• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.83-91
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• 2005

본 논문은 초음속 환경에서 운용되는 원통형 비행체가 비행중 경험하는 공력하중 및 공력가열 현상을 지상에서 유사하게 모사하기 위한 내열구조시험 기법 및 시험결과에 대하여 기술하였다. 시험 중 시험 구조물의 자세를 공중에서 제어하거나 시험 중지 중 시험 구조물을 지지할 목적으로 스프링을 이용하는 특별한 자세제어장치가 설계되었다. 시험 구조물에 공력하중과 열하중을 부가하기 위하여 유압식 외력하중부가 장비와 전기식 열부가 장비를 사용하였다. 특히, 복사방식의 수백 개 석영램프가 열부가장비에 응용되었으며, 이들을 이용하여 여러 가지의 열특성 시험조건이 해석조건과 유사하게 지상에서 성공적으로 구현되었다. 연구결과 본 내열구조강도시험기법은 외력 및 극심한 열하중에 노출된 원통형 구조물의 구조적 건전성을 실험적 방법에 의거 지상에서 검증하거나 설계 개선에 필요한 공학자료를 획득하는데 적합한 방법임이 입증되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.109-115
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• 1998

철근콘크리트 구조물이 과소설계되어 있거나 과다 하중이 작용하게 되면 그 구조물의 구조성능을 파악하여 보수.보강을 시행하게 된다. 최근에 가장 맣이 사용되는 보수.보강 재료로는 특히 휨내력을 보강하는데 탄소섬유를 들 수 있다. 탄소섬유쉬트는 내열성과 내호염성에 있어서 회재가 발생할 경우 보강재료로서 충분한 성능을 가지고 있다. 그러나 이를 접착시키는데 사용되는 에폭시는 유기계 물질로서 화재시 유독가스가 발생하고 내열성능도 30$0^{\circ}C$정도에도 지탱하기 어려워 화재 발생이 가능한 구조물에 사용하기 어렵다. 이 연구에서는 무기계 폴리머 복합재료로 접착된 탄소섬유를 고온(약 800~100$0^{\circ}C$, 1시간)으로 가열한 후 가열된 섬유판의 인장, 휨 전단내력을 검토하여 내열성능을 파악하고 이 섬유쉬트로 보강한 철근콘크리트 부재의 휨 성능을 실험적으로 규명하여 화재의 위험이 있는 구조물에 구조적인 보강재료로 사용이 가능한가를 검토하였다. 연구 결과, 개발된 무기계 폴리머 복합체는 인장강도, 휨강도 및 접착강도가 유기계 접착제와 유사하게 나타났고 800~100$0^{\circ}C$ 정도로 1시간 가열한 이후에도 상온 시험체 휨내력과 전단내력의 63%, 33% 정도를 유지하여 화재의 위험이 있는 부위에도 사용이 가능한 것으로 판단되었다.

• 국방과기술
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• 9호통권163호
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• pp.46-50
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• 1992

고온, 고압의 추진제 연소가스로부터 노즐 구조물을 보호하기 위해 사용되는 열 차폐용 삭마성 내열재료(ablative material)의 종류와 재료선정을 위한 시험방법, 설계 및 제작기법, 성능평가 기준 등에 관한 연구동향을 검토하고 본 연구팀의 연구결과를 제시하였습니다 고체추진제 연소 환경하에서의 노즐 보호재료로서는 고분자계 삭마성 내열재가 주로 사용되는데, 이 ablative material에는 여러 종류가 있으나 높은 heat flux와 빠른 mass flow에 대한 내열을 위해서는 페놀, 폴리이미드 등 열경화성 수지인 charring material이 모재로 주로 사용되며 강도향상을 위해서 탄소, 실리카, 석면, 유리등의 강화섬유가 보강재로 사용됩니다 현재는 모재로서 고분자계 수지외에도 세라믹과 같은 무기재료, 금속재료등과 강화섬유를 조합하여 내열성과 강도가 향상된 재료를 개발하는 연구도 진행되고 있습니다

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.42.2-42.2
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• 2009

연속주조공정에서 용강의 통로, 산화방지 및 유체 흐름을 용이하게 하는 역할을 하는 다공성 노즐(porous nozzle)은 용강과의 직접적인 접촉으로 인한 화학 반응 및 용강의 침투현상을 방지하기 위해 불활성 가스를 주입하여 청정강을 제조하는데 이용된다. 공정 중 노즐 막힘으로 인한 배압상승과 열충격에 의한 크랙(crack) 발생이 문제되고 있으며 신뢰성 향상 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기공크기와 기공분포가 고온안정성 및 내열충격성에 미치는 영향을 알아보고, 내구성 시험 및 고장분석을 통하여 노즐의 신뢰성 향상 방안을 고찰 하였다. 기공을 제어한 시편을 제조하여 기공분포에 따른 고온안정성을 확인하기 위해 실제 사용 조건인 용강온도($1550^{\circ}C$)와 보다 높은 온도($1700^{\circ}C$)에서 각각 고온 시험을 수행하였다. 열충격을 스트레스 인자로 한 내구성 시험을 수행한 후 고장원인을 분석하였으며 열화정도를 확인하기 위해 열처리 온도에 따른 차압 및 굽힘 강도 변화를 비교하였다. 또한 결정상 분석을 통해 온도에 대한 상변화를 확인하였고, 시편의 표면 및 파단면의 미세구조 분석을 통해 크랙 발생여부를 확인하였다. 다공성 노즐의 기공분포가 균일 할수록 고온안정성 및 내열충격성이 향상됨을 확인하였고, 이를 통해 Porous Nozzle의 열화원인으로 판단되는 기공 크기 및 분포에 따른 크랙 발생에 대해 열응력 고찰을 수행하였다.

• 기계저널
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• 제57권11호
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• pp.44-49
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• 2017

항공용 가스터빈엔진 개발은 전문성과 경험을 요하는 많은 요소기술과 시험설비, 그리고 상당한 개발기간과 세부단계별 검증을 필요로 하는 복잡한 프로세스로 구성된다. 고온/고압 및 고속 회전 등 매우 가혹한 조건에서 운용되는 제품 특성 때문에 장납기 및 고가의 내열/고강도 소재 혹은 주단조 개발, 정밀한 제작 치수 및 공정관리, 코팅/브레이징/용접 등 고 난이도의 특수공정관리, 정교한 조립 및 다양한 종류의 엔진 검증 시험 등을 필요로 하며 이러한 이유로 상세설계 이후의 조립/시험 단계에서 설계변경이 발생할 경우 개발일정 및 비용 관점에서 제품개발에 큰 부담을 초래하게 된다. 공력/이차유로/열전달/구조/동특성/시스템 설계 등 개발 단계별 다양한 기법의 시뮬레이션 및 사전 검증시험 등의 중요성이 크게 부각된다. 이 글에서는 한화테크윈(혹은 HTW 로 표기)의 엔진개발 경험에 기반한 단계별 개발 시험의 종류, 필요 시험 설비 및 한화테크윈의 설비 운용 특징에 대해 소개하고자 한다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.49-57
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• 2003

본 연구에서는 항공기 구조재로 활용되고 있는 카본/에폭시 복합재료와 기체 외부 열차단용 소재로 추천되고 있는 실리카/페놀 및 카본/페놀 복합재료 2종에 대하여 고온 환경하에서 인장시험을 행하였다. 고온용 스트레인게이지를 응용하여 각각의 복합재료에 대한 온도변화에 따른 인장강도, 탄성계수, 프와송비 같은 기계적 물성치를 도출하였으며, 복합재료 방향성에 따른 기계적 물성 및 인장 거동을 강화재 종류별로 비교 고찰하였다. 본 연구결과를 통하여 획득된 기초자료들은 항공기 구조재 및 열차단용 내열재료를 이용한 복합 구조재의 설계 및 해석에 응용되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.26-34
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• 2006

본 연구에서는 외력과 열을 동시에 받는 판구조에 대하여 구조적 강도를 평가하기 위하여 열응력 해석 및 열기계적 실험을 수행하였다. 초음속 비행체의 날개 유사 모델인 판구조에 대한 열 및 외력 환경구현을 위하여 석영램프를 이용한 복사가열기와 하중부가 시스템을 사용하였으며, 소성을 가미한 탄소성 유한요소 해석을 병행하여 열기계적 거동을 파악하였다. 시험은 외력 유지 상태에서 일정 온도 유지환경과 10 ℃/sec의 가열률 환경하에서 이루어졌다. 해석 및 실험에 의한 결과들을 이용하여 가열환경에 따른 구조물의 거동 특성을 파악하였으며, 상온에서의 구조강도 결과와 비교 고찰하였다. 본 연구를 통하여 초음속 비행체와 같이 외력과 열 환경을 경험하는 구조물에 대한 실험 및 해석적 방법을 제시하였고, 획득된 자료들은 비행체 내열 구조 설계시 열적 강도 판단의 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권6호
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• pp.411-419
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• 1999

에너지 변환설비와 관련된 기계구조물의 내열재료는 $350^{\circ}C{\sim}550^{\circ}C$의 온도범위에서 장시간 사용되는데 이때 조직의 결정입계에는 불순물 원소(P, Sn, Sb등)의 편석과 탄화물의 석출 등으로 인하여 재료의 취화 현상이 발생되고, 그로 인해 입계강도의 저하가 초래된다. 따라서 노후화된 고온설비의 안전성 및 효율적인 운전조건을 확보하고, 취성파괴 방지를 위해서는 취화손상의 정량적 평가는 매우 중요하다. 그러나 가동중인 고온설비에서 파괴시험을 위한 대량의 시험편채취가 거의 불가능한 경우가 대부분이므로 비파괴적인 시험방법이 요구된다. 본 연구에서는 인공시효열처리된 2.25Cr-1Mo강의 비파괴적인 취화손상도 평가를 위해 적정 부식환경하에서 전기화학적 분극시험 방법에 의한 최적의 평가인자를 조사하였다. 또한 전기화학 시험결과들은 준비파괴시험인 SP시험에 의한 취화도 평가결과와 비교되었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.21-21
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• 2012

수송용 산업의 하나인 국내 조선업계는 2008년 말 이후 세계 조선경기 불황 속에서도 2009년 451억달러, 2010년 491억달러의 사상최대 수출액을 달성한 바가 있고 세계 조선사 순위에서는 1위에서 5위까지 한국 조선소 등이 우위를 차지하고 있다. 그러나 개별 기업 경쟁력은 우위에 서있지만 중국과의 격차가 많이 좁혀지고 있어 안심할 수 없는 상황이다. 특히 최근에는 탄소배출량이 적은 친환경 선박의 제조가 선박업계 전반의 화두로 대두되고 있다. 이를 위해 다양한 시도가 시도되고 있는데 그중에 하나가 선박의 경량화이다. 금속외장 전선은 선박 무게의 10~13%를 차지하고 있고 전체 사용 전선의 30~40%를 차지하고 있어 선박에서의 금속외장 전선의 무게를 줄이기 위한 연구가 필요한 실정이다. 또한 조선산업 뿐만 아니라 자동차 분야에서도 금속 외장전선이 많이 사용되고 있으며, 자동차의 연비 향상을 위한 경량화 연구가 더욱 절실한 상황이다. 본 연구에서는 수송용으로 사용되는 전선의 금속외장을 경량 고강도 섬유를 활용한 하이브리드 wire로 대체하기 위한 편조 기술 및 편조 장치를 개발하기 위한 설계 및 기초연구를 수행하였다. 초경량 고강도 섬유 Armor의 제조기술 및 최적 공정 개발을 위한 연구로서 경쟁사 샘플에 대한 분석을 실시하였고, 사용된 섬유의 성분 분석 및 물성시험을 수행하였다. 또한 원형직기 개발을 위한 구조부 설계를 위해 ANSYS해석을 수행하고 저신율 고강도인 아라미드의 이징모션 시스템 개발을 위한 연구를 수행하였으며 개구 형성방법을 설계하였다. 그리고 초경량 고강도 hybrid 케이블 아라미드 편조 표면 및 내부 가교에 의한 가공 기술을 연구하였다. 아라미드 섬유의 발수성 향상을 위한 코팅재료 선정을 위한 연구를 수행하였고, 자외선 경화공정에서 조건별 데이터를 정립하여 솔루션을 제공하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1091-1097
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• 2015

흑연은 우수한 열특성을 지니기 때문에 로켓 노즐목 재료로 많이 이용된다. 하지만 흑연은 소성영역을 동반하지 않으며 파괴되는 준취성 특성을 보이므로 일반구조재료와 비교해 보았을 때, 강도 관점에서 상대적으로 취약하며, $450^{\circ}C$ 이상에서 산화가 발생한다. 따라서 흑연 재료의 실구조체 적용을 위하여 이 재료에 대한 기계적 열적 특성 평가가 요구된다. 본 논문에서는 ATJ 계열 흑연의 고온파단특성에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 특히, 온도와 하중, 그리고 산화조건을 변수로 두어 강도 및 파단특성에 대한 상관관계를 연구하였다. 이를 위하여 ASTM 규정을 준수하여 상온, 500, $1,000^{\circ}C$에서 일축 압축 및 인장시험을 수행하였으며, 파단면은 SEM 촬영을 통하여 분석하였다.