• Elastomers and Composites
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• 제37권2호
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• pp.86-98
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• 2002

본 연구에서는 실리카/카본블랙 혼합사용과 카본블랙 단독 사용의 경우 상온 또는 고온에서의 인장강도(modulus) 및 인열저항성, 내cutting성, 내crack성을 비교 평가하였다. 실리카와 카본블랙의 함량비 및 단계배합 방법을 통해 NR 가황물을 제조하였으며, 충전제의 함량은 60phr로 고정하였고, semi-EV 가황시스템을 적용하여 실험을 실시하였다. 실리카의 분산은 25phr이하일 때 양호하였으며, 실리카/카본블랙의 함량비가 25/35인 경우 인열에너지, 내crack특성, 내cutting특성이 가장 우수하였다. 충전제로써 카본블랙 단독사용과 실리카/카본블랙(25/35) 혼합사용의 경우를 비교해 보면, 열화에 따른 modulus 및 인장강도, 인열에너지는 실리카/카본블랙(25/35)을 사용한 시편이 더 낮은 감소율을 나타내었다. Cutting특성에서는 카본블랙 단독 사용보다는 실리카/카본블랙(25/35) 혼합사용의 경우가 더 높은 cutting 저항성을 나타내었다. 내crack 특성 또한 실리카/카본블랙(25/35)을 혼합사용한 경우가 온도에 따른 더 높은 변형에너지 완화율(Gp)에도 불구하고 더 낮은 크랙성장속도를 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.29-33
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• 2009

본 연구에서는 Al6061-T6 소재의 알루미늄 라이너와 탄소섬유-에폭시 및 유리섬유-에폭시 복합 소재를 적층으로 감아서 제조한 복합소재 연료탱크에 대한 강도안전성을 유한요소법(FEM)으로 해석하였다. 복합소재 연료탱크는 내구성 향상을 위해 자긴공정(autofrettage process)으로 제조한 다음에 압축천연가스를 공급하였다. 자긴공정을 거친 가스탱크의 응력안전에 대한 FEM 해석결과는 미국의 DOT-CFFC와 한국의 KS 설계안전 평가기준과 비교 평가하였다. FEM 계산결과에 의하면, 자긴공정을 거친 연료탱크의 응력강도는 돔 지역에서 약간 불안정한 것으로 나타났고, 몸체의 평행부에서는 비교적 균일한 안정성을 보여주고 있다. 자긴공정을 거친 복합소재 연료탱크의 평행부에서 관찰된 강도안전성 데이터는 평가기준 데이터로 제공된다. 9.2리터의 복합소재 연료탱크의 응력강도 안전성에 대한 계산결과에 따르면, 미국의 DOT-CFFC와 한국의 KS 평가기준치를 모두 만족하는 것으로 나타났기 때문에 안전한 설계라 할 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권1호
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• pp.67-72
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• 2004

은수원사시나무 파티클과 저밀도 폴리에틸렌을 50:50, 60:40, 70:30의 3종류 혼합비율로 열압온도 145℃와 열압시간 5분에서 목질플라스틱패널을 제조하였다. 본 연구에서 목질플라스틱패널을 제조하는데 왁스와 접착제 등 어떤 첨가제도 사용하지 않았다. 제조한 목질플라스틱패널의 밀도, 박리강도, 휨탄성계수, 휨파괴계수, 두께팽창률 및 물흡수율에 대한 성질을 측정하여 패널의 성능을 평가하였다. 성능평가한 data를 SAS programing package에 의해 통계분석한 결과에 의하면 목질플라스틱패널의 박리강도, 휨파괴계수 등의 성질은 목재/폴리에틸렌 혼합비율이 50:50으로 제조된 패널이 다른 혼합비율인 60:40과 70:30으로 제조된 패널보다 5% 수준에서 높게 나타났다. 목질플라스틱패널의 치수안정화를 기준으로 볼 때, 목재/폴리에틸렌 최적의 혼합 비율이 60:40이라는 결과를 보여줬다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권3호
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• pp.275-291
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• 2023

This paper has focused on presenting vibration analysis of trapezoidal sandwich plates with 3D-graphene foam reinforced polymer matrix composites (GrF-PMC) core and FG wavy CNT-reinforced face sheets. The porous graphene foam possessing 3D scaffold structures has been introduced into polymers for enhancing the overall stiffness of the composite structure. Also, 3D graphene foams can distribute uniformly or non-uniformly in the plate thickness direction. The effective Young's modulus, mass density and Poisson's ratio are predicted by the rule of mixture. In this study, the classical theory concerning the mechanical efficiency of a matrix embedding finite length fibers has been modified by introducing the tube-to-tube random contact, which explicitly accounts for the progressive reduction of the tubes' effective aspect ratio as the filler content increases. The First-order shear deformation theory of plate is utilized to establish governing partial differential equations and boundary conditions for trapezoidal plate. The governing equations together with related boundary conditions are discretized using a mapping-generalized differential quadrature (GDQ) method in spatial domain. Then natural frequencies of the trapezoidal sandwich plates are obtained using GDQ method. Validity of the current study is evaluated by comparing its numerical results with those available in the literature. It is explicated that 3D-GrF skeleton type and weight fraction, carbon nanotubes (CNTs) waviness and CNT aspect ratio can significantly affect the vibrational behavior of the sandwich structure. The plate's normalized natural frequency decreased and the straight carbon nanotube (w=0) reached the highest frequency by increasing the values of the waviness index (w).

• Elastomers and Composites
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• 제36권2호
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• pp.111-120
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• 2001

NR/NBR 혼합고무 컴파운드의 기계적 물성과 아연 및 황동피복 강선과의 접착특성에 대해 NR/NBR 조성비에 대한 함수로 조사하였다. Mooney 점도와 응력이완시간은 NBR 함량의 증가에 따라 감소하였다. NBR 함량증가에 따라 모듈러스는 전반적으로 증가하였고, 인장강도의 경우 NBR 함량이 40 phr 이하일 경우 유사한 수준을 보이다가 $50{\sim}60\;phr$일 때 최소치를 보인 후 다시 증가하는 경향을 보인 반면, 파괴점에서의 변형은 NBR 함량이 50 phr 이하의 범위에서는 선형적인 감소를 보인 후 50 phr 이후에서는 거의 유사한 수준을 보였다. NR/NBR 혼합고무 컴파운드는 NR과 NBR의 유리전이온도인 $-10^{\circ}C$와 $-55^{\circ}C$에서 탄성모듈러스의 급격한 전이와 tan ${\delta}$ 피크를 나타내 비상용성 블렌드의 거동을 나타내었다. 접착력(pullout force)과 rubber coverage 공히 NBR 함량이 증가함에 따라 급격히 감소하여 NR/NBR 혼합비가 50/50인 경우 NR 컴파운드 대비 약 40% 수준을 보였고, 순수한 NBR 컴파운드의 경우 접착력은 다시 증가하여 NR 컴파운드 대비 약 90% 수준의 접착력을 보였다. Auger spectrometer 분석결과 NBR 함량이 증가할수록 황함량이 감소하였고, 이는 강선-고무간 접착계면에서 접착층이 충분히 성장하지 못했다는 것을 의미하고 접착성능 하락의 원인으로 해석하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권1호
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• pp.12-22
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• 2004

라디오 주파수(13.56 MHz) 무전극 종형 플라즈마 반응기를 이용하여 천연고무 가교체의 표면을 클로로디플루오로메탄으로 처리하였다. FT-적외선 분광분석으로 표면개질 정도를 정성적으로 조사하였다. 플라즈마 처리표면의 마찰힘은 플라즈마 처리시간 증가에 따라 감소하였다. 고무표면에 에틸렌글리콜과 물을 떨어뜨려 접촉각을 측정한 결과 플라즈마 처리에 따라 감소하는 것으로 미루어 플라즈마 개질에 따라 표면극성이 증가하는 것을 확인하였다. 유리판 표면을 동일조건으로 플라즈마 처리한 경우는 극성의 감소만이 확인되었다. 표면자유에너지의 London 비극성 및 극성요소를 계산하는데 있어서 기하평균법과 조화평균법이 유용한 것으로 확인되었다. 평균방법에 관계없이 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 표면자유에너지는 증가하였다 그러나 조화평균법으로 계산된 자유에너지가 기하평균법으로 계산된 값에 비해 상대적으로 높았다. 플라즈마 표면개질은 마찰의 계면, 히스테리시스, 점성요소들에 영향을 미침으로써 마찰계수를 변화시키는 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.104-110
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• 2018

본 연구에서 수직축 풍력 발전기의 복합재 블레이드 및 타워에 대한 구조 설계 및 해석 방안을 제시하였다. 본 연구에서 수직축 블레이드의 설계 및 제작 수행 후 풍력 발전기 타워의 구조 설계를 수행하였다. 먼저 블레이드와 타워의 설계 요구 조건 및 사양이 정립되었다. 타워 구조 설계 이후 유한 요소 해석을 통하여 타워의 구조 해석을 수행하였다. 적용된 하중에서 응력, 변형, 고유 진동수 해석이 수행되었다. 구조 해석을 통해 타워 형상의 개선 설계 방안을 제시하였다. 최종 설계된 타워 구조는 구조 해석을 통해 안전한 것으로 확인되었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.149-153
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• 2000

Substituting composite structures for conventional metallic structures has many advantages because of higher specific stiffness and specific strength of composite materials. In this work, one-piece propeller shafts composed of carbonfepoxy and glass/epoxy composites were designed and manufactured for a rear wheel drive automobile satisfying three design specifications, such as static torque transmission capability, torsional buckling and the fundamental natural bending frequency. Single lap adhesively bonded joint was employed to join the composite shaft and the aluminum yoke. For the optimal adhesive joining of the composite propeller shaft to the aluminum yoke, the torque transmission capability of the adhesively bonded composite shaft was calculated with respect to bonding length and yoke thickness by finite element method and compared with the experimental result. Then an optimal design method was proposed based on the failure model which incorporated the nonlinear mechanical behavior of aluminum yoke and epoxy adhesive. From the experiments and FEM analyses, it was found that the static torque transmission capability of composite propeller shaft was maximum at the critical yoke thickness, and it saturated beyond the critical length. Also, it was found that the one-piece composite propeller shaft had 40% weight saving effect compared with a two-piece steel propeller shaft.

• Composites Research
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• 제14권1호
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• pp.39-46
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• 2001

본 논문에서는 신경망 제어기를 이용하여 복합재 보의 적응 다중 모드 진동 제어에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 신경망 제어기는 계산량이 많기 때문에 실시간 적용에 어려움이 따른다. 본 논문에서는 진동 신호를 모드별로 분리하기 위한 적응 노치 필터를 제안하였다. 연결 강도의 개수가 적어서 계산량이 적은 두 개의 신경망 제어기를 이용하여 각 모드의 제어력을 계산하였다. 끝단 질량의 위치의 차이로 인해 고유 진동수가 다른 두 시편 A, B에 대하여 적응 노치 필터와 신경망 제어기를 이용한 적응 진동 제어를 수행한 결과, 두 경우 모두 효과적으로 진동 제어가 이루어졌다. 이러한 결과로 시스템 파라미터의 변환에 대한 신경망 제어기의 적응 진동 제어 성능을 확인할 수 있다.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.52-58
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• 2005

사이클로콥터는 회전축에 평행하게 회전하는 블레이드로 구성된 사이클로이드 블레이드 시스템으로부터 추력을 얻는 수직이착륙 무인기이다. 본 논문에서는 공기역학을 고려한 최적 설계를 통해 결정된 형상을 갖는 사이글로콥터 로터에 대해서 구조적 관점에서 최적 설계를 수행하였다. 복합재료 블레이드의 적층각, 적층수와 스파 위치 등을 설계 변수로 하여 MSC/NASTRAN을 이용한 해석을 통해 데이터베이스를 구축하고, 반응면 기법 등에 의해서 최적의 조합을 결정하였다. 최적 설계된 블레이드와 복합재료로 구성된 허브암을 포함하는 로터에 대해, 정적 해석을 수행하여 각 요소가 허용 응력 이내의 값을 가짐을 확인하였고, 동적 해석을 통해 주요 저차 모드가 로터 회전과 불일치하게 함으로써 공진의 가능성을 없앴다.