• 소음진동
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• 제9권1호
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• pp.5-13
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• 1999

1980년대 이르러서 인공위성은 통신위성. 탐사위성, 우주망원경, GPS 위성 등 그 역할이 전문화되고 다양해지고 있다. 이에 따라 인공위성의 안테나, 태양전지판 등의 구조물이 대형화되고 복잡해지는 추세에 있으나, 발사경 비의 절감을 위하여 위성체의 무게를 줄여야 하는 필요성 이 절실해졌으며 이에 따라 얇고 가벼운 재료를 사용하게 되었다. 또한 우주에서의 항구적이고 효율적인 연구수행을 위하여 러시아의 미르(Mir)에 이어서 새로운 국제우주정거장의 건설을 위한 연구가 계속적으로 수행되고 있다.(중략)

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.510-515
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• 1993

본 연구에서는 저속에서도 시스템의 자세 제어가 용이하게 하기 위하여 추진기 뒤에 제어판이 위치하도록 설계하였으며, 일반 서보 시스템과는 달리 무게와 공간 제약이 크고, 제어판 운동에 따른 외란 등록성의 변화가 심하므로 push-pull 형태의 소형, 고출력 편로드 복동 복수 실린더의 작동기를 설계하였다. 또한 일반적으로 서보밸브와 작동기는 일체형으로 설계되나 본 시스템의 공간상 심한 제약으로 인하여 서보밸브와 작동기를 분리하는 방법으로 구조설계를 하고 그 사이 유로는 매니폴드식으로 하여 동력전달을 하였다. 설계된 구동장치를 실제 정밀제작하여 실험을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과와 실험에 의하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 설계의 타당성 및 시스템의 성능을 검증하였다. 고속 수중운동체에 대하여 저속에서 자세제어를 용이하게 하고, 제한된 좁은 설치공간의 문제점을 해결하기 위하여 1) 추진기 후미에 독립된 4개의 상, 하, 좌, 우 제어판 설치 2) 서보밸브는 몸체에, 작동기는 Tail Tube에 분리 작동 설계 3) 소형의 편로드 복동 복수 실린더로 설계 구성된 유압식 구동장치는 시뮬레이션과 실험 결과를 통하여 시스템의 타당성을 입증하였다. 그러므로, 개발한 구동장치는 저속에서도 큰 제어력으로 자세 제어가 용이하기 때문에 얕은 수심에서 발사시 예상되는 위험 요소를 상다ㅇ 개선 시키므로써 운용범위의 다양화를 가져 올것으로 기대된다.

• 전산구조공학
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• 제6권1호
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• pp.91-98
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• 1993

굴삭기 붐의 변위와 응력 제한조건에 대해 각 판의 두께를 설계변수로 선정하여 자중을 최소화 하였다. 변위와 응력 제한조건식을 구성하기 위해 붐을 판 복합 구조물로 모델링한 후 3절점 삼각형 판요소의 유한요소 해석 프로그램으로 해석하여 상용 구조해석 프로그램인 ANSYS결과와 비교 검토하였다. 유한요소 해석 결과로부터 구성된 변위와 응력 제한조건을 직접 미분법으로 민감도를 해석하고 차분결과를 기준으로 검토하였다. 최종적으로 민감도 해석 프로그램과 최적화 알고리즘을 결합하여 판의 최적설계 프로그램을 구성하고 균일응력의 외팔보 문제로써 해외 정확도를 검증하였다. 굴삭기 붐에 대한 자중 최소화를 수행한 결과, 붐의 반쪽 모델의 초기무게가 453kgf이었고 최적설계 결과가 331kgf로서 약 27%의 자중 감소 효과를 가져왔다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.86-94
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• 2021

PCB 기반 전개형 태양전지판은 경량화 및 전기적 연결의 용이성으로 주로 큐브위성에 사용되나, 태양전지판의 면적이 증가할수록 발사환경에서 유발되는 굽힘거동이 증가하기 때문에 태양전지셀의 구조건전성 보장에 한계가 있다. 종래에는 태양전지판의 강성증가를 통해 굽힘거동을 최소화하고자 알루미늄 및 복합재 기반의 보강재를 또는 태양전지판을 적용하였지만, 태양전지판의 부피 및 무게 증가로 제한적인 설계요구조건을 가진 태양전지판의 단점으로 작용한다. 본 연구에서는 점탄성 테이프로 다층 박판을 적층하여 고댐핑 특성 구현이 가능한 6U 규격의 고댐핑 적층형 태양전지판을 제안하였다. 제안된 태양전지판의 기본특성파악을 위해 자유감쇠시험을 수행하였으며, 인증수준의 발사진동시험을 통해 설계유효성을 입증하였다. 또한, 시험결과를 토대로 일반 PCB 태양전지판과 고댐핑 적층형 태양전지판의 진동특성을 예측하고 비교분석을 수행하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권4호
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• pp.293-301
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• 2013

본 연구에서는 수분 흡착효과가 있다고 알려진 커피박을 첨가하여 중밀도섬유판을 제조한 다음 물성과 강도특성을 조사하여 커피박의 중밀도섬유판 원료로써의 가능성을 확인하고자 하였다. 커피박은 주로 인스턴트커피 제조 시 많이 발생하는 찌꺼기인데 가수분해된 것을 전건무게 기준 3, 6, 9% 수준에서 목섬유와 혼합해 중밀도섬유판을 제조하였으며, 이 때 사용한 접착제는 요소수지접착제였다. 커피박과 목섬유를 섞은 중밀도섬유판에 대해 물성과 강도 특성 및 포름알데히드 방산량을 측정하였다. 커피박과 목섬유를 무작위로 섞어 제조한 중밀도섬유판의 휨강도와 박리강도는 모두 KS 기준보다 높게 나타났으며 커피박을 층으로 구성한 적층 성형구조 경우에는 모두 기준에 미달하였다. 제조된 중밀도섬유판의 흡수 두께팽창률은 시판용 중밀도섬유판보다 낮아 물리적 특성 면에서 현저히 개선됨을 보여주었다. 포름알데히드 방산량은 시판용 중밀도섬유판과 유사한 것으로 나타났으며 모두 KS 기준상의 $E_1$급에 부합하였다. 이런 결과는 커피박이 친환경 중밀도섬유판 제조 시 원재료로 활용될 수 있음을 보여주고 있으며 중밀도섬유판의 성능 향상을 위해서는 접착제와 커피박 간의 상호 접착성 및 커피박의 흡착성능 향상을 위한 전환방법에 대한 추가 연구가 요구된다.

• Composites Research
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• 제22권2호
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• pp.43-48
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• 2009

탄소부직포(CNWT)의 삽입에 의해 개선되는 층간파괴특성을 활용하기 위하여, CNWT의 무게에 대한 층간파괴인성값(GIC 및 GIIC)의 변화를 비교함으로써 CFRP적층판에 삽입되는 적절한 CNWT의 무게를 세안하고자 실험적으로 검토하였다. Mode I 및 Mode II 층간파괴인성값(GIC 및 GIIC)은 DCB 실험과 ENF 실험에 의하여 얻어졌으며, 6종류($8g/m^2,\;10g/m^2,\;12g/m^2,\;16g/m^2,\;20g/m^2$ 및 $24g/m^2$)의 CNWT가 각각 삽입된 6종류의 시험편들이 준비되었다. 6종류의 CNWT가 삽입된 시험편들에 대하여, 평균적인 GIC는 거의 비슷하였고 CFRP시험편과 비교하여 약간 감소하였다. 무게가 다른 CNWT가 삽입된 시험편들의 Mode II 층간파괴인성값(GIIC) 역시 서로 비슷하였으나, CFRP 시험편의 Mode II 층간파괴 인성값에 비해서는 약 2배 이상 게 증가하였다. 탄소부직포의 무게에 따른 층간과괴인성값(GIC 및 GIIC)들 사이에는 각별한 상관관계가 되이지 않았으며, CNWT의 삽입에 의해 개선되는 층간파괴특성을 활용하기 위해서는 6종류의 CNWT 중에 경제적이고 무게가 가벼운 $8g/m^2$의 CNWT를 선택하는 것이 바람직하다고 제안한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.346-347
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• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.15-21
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• 2009

섬유강화 복합재료는 비강성과 비강도등의 우수한 기계적 성질을 나타내므로 구조물의 경량화가 요구되는 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 복합재를 이용한 압력용기는 무게를 경량화함으로써 에너지를 절약할 수 있고 강한 내식성을 가지고 있기 때문에 장기간 사용에 유리하다. 본 연구에서는 유한요소법과 ANSYS 반응표면법을 이용하여 안정성 판단의 기준으로 Von-mises 항복 기준, Tasi-hill이론, 응력비를 만족시킬 수 있는 E-glass/epoxy로 필라멘트 와인딩된 CNG차량복합재 압력용기 적층판의 최적설계 모듈을 개발하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.461-466
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• 2013

섬유강화 복합재료는 무게 절감을 위해 다양한 공학 분야에 널리 사용되고 있다. 각 층의 재료 물성치는 일반적인 금속재료에 비해 더 불확실한 것으로 알려져 있으며 하중 방향에 따라 매우 민감하게 반응한다. 그러므로, 복합재 적층판의 설계에서 불확실성을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 COMSOL과 MATLAB을 이용하여 끝단 변위가 설계 요구조건으로 정의된 경우, 재료 물성치를 확률변수로 하는 복합재 적층판에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 또한 근사기법의 효율성과 정확성을 확인하고 확률론적 민감도 해석을 수행하였다. 결과적으로 수중 비행체의 비행자세 안정장치에 대한 개선된 설계 방법의 적용가능성을 제시할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제23권1호
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• pp.8-16
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• 2010

섬유금속 적층판(FMLs)은 손상허용도를 향상시키고 무게를 줄이는데 적합하여 항공우주 응용의 신소재로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 우선 섬유와 알루미늄을 이용하여 적층판을 제조하여 인장시험을 수행 후 FMLs의 기계적 물성을 평가하였다. 또한 알루미늄과 섬유적층의 변화를 주어 낙추충격시험기(Drop Weight Impact Tester)를 이용하여 저속충격하에서 낙추 높이를 조절하여 각 종류의 시험편 마다 충격시간에 따른 하중과 충격흡수에너지를 각각 비교하였다. 추가로 유한요소해석을 이용하여 시험조건과 동일 조건하 인장과 충격거동해석을 수행한 결과를 실험치와 비교하여 실험과 이론해석이 잘 일치함을 보였다.