• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.11-19
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• 2001

기능경사재(FGM)는 구성 물질의 체적분율(volume fraction)이 복합재 전체에 걸쳐 연속적 그리고 기능적으로 분포되어 있어, 기존의 이종물질 접합식(bi-material-type) 복합재보다 현저히 우수한 열기계적 특성을 가진다. 하지만, 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 거동은 체적분율의 분포형태와 경사층이 차지하는 상대두께비에 따라 절대적으로 좌우된다. 본 연구는 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성의 이들 두 설계인자에 대한 파라메트릭 FEM해석을 다룬 것이다. 열-탄소성 이론과 유한요소 근사화에 따라 연구용 2차원 FEM 프로그램을 개발하고, 대표적인 3층 구조의 2차원 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성을 설계변수의 다양한 조합에 따라 분석하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.839-847
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• 2021

연구목적: 본 연구에서는 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 해석하였다. 이를 위해, 등기하해석과 고차전단변형이론을 결합한 수치해석 방법을 이용하였다. 연구방법: 전단보정계수를 사용하지 않고 기하학적 비선형성을 고려할 수 있는 고차전단변형이론을 통하여 휨이 작용하는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 비선형 거동방정식을 유도하였으며, 수정된 Newton-Raphson 반복 기법을 사용하여 등기하해석방법에 기반한 시스템 방정식의 해를 구하였다. 연구결과: 탄소 나노튜브의 배치 양상, 폭-두께 비 및 경계조건은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동에 많은 영향을 끼침을 확인하였다. 결론: 제안된 고차전단변형이론에 근거한 등기하해석 방법은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 정확하고 효과적으로 해석하는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1647-1653
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• 2011

일반적으로 사출금형의 사출주기는 플라스틱 제품의 냉각 시간에 크게 좌우되는 데, 냉각회로를 적용하여 조절할 수 있다. 금형의 냉각회로는 전통적으로 기계가공을 통하여, 직선형상만을 생성할 수 있었지만, 최근 적층조형 방법의 개발로 코어 형상을 따라가는 형상적응형 냉각회로를 생성할 수 있게 되었다. 한편 금형의 다이 재질로 열저항력이 크고, 치수변화가 적은 H13 스틸이 널리 사용되고 있지만, 열전도율이 낮기 때문에 냉각효율은 높지 않다. 이러한 점에서 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 방법으로 H13 스틸과 구리(Cu)를 기능적으로 혼합한 기능성 경사 복합재(FGM)를 적층조형을 이용하여 냉각회로에 적용하는 방안이 검토되고 있다. 이러한 시도로서 본 논문에서는 H13 스틸과 Cu 간의 FGM을 이용한 형상적응형 냉각회로의 모델링 방법을 제안하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.61-66
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• 2013

적층조형 방법의 개발로 열전도성 금형 혹은 형상적응형 냉각회로를 구비한 금형의 제작이 가능하게 되었다. 금형의 재질로 치수변화가 적은 P21 툴 스틸이 널리 사용되고 있지만, 열전도율이 낮기 때문에 냉각효율은 높지 않다. 이러한 점에서 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 방법으로 P21 스틸과 구리(Cu)를 기능적으로 혼합한 기능성 경사 복합재(FGM)를 사용하는 방법이 검토되고 있다. 본 논문에서는 FGM 구조를 가지는 금형의 적층조형을 위한 예비연구로 P21-Cu 간의 1 차원 FGM 을 DMT 장비를 이용하여 제작하고, 열전달 관련 물성치를 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.953-958
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• 2014

형상적응형 냉각회로를 구비한 사출금형 및 히트 싱크를 가지는 절삭공구 (혹은 냉각 장치) 등과 같은 많은 응용 분야에서 기능성 경사 복합재(FGM)를 사용하여 필요한 강성을 약화시키지 않으면서 열전도 특성을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 M2 공구강과 Cu 간의 FGM 히트 싱크를 가지는 절삭 공구 제작을 위한 기초연구로, M2 와 Cu 를 각각 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100 wt% 비율로 사전에 혼합한 금속분말을 분말야금법으로 가압성형 및 소결 제작 하였다. 각 시편의 단면을 광학현미경으로 관찰하여 소결 상태를 분석하였으며, 열전도도, 비열 및 열팽창계수 등 열전달 관련물성을 측정하고 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.443-444
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• 2010

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.235-240
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• 2020

본 연구에서는 B₄C tile 삽입 B₄C_p/Al7075 하이브리드 복합재의 내충격성을 향상시키기 위하여 B₄C/Al7075 계면의 제어법을 개발하고 제어된 계면의 특성에 관하여 분석하였다. 이를 위해 B₄C 타일 표면에 B₂O₃, Ni, 그리고 Si을 각각 열산화, 무전해도금, 그리고 플라즈마 용사법을 이용하여 코팅하였다. 이후 코팅된 B₄C 타일을 액상 가압법을 이용하여 B₄C/Al7075 복합재 내부에 삽입하여 B₄C tile 삽입 B₄C_p/Al7075 하이브리드 복합재를 제작하였다. 코팅의 효과를 체계적으로 분석하기 위해 계면에너지, 접합 강도, 그리고 내충격성을 측정하였다. 모든 코팅이 계면에너지, 계면강도, 내충격성을 증가시켰으며 특히 B₂O₃ 코팅 시 내충격성이 86.8% 증가하였다. 본 연구는 차세대 경량 장갑, 방탄소재로 주목받고 있는 B₄C/Al 계열 복합재의 성능을 향상시키는 핵심적인 표면처리법을 개발, 분석한 것에 의의가 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.27-36
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• 2002

본 연구는 동제련슬래그를 지반개량재로써 활용하기 위하여 배수에 대한 적용가능성을 평가한 것이다. 모래말뚝의 모래 대체재로써의 동제련슬래그 활용방안을 검토하였고, 동제련슬래그의 재료특성, 동제련슬래그말뚝이 설치된 복합지반에서의 압밀배수 특성, 배수 필터재로써의 특성 등을 파악하였다. 연구결과, 동제련슬래그는 일반적으로 쓰여지는 모래와 유사한 연직배수효과를 나타내었으므로, 모래말뚝의 모래 대체재로써의 적용은 충분히 가능할 것으로 판단된다. 더욱, 분사현상에 대한 안정성 및 입자 유실에 대한 내적안정성을 검토한 결과, 일반적인 사질토에 비해 한계동수경사가 크게 나타나고, 내적안정성이 우수하게 평가되었다. 따라서 동제련슬래그는 지반조건에 따라 배수 필터기능을 충분히 발휘할 수 있으며, 내적으로도 안정된 배수 필터재로써 사용이 가능한 것으로 판단된다.