 WBAN 시스템의 필수적인 부분입니다 및 기술적 요구 사항과 물리적 제약 여러 가지에, 자신의 디자인 및 배치의 주의 깊은 고려가 필요하다. 의류의 일부는 건강 관리 응용 프로그램에서 추적 및 네비게이션 등의 통신 기능을 제공하기 위해 본 논문은 착용할 수 있는 안테나의 디자인을 제안하고 있다. 착용할 수 있는 안테나의 기판은 착용할 수 있도록 하기 위해서 경량, 낮은 유지 보수, 눈에 거슬리지 않는 작은 크기로 만들도록 섬유 재료로 만든다 본 논문은 안테나 디자인 WBAN 요구 사항을 만족 하는지 확인하기 위해 섬유/기판의 유형을 포함하여 착용할 수 있는 안테나에 대한 다른 매개 변수의 영향을 조사한다. 안테나의특성 및 동작은 무선 표준 기술 및 시스템 요구 사항에 의해 설정된 사양을 준수 할 필요가 있다. 이것은 다양한 유닛의 송신 및 수신 주파수 대역을 적절하게 선택될 필요가 있다는 것을 의미한다. 인체에 노출 될 수 있는 힘의 레벨에 제한이 있기 때문에, 안테나 등의 RF 시스템의 구성 요소는 이러한 제한을 충족하도록 설계 되어야한다. 직접 전력 전송에 영향을 미치는 안테나 이득, 안전 지침 내에 전력 레벨을 보장하는 중요한 매개 변수이고 설계에 가장 중요하다. WBAN 안테나 및 장치와 인체 사이의 전자기 상호 작용은 또한 탐색 할 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.151-160
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• 2017

Growing demand and rapid development of the synthetic fiber rope in mooring system have taken place since it has been used in deep water platform lately. Unlike a chain mooring, synthetic fiber rope composed of lightweight materials such as Polyester(polyethylene terephthalate), HMPE(high modulus polyethylene) and Aramid(aromatic polyamide). Non-linear stiffness and another failure mode are distinct characteristics of synthetic fiber rope when compared to mooring chain. When these ropes are exposed to environmental load for a long time, the length of rope will be increased permanently. This is called 'the creep phenomenon'. Due to the phenomenon, The initial characteristics of mooring systems would be changed because the length and stiffness of the rope have been changed as time goes on. The changed characteristics of fiber rope cause different mooring tension and vessel offset compared to the initial design condition. Commercial mooring analysis software that widely used in industries is unable to take into account this phenomenon automatically. Even though the American Petroleum Institute (API) or other classification rules present some standard or criteria with respect to length and stiffness of a mooring line, simulation guide considers the mechanical properties that is not mentioned in such rules. In this paper, the effect of creep phenomenon in the fiber rope mooring system under specific environment condition is investigated. Desiged mooring system for a Mobile Offshore Drilling Unit(MODU) with HMPE rope which has the highest creep is analyzed in a time domain in order to investigate the effects creep phenomenon to vessel offset and mooring tension. We have developed a new procedure to an analysis of mooring system reflecting the creep phenomenon and it is validated through a time domain simulation using non-linear mooring analysis software, OrcaFlex. The result shows that the creep phenomenon should be considered in analysis procedure because it affects the length and stiffness of synthetic fiber rope in case of high water temperature and permanent mooring system.

• International Journal of Railway
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• 제2권3호
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• pp.124-126
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• 2009

Energy savings can be achieved with optimum energy consumptions, brake energy regeneration, efficient energy storage (onboard, line side), and primarily with light weight vehicles. Over the last few years, the rolling stock industry has experienced a marked increase in eco-awareness and needs for lower life cycle energy consumption costs. For rolling stock vehicle designers and engineers, weight has always been a critical design parameter. It is often specified directly or indirectly as contractual requirements. These requirements are usually expressed in terms of specified axle load limits, braking deceleration levels and/or demands for optimum energy consumptions. The contractual requirements for lower weights are becoming increasingly more stringent. Light weight vehicles with optimized strength to weight ratios are achievable through proven design processes. The primary driving processes consist of: $\bullet$ material selection to best contribute to the intended functionality and performance $\bullet$ design and design optimization to secure the intended functionality and performance $\bullet$ weight control processes to deliver the intended functionality and performance Aluminium has become the material of choice for modern light weight bodyshells. Steel sub-structures and in particular high strength steels are also used where high strength - high elongation characteristics out way the use of aluminium. With the improved characteristics and responses of composites against tire and smoke, small and large composite materials made components are also found in greater quantities in today's railway vehicles. Full scale hybrid composite rolling stock vehicles are being developed and tested. While an "overdesigned" bodyshell may be deemed as acceptable from a structural point of view, it can, in reality, be a weight saving missed opportunity. The conventional pass/fail structural criteria and existing passenger payload definitions promote conservative designs but they do not necessarily imply optimum lightweight designs. The weight to strength design optimization should be a fundamental design driving factor rather than a feeble post design activity. It should be more than a belated attempt to mitigate against contractual weight penalties. The weight control process must be rigorous, responsible, with achievable goals and above all must be integral to the design process. It should not be a mere tabulation of weights for the sole-purpose of predicting the axle loads and wheel balances compliance. The present paper explores and discusses the topics quoted above with a view to strengthen the recommendations and needs for the weight optimization by design approach as a pro-active design activity for the rolling stock industry at large.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.86-94
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• 2021

PCB 기반 전개형 태양전지판은 경량화 및 전기적 연결의 용이성으로 주로 큐브위성에 사용되나, 태양전지판의 면적이 증가할수록 발사환경에서 유발되는 굽힘거동이 증가하기 때문에 태양전지셀의 구조건전성 보장에 한계가 있다. 종래에는 태양전지판의 강성증가를 통해 굽힘거동을 최소화하고자 알루미늄 및 복합재 기반의 보강재를 또는 태양전지판을 적용하였지만, 태양전지판의 부피 및 무게 증가로 제한적인 설계요구조건을 가진 태양전지판의 단점으로 작용한다. 본 연구에서는 점탄성 테이프로 다층 박판을 적층하여 고댐핑 특성 구현이 가능한 6U 규격의 고댐핑 적층형 태양전지판을 제안하였다. 제안된 태양전지판의 기본특성파악을 위해 자유감쇠시험을 수행하였으며, 인증수준의 발사진동시험을 통해 설계유효성을 입증하였다. 또한, 시험결과를 토대로 일반 PCB 태양전지판과 고댐핑 적층형 태양전지판의 진동특성을 예측하고 비교분석을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.201-215
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• 2022

본 연구에서는 초고온 환경에서 내화학성 및 열적 안정성이 우수한 지오폴리머 기반의 알루미노실리케이트 레진과 세라믹 섬유를 활용한, 목표주파수 X-band(8.2 GHz to 12.4 GHz)에서 전자파를 흡수하는 세라믹 복합재(Radar-absorbing ceramic composite, RACC)를 구현하였다. 주 성분이 FeSi인 판형 구조의 샌더스트 자성 입자를 분산시킨 알루미노실리케이트 레진은 목표 주파수 대역에서 자성 및 유전손실 특성을 발휘하였고, 입도와 무게분율별 유전특성을 Cole-Cole Plot으로 표현하였다. 샌더스트가 분산된 알루미노실리케이트 레진의 미세구조, 화학적 성분 및 결정, 자기 및 열적 특성 등을 분석하기 위해 SEM, EDS, VSM 및 TGA를 측정하였다. 샌더스트의 입도 크기 35 ㎛, 무게분율 40 wt.%를 분산시킨 레진의 유전손실 특성을 활용하여, X-band에서 약 1.51 GHz 대역폭에 대해 -10 dB 이하의 반사손실 성능을 발휘하는 단층형(t = 1.585 mm) RACC를 설계 및 제작하였다. 제작된 RACC의 초고온(25℃ to 1,000℃)에서 전자파 흡수 거동을 살피기 위해 개발된 초고온 환경 자유공간측정 장비를 활용하여 X-band 대역에서 그 성능을 검증하였다.