• 제목/요약/키워드: 경량 재료

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원공노치를 가진 CFRP의 적층방향에 따른 기계적 특성 평가

  • 태영일;윤유성;권오헌
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2001년도 공동학술대회
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    • pp.349.2-363
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    • 2001
  • 안전성의 측면에서 기계설비 및 구조물의 파손을 유발할 수 있는 재료손상에 대한 평가는 매우 중요하기 때문에, 사용 목적에 부합되는 우수한 첨단재료의 개발과 그 특성을 파악할 필요성이 있다 그 중에서 섬유강화 복합재료는 금속재료보다 높은 비강도와 비강성을 가지며 적층각도, 적층순서 및 경화방법에 따라서 원하는 강도와 강성을 가질 수 있다 특히, 탄소섬유강화복합재료(CFRP)는 스포츠용품에서 최신 항공기의 구조재료에 이르기까지 경량화 관점에서 기존의 재료를 대체해 나가고 있다.(중략)

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Mg-Zn-Sn합금의 열처리에 따른 기계적 특성 평가

  • 김은정;박혜영;한정환
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.40.1-40.1
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    • 2009
  • 최근 세계적으로 환경 규제가 강화되면서 수송기계 산업 등의 경량화 소재 개발이 관심을 모으고 있다. 특히 금속재료 중 밀도가 낮고, 비강도 기계적 가공성이 우수한 마그네슘은 경량소재로써 많은 각광을 받고 있다. 그러나 상업적으로 널리 사용되는 Mg-Al계 합금은 $Mg_{17}Al_{12}$상이 형성되어 고온 기계적 특성이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 마그네슘의 강도 개선을 위한 원소로써 고용강화 원소로 많이 쓰이는 Zn와 고온에서 안정한 $Mg_2Sn$이 형성되는 Sn을 첨가한 Mg-Zn-Sn합금을 선택하여 시효온도에 따른 기계적 특성과 석출물을 관찰하였다. 실험 이전에 열역학적 분석을 바탕으로 Mg-Zn-Sn합금의 Zn함량 변화에 따른 상태도 계산 및 석출량 변화와 석출온도를 도출하였다. 도출된 석출온도를 바탕으로 Mg-Zn-Sn합금을 용체화 처리하고 시효시간에 따른 경도 변화와 미세구조를 관찰하였다. 또한 기계적 특성을 평가하기 위해 인장시험을 실시하였고 XRD, 주사전자현미경을 이용하여 석출상을 확인하였다.

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복합재 적층판을 이용한 경항공기 플로트 구조해석 및 경량화 (Structural Analysis and Light-Weight Design of Aircraft Floats with Laminated Composites)

  • 최윤규;김성준;신의섭
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.65-71
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    • 2012
  • 본 논문에서는 수상/육상 착륙 환경에서 경항공기용 플로트의 구조적 안전성과 경량화 설계개선을 위하여 고유 진동수 및 정적 응력해석을 수행하였다. 경항공기용 플로트의 설계제원 및 형상도면을 기반으로 유한요소 모델링을 수행하였으며, 수상/육상 착륙 시점의 단순화된 하중조건을 플로트모델에 적용하였다. 먼저 알루미늄 플로트모델에 대하여 고유 진동수 및 응력해석 결과를 확인하였으며, 이를 기준으로 복합재료 적층판을 적용한 플로트모델의 구조적 안전성을 비교 검토하였다. 복합재료 플로트모델의 적층유형 및 두께 변화에 따른 무게감소와 파손지수 변화 등의 성능개선을 확인하였으며, 경량화 플로트설계에 적합한 적층유형을 제시하였다.

자동차용 금속복합재료의 개발동향 (Developments in metal matrix composites for automotive parts)

  • 박익민;김낙준
    • 오토저널
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    • 제16권3호
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    • pp.36-44
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    • 1994
  • 최근의 자동차산업의 과제로는 연비향상, 배기가스정화, 리싸이클링 등이 지적되고 있다. 이들과제와 재료기술은 밀접한 관계를 가지고 있어, 이 과제들을 해결하기 위해서는, 재료의 개발이 필수적이라 하겠다. 자동차에 사용되는 재료로는 철강, 알루미늄, 플라스틱 등이 있지만, 경량화 및 부품기능의 향상등을 위해서는 금속기 복합재료의 개발적용이 절실히 요구되고 있다. 본 자료에서는 자동차용 금속기복합재료의 특성, 제조기술 및 개발현황 등을 소개한다.

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준설점토 활용 경량혼합토의 연약지반개량공법 수치해석 (Numerical Analysis of Light-weight Air Foamed Soils using Dredged Marine Clay for Soft Ground Improvement Method)

  • 윤길림;김선빈
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.5-13
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    • 2014
  • 본 논문에서는 준설토를 활용한 경량혼합토(LWFS)의 연약지반개량 적용성에 대해 검토한 내용을 다루었다. 현재까지 제시된 경량혼합토의 공학적 특성에 관한 연구결과를 종합 분석하여 경량혼합토의 물성을 정리하였으며, 그 결과를 토대로 임의의 현장조건을 가정하여 경량혼합토공법과 SCP 공법 및 DCM 공법 적용 시에 대한 3차원 수치해석을 수행하였다. 연약지반개량공법 비교해석 결과, 경량혼합토 공법을 적용하는 경우 SCP 공법을 적용하는 수준 이상의 침하관리가 가능하며, 경량혼합토의 목표성능에 따라 침하발생 수준을 조절할 수 있는 것으로 검토되었다. 또한 DCM 공법과 비교 시 경량혼합토 재료의 경량성으로 과잉간극수압 발생량이 현저히 작아져 잔류침하를 최소화할 수 있는 것으로 검토되었다.

경량기포혼합토의 압축 및 강도특성 연구 (Compressibility and Strength Characteristics of Light-weighted Foam Soil)

  • 윤길림;김병탁
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.5-13
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    • 2004
  • 본 논문에서는 경량기포혼합토의 압축성과 강도 특성에 대해 실험을 통하여 연구하였다. 경량기포혼합토는 재료의 경량화와 압축강도의 증가를 위해 해양준설토에 시멘트와 기포로 구성되어 있다. 이러한 목적을 위하여 초기 함수비, 시멘트 함유율, 실트질 준설토의 혼합을, 구속압조건 등의 다양한 조건에서 준비된 공시체로 일축압축시험 및 삼축압축시험을 수행하였다. 경량기포혼합토의 실험결과, 응력-변형거동과 압축강도는 준설토의 초기 함수비보다 시멘트 함유율에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 본 연구에서는 초기 함수비, 시멘트 함유율, 기포 함유율을 고려한 정규화계수를 제시하였으며 경량기포혼합토의 압축강도와 정규화 계수와의 유용한 관계를 얻을 수 있었다.

경량골재를 사용한 자기충전 콘크리트의 탄산화 (The carbonation of self-consolidating concrete using lightweight aggregate)

  • 김용직;김영진;최연왕
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.245-246
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    • 2009
  • 일반적으로 경량콘크리트는 구조물의 자중을 줄일 수 있는 장점 때문에 부재단변의 축소 및 시공 의 간편화를 이룰 수 있어 장경간 교량 및 초고층 건물 등에 적용하여 시공비용을 절감함 수 있는 효과가 있다. 그러나 경량골재는 골재자체의 특성상 콘크리트 제조시 굳지 않은 상태에서 재료분리를 일으킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 경량골재를 자기충전콘크리트 배합설계에 적용하였으며, 역학적 특성과 탄산화에 대하여 검토하였다.

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Micro CT 이미지 분석을 통한 경량 골재 콘크리트의 공극 분포 분석 (Evaluation of Void Distribution on Lightweight Aggregate Concrete Using Micro CT Image Processing)

  • 정상엽;김영진;윤태섭;전현규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권2A호
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    • pp.121-127
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    • 2011
  • 콘크리트 내부에 존재하는 공극(void)의 공간적 분포는 콘크리트의 역학적, 물리적 거동에 큰 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 재료 물성의 파악과 건정성 평가를 위해 내부에 존재하는 공극의 분포 상태를 파악하는 것은 매우 중요하다. 콘크리트에는 육안으로 보이는 재료 표면의 공극 이외에도 내부 공극이 존재한다. 본 연구에서는 경량골재 콘크리트의 공극 분포를 파악하기 위하여 micro CT(X-ray microtomography)를 활용하여 생성된 3차원 콘크리트 디지털 시편을 사용하였다. 흑백처리된 단면 이미지를 중첩하여 공극을 묘사할 수 있는 3차원 시편을 생성하였다. 공극의 분포 상태를 확률적으로 묘사하기 위하여 확률 분포 함수 two-point correlation function과 lineal-path function으로 분석하였다. 또한, 이미지 분석을 통해서 콘크리트 시편의 공극의 밀도 분포를 파악하였다. 콘크리트 내부에 있는 개별 경량 골재의 공극도 이미지 처리와 확률 분포함수를 사용하여 분석하였다. Micro CT와 3차원 이미지 분석 방법을 통하여 콘크리트 내부에 존재하는 공극의 분포 상태를 효과적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.

가소성 경량기포콘크리트의 배합비 변화에 따른 공학적 특성 (Engineering Characteristics of Plasticizer Lightweight Foamed Concrete according to Changes of Mixing Ratio)

  • 서두원;김혜양;김경민;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.33-42
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    • 2010
  • 구조물 뒤채움재로서 하중경감을 위해 사용되는 경량기포콘크리트는 기포의 소포작용에 의해 체적이 감소하여 재주입하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 체적의 감소 문제를 보완하고자 가소제를 첨가한 가소성 경량기포콘크리트를 제작하였고, 공학적 특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 가소성 경량기포콘크리트의 공학적 특성을 파악하기 위해 배합요소들의 변화에 따른 일축압축강도, 단위중량, flow, pH, 투수시험에 대한 연구를 진행하였다. 실험결과로부터 가소제의 첨가에 따른 공학적 특성을 비교 분석하였고, 에트링자이트의 생성으로 인하여 flow값에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 가소제의 적정 첨가량은 2~2.4%정도가 적당할 것으로 판단되며, 구조물 배면의 충전재료로 사용하여 하중 경감측면과 재료의 과도한 유동성에 의한 안정성 증가에 큰 효과가 있을 것으로 판단된다.

압축강도 120 MPa, 단위중량 20 kN/m3 고강도 경량 콘크리트 부착-슬립 거동 평가 (Evaluation of Bond-Slip Behavior of High Strength Lightweight Concrete with Compressive Strength 120 MPa and Unit Weight 20 kN/m3)

  • 구동길;오준환;유성원
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.39-47
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    • 2023
  • 최근 구조물의 장대화로 인하여 고강도 재료의 경량화 요구가 빈번해지고 있는 실정이다. 하지만 현재까지는 압축강도 120 MPa, 단위중량 20 kN/m3 정도의 고강도 경량 콘크리트를 구조부재에 적용하기 위한 콘크리트와 철근의 부착 특성에 관한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 압축강도 120 MPa, 단위중량 20 kN/m3 정도의 고강도 경량 콘크리트 108개의 시편을 제작하여 직접 인발 부착실험을 수행하였고, 실험결과와 현행 설계기준과 비교하여 부착특성을 평가하였다. 솔리드버블은 단위중량 감소에 비해서 압축강도 및 탄성계수 감소효과는 상대적으로 적게 나타나, 초경량화를 위해서는 반드시 적용되어야 할 재료로 판단되며, ACI-408R의 부착강도 산정식과 실험결과는 비교적 유사한 것으로 판단되며, 더 낮은 압축강도, 단위중량의 콘크리트보다 더 큰 슬립 및 매개변수 값을 가지는 것으로 나타났다.