• Journal of KSNVE
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• v.6 no.1
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• pp.4-10
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• 1996

최근 지능재료 시스템 및 구조물(intelligentmaterial systems and structures)에 대한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 이는 새로 창출된 연구개발 분야로서 현재와 가까운 장래에 국가기간 시설의 기능을 향상 시킬 수 있는 큰 잠재력을 갖고 있다. 지능재료 시스템 및 구조물은 시스템 성능의 극대화, 외부 환경변화에 대한 적응능력 그리고 유지비용의 최소화를 꾀할 수 있는 공학적 시스템 이다. 따라서, 이 지능재료 시스템 및 구조물에 대한 연구 개발 및 구현은 국가 기간 시설 재건축과 기능 향상에 커다란 이득을 가져올 수 있다. 빌딩, 다리, 수송로의 설계에 있어서 지능재료 시스템 및 구조물은 기능의 향상과 더불어 전체적 유지비용 의 감소를 가져올 수 있다. 지능재료 시스템은 형상기억합금 또는 압전재료와 같은 단일 재료를 말하기 보다는 이 재료들이 기능적으로 함께 통합된 시스템을 말한다. 기간 시설의 단순화와 시스템 건축비용의 감소 그리고 유지비용의 최소화를 위하여 지능재료 시스템 및 구조물은 설계와 건축에서 혁신적인 재료를 이용하여 구현되고 있다. 본 글에서 최근 미국 NSF(National Science Foundation) 워크샵에서 발표된 지능재료 시스템 및 구조물에 대한 비용을 바탕으로 이 기술이 국가 기간시설 첨단화 에 어떻게 적용되는가를 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.26-29
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• 2009

매크로 스케일(macro-scale)에서 구조재료의 거동을 보다 자세히 이해하기 위해서는 구조재료를 구성하고 있는 마이크로 스케일(micro-scale)에서의 미세구조에 대한 이해가 필요하다. 특히 다결정을 가진 다상재료는 상(phase) 분포 상태에 의해 그 특성이 다르기 때문에, 상 분포에 따른 재료의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 미세구조의 상 분포 특성을 묘사할 수 있는 상관관계 함수를 이용하여 미세구조의 상 분포 상태를 나타내고, 이를 활용한 미세구조 재구성 방법을 사용하여 2상 미세구조에서 특정 미세구조와 유사한 상 분포를 가진 미세구조를 생성하고 그 특성을 비교하였다. 그리고 다양한 상 분포를 가진 미세구조들에 유한요소해석 기법을 적용하여 미세구조의 역학적인 거동을 분석하였다. 이를 통해, 제한된 정보를 이용하여 통계학적으로 유사한 특성을 나타내는 미세구조를 모델링 할 수 있음을 검증하였고, 이러한 미세구조들 간의 역학적 거동은 서로 거의 동일함을 확인하여 미세구조 재구성 기법이 재료의 역학적인 거동을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.228-228
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• 2003

고강성 탄소섬유는 높은 비강도 및 고 강성 특성 때문에 탄소-탄소 복합재료의 가장 우수한 강화재로 각광을 받고 있다. 이 섬유는 미세 결정립의 높은 이방성을 나타내며, 이러한 높은 흑연화 특성은 기계적, 전기적, 전기적 그리고 화학적 특성 등을 좋게한다. 이러한 모든 방면에서의 우수한 특성 때문에 항공우주 재료분야에 의심 없이 가장 우수한 재료로 고려되고 있다. 이렇게 가벼우면서 고온강도가 요구되는 재료로써 탄소재료가 이용되면서 rocket의 nozzle이나 nosecone으로의 응용에는 고온 산화가 중요한 연구주제로 대두되어 왔다. 탄소재료의 산화반응은 결정구조 인자 및 그 배열에 가장 큰 영향을 받는다고 알려져 있는데, 출발원료 및 제조 조건에 따라 그 구조 및 배열이 현격하게 달라진다. 탄소재료의 구조 해석은 주로 TEM과 XRD를 이용해 왔다. 많은 연구자들은 오래 전부터 탄소재료 연구에 TEM에서 얻은 상이 불확실하고 문제가 있다고 보고하였고, 최근 TEM 장치의 발달과 더불어 실제 구조를 얻기가 가능함을 보여주고 있다 그러나 TEM 시편은 여전히 작고 시편으로부터 얻는 정보는 불과 nm 수준이다. 따라서 일반적으로 TEM으로 얻은 정량적인 정보는 불과 특정한 점에서의 정보이기 때문에 여전히 논란의 소지가 많다. XRD는 탄소재료의 미세구조 해석을 위하여 가장 널리 이용되는 분석기기이다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2001.10a
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• pp.269-275
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• 2001

정밀가공기계 및 소음발생원의 방진재료로서 사용될 수 있는 재료는 우선 내부 및 외부진동의 흡수성과 감쇠성이 뛰어나야 하고, 시간 및 온도변화에 따라 형상 및 치수 정밀도가 안정되어야 하며, 불규칙한 외력과 운동전달기구의 변동 하중 하에서도 높은 정적, 동적 강성을 유지해야 한다. 본 연구에서 개발한 재료인 Ferrite-Resin 복합재료는 Resin-Concrete에 미세한 산화철을 filler 재료로 사용함으로써 주철 및 강의 구조재료가 갖는 강성과 비중의 값에 접근시킬 수이었다. 일반적으로 불포화 폴리에스테르 수지나 에폭시계 수지는 glass 전위점의 근처에서 진동에너지의 흡수가 큰 영역이 존재하며 이는 10 .mu.m 이내의 미세한 filler재료가 포함되었을 경우에도 그 종류에 관계없이 큰 변화가 없는 성질이다. 시험편을 통한 재료실험을 통하여 개발된 복합재료를 모델 구조물에 적용시킴으로서 그 적용성을 검토하였다. 앞으로의 수지와 Ferrite 함유량 및 제조 공정이 적절히 모색되면, 이 방진재료가 정밀기계의 구조재료로서 뿐만 아니라 냉동기, 소형선박의 기관실, 가전제품 및 기어박스 등의 케이싱 재료로 사용되는 방진재료로서 그 응용이 확대될 수 있을 것으로 본다.

• Composites Research
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• v.15 no.3
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• pp.62-67
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• 2002

서울대학교 항공우주 구조연구실은 1999년 국가지정연구실로 지정된 이후 인터넷 수퍼컴퓨팅 기술을 이용하여 초대형/고정밀 구조해석 기술을 개발하고 있다. 개발된 기술의 응용 분야로서 항공 우주 구조물에 많이 사용되는 복합재료 구조물에 대한 구조해석을 수행하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.34.1-34.1
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• 2010

국내외적으로 다양한 형태의 저차원 구조 나노재료를 화학센서에 응용하고자 하는 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 현재까지 발표된 많은 연구는 단일 산화물 반도성 재료를 이용한 센서 특성 측정 및 센싱특성 향상 연구가 주를 이루고 있다. 이에 비해 2 가지 이상의 물질로 구성되는 이종접합(heterojuction) 나노재료는 단일 재료에 비해 화학센서로서의 특성을 향상시킬 여러 가능성이 제시되고 있으나, 이러한 이종접합 구조의 가스감응특성에 대한 기본 모델 제시는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 $SnO_2$-ZnO 등의 코아-쉘 구조 나노섬유 및 ZnO-$SnO_2$ 이종접합 구조 나노섬유 나노재료를 제조하였다. 이러한 나노재료의 가스 감응특성을 조사하고 그 결과들을 바탕으로 이종접합 나노재료의 가스 감응특성에 대한 메커니즘을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.311-314
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• 2000

자왜 재료는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는다고 알려져 있다. 그러나 지금까지 비선형 특성을 표현하는 자왜 재료의 구조 방정식을 유도한 사례는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 자계 포화 이하에서 비선형 특성을 갖는 자왜 재료의 비선형 구조 방정식을 4차 텐서를 이용하여 유도하였다. 나아가 유도된 구조방정식을 이용하여 자왜 재료 내의 파동 방정식을 정식화하였다. 그리고 비선형 특성을 갖는 자왜 재료에서 평면파가 자계 방향을 따라 전파될 때 등방성 자왜 재료의 탄성파 속도를 구하였다. 이상의 결과를 검증하기 위해서 자왜 재료 중에서 가장 널리 사용되고 있는 Terfenol-D의 탄성파 속도를 측정하여 본 연구에서 유도한 자왜 재료 비선형 구조 방정식의 타당성을 일부 검증하였다. 향후에 자왜 재료의 정확한 특성을 측정하여 본 연구 결과와 비교함으로써 본 연구에서 유도한 비선형 구조 방정식의 타당성을 검증하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2002.05a
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• pp.114-117
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• 2002

현재 개발 중에 있는 비파괴 검사법인 Tapping Sound Analysis 의 실험적 검증을 위한 연구를 수행하였다. 손상이 없는 복합재료 구조물과 손상이 있는 복합재료 구조물에 대한 타격 실험을 통해 타격음과 타격력을 측정하여 비교하였다. Wavelet packet transform에 근거한 특성 추출법을 이용하여 타격음으로부터 손상 판단을 위한 특성을 추출하였다. 손상이 없는 구조물과 손상이 있는 구조물의 특성을 비교하기 위해, 특성 지수를 정의하였다. 정의된 특성 지수를 이용하여 손상이 없는 구조물과 손상이 있는 구조물의 타격음의 차이를 하나의 실수로 표현하였다.

• 기계와재료
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• v.19 no.1 s.71
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• pp.6-19
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• 2007

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2000.04b
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• pp.3-24
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• 2000

이 글에는 문화사적으로 고려한 건설공학의 위치와 구조물의 제 5 기본 개념으로서의 복합재료 그리고 건설 재료로서의 섬유 복합재료의 대두는 역사적인 필연성에 의한 것임이 설명되어 있다. 여러 나라에서의 섬유 복합재료의 건설에 대한 응용 현황과 여러 학계의 움직임이 설명되고 앞으로의 연구방향이 간략하게 설명되어 있다.