• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.17 no.3
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• pp.11-18
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• 1995

본 논문에서는 주철 라이너를 삽입한 알루미늄 블럭 엔진 개발과정에서 주조 불량이 발생하였을때, 냉각계에 일어나는 제반 현상을 분석하고, 이를 해결해 나가는 과정을 기술하였다. 이를 위하여 주철 블럭과 알루미늄 블럭을 장착한 엔진의 피스톤 온도와 블럭의 열유속, 열정산을 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 알루미늄 블럭 제작시 주철 라이너와 알루미늄 블럭 사이에 공기층이 크거나, 용탕 충진이 불완전한 주조 불량이 발생하면 열접촉 저항이 커져 엔진 열전달 경로에 큰 영향을 준다. 2. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면 피스톤에서 라이너로의 전열량이 줄어듦에 따라 냉각수로의 전열량은 감소하는데, 6,000rpm, 전부하에서 알루미늄 블럭의 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비는 38.3%이고, 주철 블럭은 44.1%이다. 3. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면, 피스톤 온도가 15-20.deg.C 정도 상승하여 피스톤 손상을 유발시킬 수 있다. 4. 알루미늄 블럭의 주조가 완벽하게 되어 주철 라이너와 알루미늄 몸체 사이에서의 열접촉저항이 없어지면, 스토로크 방향에 따른 금속면 온도 분포가 균일하게 된다. 5. 실린더 라이너의 주조상태 개선없이 오일젯을 사용한 결과 피스톤의 온도를 만족할 만한 수준으로 감소시켰다. 6. 6000rpm, 전부하에서 오일젯 적용시 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비가 38.3%에서 36.2%로 감소하고, 출력대비 오일로의 방열량의 비는 9.6%에서 11.2%로 증가한다. 7. 오일젯 작용시 오일 펌프의 용량 증대와 오일 쿨러의 장착이 필수적이다.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.458-461
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• 2000

알루미늄 자동차 엔진은 알루미늄 엔진 블록에 라이너가 삽입되어 접합된다. 접합시 라이너와 엔지 블록의 간격이 5$mu extrm{m}$이내이어야 하며 접합률이 30% 이상이면 접합상태가 양호하다고 한다. 라이너의 접합상태를 검사할 수 있는 비파괴 검사장비는 국내에서 개발되어 상용화된 것이 거의 없는 상황이다. 6개의 라이너의 접합상태를 자동으로 검사하는 컴퓨터 내장형 초음파 검사 시스템을 개발하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.124-132
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• 2003

This paper described the structural design and the fabrication procedure of KSR-III composite pressure tank. The type of the composite pressure tank was COPV(Composite Overwrapped Pressure Vessel). A non-load sharing liner was made of aluminum 6061-0 and the liner provided a helium gas seal. The composite pressure tank was winded using T700 carbon/epoxy on the liner. Because the aluminum liner was thin, multiple cure cycles were applied to the filament winding technique. The multiple cure cycles prevented the liner-cylinder from losing a circular shape. A fitting force at the metallic boss was spread to the carbon fiber by a boss ring. The boss ring also prevented a local deformation at the boss part.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.1
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• pp.35-39
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• 2011

The purpose of this paper is to analyze affecting ratios of strength safety in carbon fiber layer thickness of a composite fuel tank for FEV vehicles. To investigate affecting ratios by FEM modeling, the equivalent von Mises stress has been computed on the aluminum liner and carbon fiber layers of composite fuel tanks in hoop and helical directions respectively. According to the FEM results, the affecting ratios of an aluminum liner on the equivalent stress are 77.5% in hoop direction, 18.11% in $70^{\circ}C$ winded helical direction and 4.39% in $12^{\circ}C$ winded helical direction. These trends on the strength safety of carbon fiber layers have been shown as those of an aluminum liner even though the layer thickness ratio of $12^{\circ}C$ inclined carbon fiber is very high of 42% compared with that of hoop layer thickness. Thus, the computed results show that the strength safety of a carbon fiber fuel tank is more influenced by the winding angle rather than the fiber thickness of carbon fiber layers.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.4
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• pp.21-26
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• 2011

Type-3 cylinder liner has a limitation of machining the standard specimen for fracture toughness test because it has approximately 5 mm in thickness as well as a curvature. Hence, it needs to be employed a miniature specimen test technique to evaluate fracture toughness of the cylinder liner. In this study, small punch (SP) test method was employed to evaluate fracture toughness of the cylinder liner. Load-displacement curve result measured from the SP test showed that the liner material was failed during membrane stretching in the general SP load-displacement curve. Additionally, it was shown that liner material was isotropic although the amount of plastic deformation was different depending on the direction due to manufacturing process characteristics. Fracture toughness, $J_{Ic}$, was evaluated using the SP test data. The value of fracture toughness obtained was $13.0kJ/m^2$. This value was similar to that of the same kind of materials. Therefore, the fracture toughness evaluated using the SP test data was reasonable.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.19 no.5
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• pp.78-83
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• 2015

In the composite case, the first ply failure is considered total failure of the case. When the case is constructed by filament winding over a metal liner, the first ply failure does not necessarily mean total failure of the case. In this study, we compared the results through finite element analysis and burst test to predict the burst pressure of the hybrid case (filament-wound composite case with metal liner). Through it predicts the burst pressure of the hybrid case, we can determine the thickness of the metal liner and composite.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2010.04a
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• pp.43-43
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• 2010

국내에 천연가스버스가 보급된 이래 5차례의 용기파열 사고가 발생하였는데 그중 2005년 8월 전주 덕진충전소에서 발생한 용기파열사고는 CNG용기의 라이너를 감싸고 있는 복합재료가 손상되어 발생한 사고로 보고되었다. 복합재료용기의 외피손상이 원인이 되어 발생한 사고사례는 해외에서 약 13건이 보고되었다. CNG용기 외피손상은 용기룰 고정하는 스트랩과 밀접한 관련이 있다. 용기고정이 불완전하면 슬립이 발생하고 이는 복합재의 손상으로 이어진다. 본 연구에서는 ISO 19078, CGA C6.4 등 국제코드의 규정을 고려하여 국내에서 제조된 Type 2, 3, 4 용기와 외국에서 생산된 Type 3 용기를 대상으로 결함깊이, 길이, 넓이에 따른 복합재료 결함 내구성시험을 수행하여 CNG용기의 내구성능을 평가하였고, 시험과 동일한 조건으로 복합재료 손상결함 조건을 컴퓨터로 전산모사하여 시험결과의 타당성과 유효성을 비교 검증하였다. 실험결과, Type 2 용기의 경우, 11,250회의 최소반복가압 회수를 충족하였으나 외피손상부와 반복가압에 따른 실제누출부위가 일치하지 않아 실험조건을 달리한 추가실험이 요구되었다. Type 3 용기의 경우에는 복합재 결함부위와 누수부위가 일치된 시험용기의 수는 67%정도로, 복합재료 용기의 수명을 저하시키는 원인으로 라이너와 외피손상이 서로 밀접한 관련이 있음을 확인하였다. Type 4 용기는 국제기준에서 요구하는 반복횟수를 만족하였고, 손상깊이 0.75mm와 1.25mm에서 반복가압회수가 60,000회 이상이 되어도 누설이 발생되지 않았다. 이는 라이너의 재질이 폴리머로서 균일한데다 탄소섬유 복합재료층 위에 유리섬유 복합재료 층이 1.5mm 정도 추가로 적층되어 있어서 3등급의 손상결함(결함깊이 1.25mm)에서도 구조 층이 전혀 손상되지 않은 것으로 판단되며, 이는 Type 2 용기의 강재라이너나 Type 3의 알루미늄 라이너와 비교하여 Type 4 용기의 폴리에틸렌 라이너의 물성이 반복성능이 탁월함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.1043-1044
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• 2010

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.11a
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• pp.713-714
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• 2010

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.5
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• pp.37-41
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• 2011

This paper presents the strength safety of a hydrogen gas composite fuel tank, which is analyzed using a FEM based on the criterion of US DOT-CFFC and Korean Standard. A hydrogen gas composite tank in which is fabricated by an aluminum liner of 6061-T6 material and carbon fiber wound composite layers of T800-24K is charged with a filling pressure of 70MPa and a gas storage capacity of 130 liter. The FEM results indicated that von Mises stress, 255.2MPa of an aluminum liner inner tank is low compared with that of 95% yield strength, 272MPa. And a carbon fiber stress ratio of a composite fuel tank is 3.11 in hoop direction and 3.04 in helical direction. These data indicate that a carbon fiber gas tank is safe in comparison to that of a recommended criterion of 2.4 stress ratio. Thus, the proposed composite tank with 130 liter capacity and 70MPa filling pressure is usable in strength safety.