• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.139-152
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• 2008

본 연구에서는 TBM 디스크 커터의 암석절삭에 관하여 기존의 LCM시험을 모사하기 위한 수치해석을 실시하였다. 수치모사를 위하여 3차원 동적 파괴해석이 가능한 상용 프로그램인 AUTODYN-3D를 선정하였으며, 이를 통하여 각기 다른 4가지 이상의 커터간격 조건에 대해 수치해석을 수행하였다. 상기 프로그램 상에서 디스크 커터와 암석 시편을 3차원 형상으로 모델링 한 후, 8개 암종에 대해서 수치적 절삭시험을 진행하였다. 그 결과, 수치해석과 LCM시험에서 도출된 최적 커터간격은 대체로 일치하여, 추후 LCM시험결과를 보완할 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 등방성 암석에는 적용성이 매우 높았던 반면, 절리가 존재하거나 이방성을 가지는 암석의 경우에는 LCM시험결과와 비교하여 비에너지가 다소 크게 산출되었다. 따라서 이방성 암석의 모델링에 대한 추가적인 연구가 수반되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1059-1064
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• 2012

본 연구에서는 냉간 굽힘 후 잔류응력 제거 열처리된 곡관에서 기계적물성치를 파악하기 위해서, 냉간 굽힘과 잔류응력 제거 열처리를 모사한 모사시편을 이용하여 인장시험을 수행하였다. 시험 결과로부터 냉간 가공 후 잔류응력 제거 열처리를 수행할지라도 재료의 강도는 냉간 가공 전에 비해 증가하고 연성은 감소되는 것을 확인하였다. 또한, 강도 증가와 연성 감소는 냉간 가공시 적용된 변형률이 클수록 심화되었다. 따라서, 냉간 굽힘시 변형이 크게 발생하는 곡관의 외호부와 내호부는 직관에 비해 강도는 높고 연성은 낮을 것으로 예측되며, 곡관의 측면은 굽힘 가공 전의 직관과 유사한 기계적물성치를 보일 것으로 예측되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.127-134
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• 2020

고초음속 항공기는 초음속 비행 중 공력 가열에 의하여 높은 온도 환경에 노출되기 때문에 동체 및 날개 구조물은 더블 패널 형태의 열 차폐 구조로 설계하여 기체 내부로 높은 온도의 열이 전달되는 것을 막는다. 얇은 두께의 더블 패널 외피는 초음속 항공기의 고출력 엔진 소음과 제트 유동에 의한 음향 하중에 노출되어 음향 피로 손상이 발생할 수 있다. 따라서 열음향 복합 하중을 받는 초음속 항공기 외피 구조의 거동 확인과 피로수명 예측이 필요하다. 본 논문에서는 열음향 복합 하중을 모사할 수 있는 열음향 시험 장치를 설계/제작하여 열음향 하중이 적용되는 티타늄 시편의 열음향 시험을 수행하였다. 열음향 복합 하중에 의한 구조물의 동적 거동을 확인하였으며, 시편 단위 열음향 시험 결과와 유한요소해석 결과를 비교하여 해석 모델을 검증하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.45-53
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• 2012

본 연구에서는 다양한 포장용 콘크리트 배합의 건조수축 특성에 관한 실험결과를 분석하였다. 실험변수는 굵은골재의 종류(석회암, 사암, 화강암, 안산암, 편마암)와 잔골재의 종류(자연사, 부순모래) 및 콘크리트의 배합강도(보통강도, 고강도)를 달리하였다. 그리고 형상비가 22.2, 40, 85.7, 150, 200, 300을 갖도록 시편의 크기를 달리하였으며 코팅제(U&V-H(A,B))를 활용하였다. 다이얼게이지를 이용하여 항온($20^{\circ}C$) 항습(60%)에서 수행된 건조수축 실험은 길게는 1,014일 동안 측정하였다. KS에서 제시하는 표준시편에 비해 도로포장 모사용 슬래브 시편의 건조수축 변형률은 약 39% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 동일한 형상비에 대해 굵은골재의 변화에 따른 건조수축 실험결과 석회암이 배합된 시편의 변형률이 사암대비 형상비별로 56~76% 범위에서 가장 낮게 측정되어 포장용 콘크리트로 사용되는데 유리할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.95-103
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• 2013

비파괴 기법중 반전위 측정법은 부식가능성을 정량적으로 판별할 수 있으므로 꾸준하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 피복두께를 10, 30, 60mm, 물-시멘트비를 0.35, 0.55, 0.70으로 변화시킨 RC 시편을 대상으로 비말대 지역을 모사한 촉진염해분무실험을 수행하였다. 45일간의 촉진 염해 분무시험을 수행한 뒤, RC 시편에 대하여 반전위값을 측정하였다. w/c 0.55 조건에서 피복두께가 10mm인 RC 시편은 부식이 발생하였으며, w/c 0.7인 경우 피복두께 30mm인 시편에서도 부식이 발생하였다. 실험결과를 이용하여 물-시멘트비와 피복두께를 변수로 하는 반전위 평가식을 제안하였으며, 비말대지역에서 부식을 억제할 수 있는 조건을 도출하였다. 또한 Life 365 프로그램을 이용하여 비부식 조건의 w/c와 피복두께를 분석하였으며, 본 연구의 결과인 반전위 측정값과 비교하였다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.149-157
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• 2017

본 논문에서는 응집영역 모델링 기법을 사용하여 노치가 있는 적층복합재료의 파괴거동을 연구하였다. 먼저 노치가 있는 적층복합재료 시편형상에 대해 일반 3차원 고체요소로 모델링 한 후 요소들 사이에 섬유파괴, 기지파괴 및 층간분리 파괴를 담당하는 응집요소를 삽입하여 유한요소 메쉬를 제작하였다. 다음으로 일축인장 시험을 모사하는 하중 및 경계조건을 가하여 점진적 파괴해석을 수행하고 해석결과를 참고문헌의 실험결과와 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. 수치해석 결과로부터 노치가 있는 적층복합재료 인장시편의 파괴시작 및 진전거동을 분석하였으며 파괴모드의 진전을 체계적으로 조사하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권1호
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• pp.23-35
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• 2004

본 연구에서는 먼저 유한요소해석을 통해 주요 물성계수들이 압입시 하중-변위 곡선형상에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 유한요소 압입해석을 통해 마찰계수의 영향으로 하중-변위 곡선, 시편하부의 단위부피당 변형에너지 및 변형률 주불변량이 바뀌지 않는 최적 압입깊이와 시편하부지점을 선정하였다. 이러한 관찰을 통해 하나의 요소에서 얻어지는 단위부피당 변형 에너지와 변형률 주불변량을 하중-변위 데이터와 모사 시킬 수 있는 무차원 함수를 얻을 수 있었으며, 이 과정에서 예측된 물성계수를 바탕으로 공칭응력-공칭변형률 곡선을 얻을 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.165-168
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• 2000

로켓엔진에서 노즐은 추력을 발생하고, 단위 면적당 열 전달이 최대가 되는 곳으로 구조적으로 가장 취약한 부분이다. 이런 가혹한 조건에서 사용되어질 수 있는 4D 탄소/탄소 복합재를 제조하였으며. 초밀도화시, 탄화압력은 100bar 와 900bar 에서 각각 시행되었다. 만들어진 시편의 밀도는 1.5~l.9g/$cm^3$ 이었다. 실제 로켓을 모사할 수 있는 지상연소시험을 통해 밀도에 따른 삭마율을 계산한 결과, 밀도가 높을수록 삭마율은 감소하였다. 또한 3-point bending test를 통해 굽힘강도(flexural strength)를 측정하였으며, 굽힘강도를 개선시켜주었다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.9-17
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• 2008

본 논문에서는 저속충격하중을 받은 필라멘트 와인딩 탄소섬유강화 복합재 압력용기의 잔류강도 저하특성에 대한 수치해석 및 실험결과에 대해서 논한다. 복합재 압력용기의 원통부의 여러 곳에 대해 낙하 공구의 끝단을 모사한 삼각형 충격자를 사용한 저속 충격시험이 실시되었고, 유한요소해석을 수행하여 충격시의 기계적 변형 및 응력분포 거동에 대한 예측을 실시하였다. 충격하중을 받은 복합재 압력용기의 잔류강도 저하 특성을 정량적으로 평가하기 위해, 충격부위를 포함하는 원환시편을 압력용기의 실린더부로부터 채취하여, 원주방향 내압인장강도 측정 수압시험법으로부터, 원환시편의 수압파열 압력을 측정하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 충격 에너지의 수준에 따른 잔류강도 변화가 성공적으로 계측되었으며, 복합재 압력용기의 충격손상허용을 정량적으로 평가하기 위한 유용한 방법론이 정립되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.223-229
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• 2016

본 연구에서는 엔진의 밸브트레인에 적용되는 롤러 태핏 하우징의 냉간단조 공정을 개발하였다. 시제품을 제작하였으며, 태핏 하우징의 내구성 평가를 통하여 작동성을 확인하였다. 소재 시편의 압축시험을 통하여 태핏에 사용되는 소재의 물성을 확보하고 상용 소프트웨어인 Deform-3D을 이용하여 단조해석을 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 냉간단조 공정을 설계하였으며, 실제 금형을 제작하고 시제품을 제작하였다. 제작한 시제품의 평가를 위하여 치수정밀도, 표면조도, 평행도, 동심도를 확인하였으며, 목표한 항목에 모두 부합하는 결과를 확인하였다. 또한 제품의 작동성 및 내구성 평가를 수행하기 위하여, 엔진 밸브트레인의 구동을 모사하는 별도의 시험장치 개발을 완료하였다. 디젤엔진의 아이들 상태를 가정하여 작동성을 평가하고, 엔진의 최고 회전수를 가정하여 내구성 시험을 진행하였다. 시험결과 태핏하우징의 마모는 시험 전, 후 외경 치수 0.002 mm 감소로, 미소한 마모를 보였다. 본 연구를 통하여 정밀 냉간단조 기술을 이용한 제품개발 프로세스를 정립하였다. 또한 본 연구에서 개발한 작동성 평가 시험기를 통해 밸브트레인용 부품의 작동성 및 내구성 평가 시험이 가능할 것으로 사료된다.