• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.330-337
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• 2021

3D 프린팅의 기술발전으로 대형물 제작이 가능하게 되면서 이를 건축물에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 건축물에서는 구조재와 비구조재로 구분되고 비구조재는 비정형 구조물 및 내·외장패널에 적용하기 유리하다. 3D 프린팅 재료는 기본적으로 시멘트 모르타르의 압출과 적층이 가능해야하므로 시멘트 혼화용 폴리머 와 경량재료의 사용이 필수적이다. 본 연구는 3D 프린팅 적용을 위해 시멘트 모르타르에 EVA 재유화형 분말수지를 사용하였다. 경량재료 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 난연특성을 평가하기 위해 골재로는 규사8호와 경량재료로 경량골재, 중공글라스를 사용하여 난연 및 불연성능을 평가하였다. 연구결과, 규사8호 및 경량골재를 사용한 시험체가 충분한 난연 및 불연성능을 보였다. EVA 재유화형 분말수지를 혼입할 경우 5% 이하로 적용하여 사용하는 것이 유리하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.166-171
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• 2014

기포콘크리트의 재료 중 시멘트는 제조과정 중에 $CO_2$를 다량 발생시키기 때문에 지구 환경적인 측면에서 커다란 문제가 되고 있지만, 아직까지 시멘트를 대체할 수 있는 대체재에 대한 연구 개발이 미흡한 실정이다. 또한, 발포제는 압축강도가 낮고 고가인 단점이 있다. 이 때문에 강도와 경량 등의 성능 개선과 친환경적인 재료의 사용이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 시멘트와 발포제를 대체하기 위해 고로슬래그와 제지애시를 사용하여 경량 경화체를 제조하고자 하였으며, 강도 및 경량성을 보완하기 위해 플라이애시와 폴리실리콘 슬러지를 사용하여 실험을 실시하였다. 그 결과, 플라이애시를 사용한 경화체는 Plain 보다 낮은 밀도를 나타내었으나 강도보완에는 취약하였으며, 폴리실리콘 슬러지를 사용한 경우는 3%치환한 경화체가 압축강도는 Plain보다 다소 낮지만 겉보기 밀도의 감소가 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.75-84
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• 2012

본 연구에서는 보강재료(폐어망, 본딩처리된 폐어망, 지오그리드)와 보강층수(1층 및 2층)에 따른 정수슬러지 혼합 경량토의 강도 및 용출 특성을 비구속압축시험과 용출시험을 통해 분석하였다. 정수슬러지가 혼합된 경량토는 정수슬러지, 시멘트, 저회를 유동성에 맞춰서 배합 제작되었다. 시험에 사용된 보강재료는 폐어망과 지오그리드이다. 흙입자와 폐어망 사이의 억물림을 증가시키기 위하여 본딩처리를 한 폐어망을 추가로 사용하였다. 정수슬러지가 혼합된 경량토에 대한 강도시험 결과 보강재료에 따른 강도증진은 폐어망, 본딩처리된 폐어망, 지오그리드 순으로 증가하였다. 또한 보강층수가 1층에서 2층으로 증가할수록 강도 역시 증가되는 경향을 나타내었다. 또한 정수슬러지를 혼합한 경량토에 대한 용출시험을 분석한 결과 환경부가 고시한 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 국방과기술
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• 10호통권10호
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• pp.22-30
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• 1979

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2003년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.418-421
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• 2003

경량ㆍ고강도 기능성 Composite는 경량구조재료로 차량, 항공기, 선박 및 각종 설비의 안전구조재로 그 용도가 다양하게 사용되고 있다. 특히 폐플라스틱을 이용한 경량구 조재는 가격 경쟁력이 높고 또한 환경 및 자원 재활용 측면에서 관심이 고조되고 있다. 고강도, 안전성 확보를 위해 사용가능한 폐플라스틱 소재로는 가공성이 용이한 폐Polyethylene(PE), 폐Polypropylene(PP), 폐Polyethyleneterephthalate(PET) 등을 주원료로 가공되나, 기계적 특성이 저하되어 이의 개선을 위해 여러 가지 형태의 충진재의 혼합을 통해 개선하고자 하는 연구가 진행되어 왔다.(중략)

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.256-258
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• 2013

본 연구는 플로팅 건축에 필수적인 폰툰에 관한 개발로, 기존의 방식에서 발전한 방법으로 경량 단위폰툰이 가지는 장점 및 특징을 설명한다. 특히 콘크리트 경량 단위폰툰과 프레임으로 이루어진 조립형 단위폰툰을 복수 조립하여 구성한 확장폰툰에 대한 장점 및 특징은 기존의 플로팅 건축보다 시공, 운반, 경제적인 면에서 유리하다. 먼저 플로팅 건축에 필요한 폰툰에 적절한 재료를 이용하여 단위폰툰을 구성하는 것으로 설계안 소개와 각 단위폰툰 및 확장폰툰의 대한 설명으로 플로팅 건축의 기술의 발전성 및 문제점을 보완해줄 방법을 설명한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.66-75
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• 2018

본 논문에서는 2MW급 풍력 블레이드의 스파캡을 탄소복합재료, 두께축소율(PRR) 및 상쇄연구(Trade-off study)를 이용해서 경량화 설계를 수행했다. 블레이드 스파캡은 블레이드의 기계적 건전성을 결정하는 가장 핵심적인 요소이다. 가벼우면서도 기계적 신뢰성을 확보할 수 있는 블레이드 스파캡의 형상을 도출하기 위해 주어진 설계하중으로 스파캡의 두께를 변화시키면서 반복적인 구조해석을 실시한다. 파손여부를 판정하기 위해서 Tsai-Wu 및 Puck 파손이론을 사용하였으며, 그 결과 GFRP 복합재료보다 CFRP 복합재료가 동일한 조건에서 약 30% 무게를 경량화 할 수 있었다. 해석 결과를 바탕으로 복합재료 적층두께의 최적값을 도출하여 구조적 성능 향상 및 경량화 된 설계 결과를 제시한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.1-7
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• 2017

복합재 무인기의 설계 허용치를 개발은 산업계에 가장 중요한 관심사이다. 전통적인 유인항공기 구조물의 인증방법을 시제기나 기술 시현기에 적용하는 것은 과도하게 긴 개발 시간과 비용을 발생시킨다. 본 논문에서는 경량 복합재 무인기의 구조중량의 줄이기 위한 설계 허용치 설정 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 B-basis 복합재 재료물성의 설계허용치 적용 가능성을 검토하였다. 또한 여러 가지 민항기와 무인기의 목표 파손확률을 검토하여 제시하였다. 결과로부터, 경량 복합재료 무인기의 설계 허용치 요구조건은 유인 복합재료 항공기에 비하여 완화되어야 하는 것을 알 수 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.19.2-19.2
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• 2009

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 그렇지만, 우리가 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질구조에 관한 연구가활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한응용이 전개되고 있다. 특히, 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스금속은 기존의 복잡한구조의 다공질금속보다 뛰어난 기계적 성질을 갖는다. 이러한 다공질금속은 일방향응고할 때 생성하는 과포화가스원자를 석출시켜 기공을 일방향으로 성장시킨다. 즉, 융점에서의 고상과 액상의 가스 용해도 차를 이용하는 것으로서 응고시에 고용할 수 없는 가스원자가 기공을 형성한다. 이와같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용이 기대된다. 본 강연에서는 방향성 다공질금속의 제조법, 특성 및 응용을 포함하여그 동안의 연구성과 및 앞으로의 과제 등을 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.37-37
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• 2000

복합재료는 높은 무게비 강도 및 강성뿐만 아니라 우수한 재료 특성 때문에 경량화와 구조적 안전성이 요구되는 항공기의 구조재로서 사용이 증대되고 있다. 소형 민용항공기는 구조적 안전성과 함께 제작과 정비, 유지보수의 용이성이 중요시된다. 본 연구에서는 복합재료를 구조재로 사용하였을 때의 성능변화와 경량화 등을 검토하기 위하여 기존의 알루미늄 합금을 이용하여 설계된 소형 프로펠러 경항공기 날개의 구조재로서 복합재료를 사용하여 재설계하였다. 날개의 기본 구조는 스킨, 스파, 웹으로 구성된 상자형 단면으로 설계하였으며 날개의 구조재로서 탄소/에폭시를 사용하여 상용 유한요소해석코드인 NISAII를 이용하여 굽힘, 좌굴 등의 응력해석을 수행하였고 기존 설계된 날개와의 성능비교를 위하여 알루미늄 합금으로 설계된 날개를 모델링하여 해석한 결과와 비교하였다. 비교결과 구조재로 탄소/에폭시를 사용하여 설계된 날개가 무게비 성능면에서 더 우수함을 확인하였다.