• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.68-75
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• 1999

본 연구에서는 저속 충격에서 충격 속도에 따른 금속복합재료의 동적 거동을 연구하였다. 시험에 사용된 재료는 모재로 AC8A와 보강재로 알루미나($Al_2O_3$)와 탄소를 사용하였으며 용탕 주조법을 이용하여 금속복합재료를 제조하였다. 금속복합재료에는 15%의 부피분율을 가진 알루미나 예비성형체와 알루미나와 탄소를 각각 12%와 3% 사용한 혼합 에비성형체가 사용되었다. 제조된 금속복합재료는 인장 시험과 진동 시험을 통해 인장 강도와 탄성계수를 구하였으며, 저주파 여파기(low pass filter)와 계장화 충격 시험기를 이용하여 충격 속도에 따른 금속복합재료의 충격 거동을 연구하였다. 저주파 여파기를 이용함으로써 충격 속도에 관계없이 안정적인 실험치를 확보할 수 있었다. 충격 속도의 증가에 따라 모재와 금속복합재료의 충격에너지는 증가하였으나, 동적인성치는 일정한 값을 보였다. 충격 속도가 증가할수록 충격에너지 중 균열전파에너지의 향상이 두드러졌으며, 재료의 변형량이 증가하였다. 충격에너지 중 균열개시에너지와 동적파괴인성치의 관계를 설명하기 위하여 변형율 에너지와 노치에서의 응력 분포를 이용하여 간단한 모델을 제시하였으며, 이로부터 균열개시에너지는 동적 파괴 인성치의 자승에 비례하고 탄성계수에 반비례하는 것을 보였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권4호
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• pp.147-155
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• 2019

In this study, flexural tests of granite reinforced with titanium metal rods were carried out to repair and restore the damaged stone-made cultural heritage, the Stone Pagoda of the Mireuksa Temple Site. A total of twelve specimens were tested. The primary test parameters are the reinforcement ratio and the location of the reinforcement. For restoration, epoxy resin was used for joining the separated stones, and titanium metal rods were used for structural reinforcement. Test results showed that the flexural failure took place in specimens with a reinforcement ratio of 0.8% or less, and shear failure occurred when the reinforcement ratio was 1.68% or more. The peak load of the reinforced stone was found to be highly related to the reinforcement ratio. The peak load increased with increasing the reinforcement ratio. Also, the flexural behaviors of the reinforced stones were affected by the location of the reinforcement. Based on the test results, this study recommends the reinforcement ratio of the reinforced granite to induce ductile behavior.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.322-327
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• 2022

복합재 체결부는 뛰어난 물성과 가벼운 구조의 수요로 널리 사용되고 있다. 하지만 두께 방향의 취약한 물성으로 인해 체결부 파손이 쉽게 발생한다. 이를 극복하기 위하여 체결부 끝단의 집중되는 응력을 완화시켜주는 Z-피닝, 스티칭 등 다양한 공법들이 적용되고 있다. Z-피닝 공법은 프리프레그의 두께 방향으로 금속 핀이나 카본 핀을 적용하여 보강하는 공법이고, 스티칭 공법은 프리폼에 상부 및 하부 섬유를 교차시켜 두께방향으로 기계적 강도를 향상시키는 방법이다. I-fiber 스티칭 공법은 Z-pinning 공법과 Stitching 공법을 보완한 유망한 공법이다. 본 논문에서는 I-fiber 스티칭 공법으로 보강된 Single-lap joint 시편을 오토클레이브 진공백 성형법으로 제작하여, 모재의 두께와 스티칭 각도에 따른 인장강도 및 피로강도 특성을 평가하여, I-fiber 보강 복합재 체결부 구조물의 보강효과를 검증하였다. 실험결과, 복합재 체결부의 두께가 얇을수록 I-fiber 보강효과가 더 높게 나타났으며 I-fiber로 보강된 복합재 체결부는 파손강도에서 약 52%, 피로강도에서 약 118% 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제29권4호
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• pp.327-336
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• 2013

본 연구에서는 두 종류의 유리 섬유 의치상 강화재인 Quarts Splint$^{TM}$Mesh와 SES MESH$^{(R)}$의 의치상 보강 효과와 열 순환이 의치상의 굽힘 강도와 강화재의 강화 효과에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 시편은 $2.5{\times}10.0{\times}65.0mm$ 크기로 강화재를 사용하지 않은 대조군, 금속 격자 강화재, Splint$^{TM}$Mesh, SES MESH$^{(R)}$로 보강한 시편을 각각 20개씩 제작하였으며 그 중 10개에는 열 순환을 시행하였다. 3점 굽힘 실험을 시행하여 의치상의 굽힘 강도를 측정하였다. Quarts Splint$^{TM}$Mesh와 SES MESH$^{(R)}$로 강화한 군은 대조군보다 유의하게 높은 굽힘 강도를 나타내었으며(P<.05), 금속 격자 강화재로 보강한 군보다 유의하게 낮은 굽힘 강도를 나타내었다(P<.05). 모든 군에서 열 순환을 시행한 경우가 열 순환을 시행하지 않은 경우에 비해 낮은 굽힘 강도를 나타내었지만 대조군에서만 유의한 차이를 나타내었다(P<.05).

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.237-244
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• 2012

콘크리트는 재료적으로 인장에 취약하고 변형에 취성이 크다는 태생적 단점을 갖고 있다. 콘크리트 조직에 인장에 강한 작은 섬유를 혼합한 섬유보강콘크리트는 이러한 취약점을 보완할 수 있는 좋은 방법으로 간주되었으며, 많은 종류의 섬유재료와 방법들이 제안되었다. 그러나 이 섬유보강콘크리트에도 아직까지 해결하지 못한 문제로서 균질한 배합이 힘들고 높은 체적비를 갖는 섬유 혼입의 어려움 등이 있다. 최근에 새로운 개념의 규칙적 다공질 금속(periodic cellular metal)이 개발되어 기계 분야에 많이 적용되고 있는 철선으로 직조된 카고메 트러스가 있다. 이 논문은 기존 강섬유보강콘크리트의 현실적 문제점을 해결하기 위한 방법의 일환으로 카고메 트러스의 적용 가능성을 검토하기 위한 기초 실험 연구 결과를 정리한 것이다. 3종류의 카고메 트러스로 보강된 실험체와 동일한 제원의 수직스터럽으로 보강된 보 실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 카고메 트러스 보강 실험체에서는 강도와 연성이 보통 스터럽 보강 보 보다 더 우수한 결과를 나타냈으며, 복부 보강재로서 우수한 기능을 할 수 있는 것으로 판명되었다.

• 보존과학회지
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• 제28권2호
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• pp.141-151
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• 2012

석조문화재의 훼손된 부재를 재사용하기 위한 보존관리는 1900년대부터 시작되었다고 볼 수 있는데 일제강점기 시대에 무기물인 시멘트를 원료로 사용하면서 부터이다. 1990년대에 접어들면서 건축 재료인 유기질의 에폭시수지가 도입되었고 현재에 이르기까지 석조문화재 전반에 활용되고 있다. 특히 절단된 부재의 구조적 보강에도 충전제를 혼합하여 사용하는 등의 적극적인 보존처리 작업이 진행되었다. 그러나 구조적 보강을 위해 넣은 금속봉의 길이는 보존과학자의 인지적 경험을 바탕으로 설계하였기 때문에 다양한 매입길이와 함께 원부재의 2차적 훼손을 유발할 수 있다. 따라서 본 실험을 통해 원부재의 훼손율을 최소화하면서 최대의 구조적 보강을 하기 위해 유효정착길이를 표준화한 결과 ø8mm 는 60.88mm, ø12mm는 91.32mm, ø16mm는 121.76mm가 적정하였다. 이 외의 구경은 ${\ell}_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$을 이용하여 정착길이를 구한다. 이 때 사용된 금속보강재는 전산형 환봉을 사용하여야 휨, 전단, 압축 등의 재하하중에 대항할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2017

보은 법주사 사천왕석등의 주부재는 K-장석이 반상조직을 보이는 티탄철석계열의 흑운모 화강섬록암 석재이며, 땅 속에 묻혀있던 알칼리 화강암 재질의 하대하석 및 지대석이 복원되며 본래의 모습을 되찾았다. 석등에는 균열 및 탈락에 의한 손상이 두드러지게 발생하였으며 이외에도 변색, 염 침착 및 생물 착생 등이 관찰된다. 특히 화사석의 전면과 후면을 관통하는 균열과 수평 불균형으로 인해 물리 및 구조적 안정성이 취약한 상태이다. 이에 따라 티타늄 보강재의 위치, 규격 및 정착 길이를 산정하여 구조적 보강을 실시하였다. 화학 및 생물학적 오염물은 석재에 손상을 주지 않는 한도 내에서 세정하고 산화된 철편을 티타늄제로 교체하였다. 또한 에틸 실리케이트계 강화제를 도포하여 암석의 강화와 원활한 수분 배출을 유도하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.28-28
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• 1999

본 연구는 이전 연구에서 500KW급 중형 수평축 발전기를 설계하였던 경험을 토대로 750KW급 대형 수평축 풍력발전용 복합재 회전날개를 개발하기 위해 수행되었다. 회전날개의 대형화에 따른 구조강도 확보 및 경량화 문제를 해결하기 위해 날개의 단면구조를 변경하였고, 주 하중을 받는 스파부분을 보강하였으며, 취급이 어렵고 가격이 비싼 노맥스 허니컴 대신에 폼을 사용한 샌드위치 구조를 적용하였다. 또한 경량화를 위해 금속재 플렌지형 허브부분 접합방식을 삽입볼트 접합방식으로 구조 설계를 변경하였다. 이러한 복합재 회전날개의 구조적 안정성을 확인하기 위해 상용 유한요소 해석 코드인 NISA II를 사용하였으며, 선형정적해석, 고유진동수해석, 국부 좌굴해석 등을 수행하여, 무게의 증가는 최대한 억제하면서 대형화에 따른 구조강도의 확보가 이루어졌음을 확인하였고, 피로수명해석을 통하여 20년 이상의 요구 수명을 만족함을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-82
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• 2001

In this research, tile effects of reinforcements type on mechanical properties of MMCs were studied. Six kinds preform were fabricated by using Saffil short fiber, HTZ short fiber, $Al_2O_3$ particle, and SiC particle. MMCs were fabricated by using squeeze casting methods. Various tests were conducted to show the effects of reinforcements type on mechanical properties of MMCs. Tensile and compressive properties of MMCs depend on short fiber, however wear properties depend on particle reinforcement. Generally, properties of fiber/particle hybrid MMCs were excellent than those of MMCs with short fiber.

• 한국주조공학회지
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• 제15권4호
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• pp.360-367
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• 1995

Effects of metal coating treatment on SiC particle on wetting behavior and interfacial strength were studied. Experimental variables are included types of coated metallic films such as Cu and Ni-P, and temperatures of heat-treatment under vacuum. The experimental results concerning wetting phenomena of liquid Al on SiC, showed that coating treatment of metallic film on SiC particles remarkably improves the wetting behavior of liquid Al on SiC, especially in the case of Ni-P coating. The interfacial strength of Al/SiC composites made of coated SiC plate was higher than that of the composite with non-coated SiC plate although the coating treatment was not perfect.