• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.41-47
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• 2012

본 연구에서는 전기방사법(electrospinning method)을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)가 첨가된 polyacrylonitrile (PAN)과 poly (methyl methacrylate) (PMMA) 고분자 복합 나노섬유를 합성하였다. 합성 과정에서 고분자 물질의 농도와 인가전압의 변화가 나노섬유의 합성에 미치는 영향을 조사하여 최적화된 고분자 나노섬유 합성 조건을 확립하였다. 또한, MWCNTs의 첨가량의 변화에 따른 복합 나노섬유의 구조적 특징을 주사전자현미경(scanning electron microscopy)과 투과전자현미경(transmission electron microscopy)을 통해 분석하였으며, 기계적 강도를 조사하였다. 5 wt%의 MWCNTs가 첨가된 경우, 인장강도(tensile strength)와 영률(Young's modulus)이 PAN 복합 나노섬유는 500%, 27% 향상되었으며, PMMA 복합 나노섬유는 250%, 1,017% 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권4호
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• pp.33-46
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• 1998

공중낙하법에 의해 만든 등방압밀 모래공시 체를 미소변형률 측정장치를 사용한 평면변형률압축 시험을 실시하여 미소변형률에서 파괴 후까지의 강성률에 대한 이방성을 연구하였다. 세계 각국의 주요 연구기관에서 사용되고 있는 7종류의 연구용 표준사 공시체를 멤브레인의 관입에 의한 오차와 변위를 외부에서 측정함으로 하여 생기는 오차(bedding error) 등의 영향을 제거하여 측정한 최대주응력방향의 변형률과 최소주응력방향의 변형률을 각각 0.0001%에서 10%까지 넓은 범위에 걸친 응력-변형률 관계를 얻었다. 그 결과 최대 영률 $E_{max}$은 퇴적면과 최대주응력 $\delta_1$이 이루는 각도에 관계없이 일정하였다. 그러나, 정규화한$E_{max}$은 모래의 종류에 따라 달랐다. 또, 강성률의 변형률 수준과 응력 수준에 대한 의존성은 $\delta$가 감소함에 따라 증가하였다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.276-281
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• 2018

본 논문에서는 이론적인 계산 모델을 이용하여 다양한 섬유 다발 구조를 갖는 직조섬유강화 복합재의 탄성 거동을 예측하였다. 직조 복합재의 기계적 물성을 대표할 수 있는 대표체적요소 (RVE)을 설정하였으며, 직조 다발의 굴곡을 다양한 정현파 함수로 정의하였다. 고전적층이론 (CLPT)를 이용하여 영률, 전단 탄성계수, 포아송비와 같은 직조복합재의 유효물성을 예측하였다. 섬유 다발의 구조와 형태 (평직, 능직)에 따라 섬유 부피 분율을 계산하였으며 각각의 탄성 거동을 이론적인 계산 모델을 통해 예측하였다. 또한, 이론적 예측 결과의 검증을 위해 진공수지주입(VARTM) 공정을 사용하여 평직 및 능직 형태의 복합재 시편을 제작 후 물성 시험을 진행하여 실험 결과를 이론적 예측 결과와 비교하였다. 결과적으로 직조 복합재의 탄성 거동에 대한 이론적 결과와 실험 결과 간에 매우 높은 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.41-46
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• 2012

MEMS/NEMS 구조체의 개발과 응용기술의 발달로 박판 및 박막의 기계적 물성 평가에 대한 요구가 점차 늘어나고 있다. 기계적 물성은 주로 인장시험이나 초음파의 속도 측정으로 평가되어 왔으나, 박판/박막 구조의 경우 기존의 기술로는 측정에 한계가 있어 나노압입시험법, 유도초음파법 등의 새로운 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 박판 구조의 금속재료의 탄성계수를 평가하기 위하여 EMAT으로 송수신된 박판내에서의 유도초음파 진행 속도를 측정하였으며, 이론적으로 계산된 유도초음파 군속도와 실험적인 군속도의 최적화 과정을 통해 최종적으로 박판의 탄성계수를 평가하였다. 두께 $50{\mu}m$의 니켈 박판에서 측정된 영률은 201.6 GPa이었으며, 나노압입시험법으로 측정된 207 GPa, 참고문헌의 203.7 GPa과 비교하면 약 3% 내에서 일치하는 결과이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.389-395
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• 2016

본 논문에서는 Co-Rotational plane beam transient analysis EDISON program(CR-보)를 이용한 에어포일 단면형상 변화에 따른 진동특성 연구를 수행하였다. Co-Rotational 평면 보 해석은 대 회전과 작은 변형률을 갖는 보 해석에 적합하다. 항공기의 날개를 외팔보로 가정하여, VABS를 통한 단면해석과 Fourier 변환을 통해 각 단면형상 변화에 따른 에어포일의 고유진동수를 비교하였다. VABS를 사용하여 단면의 형상과 재료의 적층 정보를 고려한 단면에서의 유한요소 해석을 수행하였다. 에어포일의 재질, spar 유무, 단일 등방성 재료 복합재료, 에어포일 최대두께의 변화에 따라 에어포일의 끝단 진폭과 고유진동수가 변화함을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 에어포일 고유진동수 변화는 2차 관성모멘트/단면적, 밀도, 영률의 변화에 상당한 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.354-364
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• 2012

본 연구에서는 석회암 지반에서 광산개발이나 토목공사를 수행할 때 데이터베이스로 활용될 수 있는 암석의 기초 물성들을 파악하기 위하여, 제천지역 석회암을 대상으로 수많은 실내 역학시험을 실시하여 암석의 단위중량, 흡수율, 간극률, 탄성파 속도, 쇼어경도, 일축압축강도, 인장강도, 영률, 포와송비, 점착력, 내부마찰각 등의 각종 물리적 성질을 조사하였다. 연구 지역에 분포하는 회색석회암과 이질석회암의 역학적 특성을 비교 검토하였으며, 이질석회암은 회색석회암에 비하여 단위중량은 작고 간극률과 흡수율은 크게 나타나 각종 역학적 특성은 상대적으로 작게 평가되었다. 또한 Mohr-Coulomb 파괴기준과 Hoek-Brown 파괴기준을 적용하여 제천 석회암의 파괴조건을 해석하였으며, 여러 가지 물성간의 단순회귀분석과 다중회귀분석을 통해 물성 상호간의 관련성을 알아보았다.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.285-290
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• 2015

구조전지에서 멀티스케일로 일어나는 다중물리현상은 기계적 물성을 테스트하는 것을 어렵게 한다. 본 연구에서는 구조전지 셀에 적합한 기계적 물성 테스트 방법을 이용하여 탄소섬유직물의 전해질 코팅이 기계적 성능에 미치는 효과를 알아보았다. 이를 위해 ASTM의 표준 시편 규격을 참고하여 2가지 종류의 시편을 제작하였다. 기계적 물성 실험은 탄소섬유직물에 전해질을 도포하여 전해질 코팅을 수행하고 이를 다시 에폭시에 경화를 시켜 시편을 만들고 만능 인장시험기를 이용하여 인장실험을 진행하였다. 실험결과, 탄소섬유직물에 전해질의 코팅이 기계적물성에는 큰 영향을 주지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 실험에 이용한 축소된 규격의 시편이 타당함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권1호
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• pp.21-28
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• 2008

본 연구에서는 인장과 압축실험 데이터를 사용하여 재료의 응력-변형률 곡선을 얻었다. 시편에 네킹 현상이 발생하기 전에는 인장실험의 결과를 토대로 각 재료의 영률값과 항복강도를 찾았다. 이후 비선형 거동은 압축실험의 데이터를 이용해 나타냈다. 이렇게 얻어진 재료의 실제응력-변형률 곡선을 구간 멱함수법을 사용해 변형률 구간별로 회귀하였다. 회귀하여 구한 곡선과 실제 재료의 응력-변형률 곡선을 비교해 최적 회귀방법과 상응하는 변형률 회귀구간을 찾았다. 하나와 두 변수에 의한 회귀를 혼용하면 가장 적절한 회귀 방법이 얻어진다. 우선 두 변수들로 회귀하여 항복강도를 찾는다. 뤼더변형률이 없는 재료의 항복강도를 예측에는 초기구간 데이터만을 이용해야 오차를 최소화 할 수 있다. 한편 뤼더변형률이 재료들은 곡선의 후반부 데이터를 사용해야 정확한 물성치를 찾아낼 수 있다. 이어 항복 강도가 구해진 상황에서 응력-변형률 곡선의 전체 데이터를 사용해, n을 단일변수로 하여 회귀한다. 여기서 얻은 항복강도와 n을 이용하면 실제 실험 응력-변형률 곡선을 가장 유사하게 따라가는 회귀곡선을 얻을 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.231-243
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• 2015

본 연구에서는 최근 재개발되고 있는 정선지역의 철광산에서 현장 초기지압 시험과 수많은 암석 실내시험을 실시하였다. 본 광산의 측압계수는 심도가 깊어질수록 작아지는 경향을 보였으며 평균값은 1.10으로 나타났다. 본 광산에 주로 분포하는 네 가지 암종인 백운암, 규장암, 화강암, 철광석에 대한 실내시험을 통해 암석의 단위중량, 공극률, 흡수율, 탄성파속도, 일축압축강도, 영률, 포와송비, 인장강도, 쇼어경도, 내부마찰각, 점착력 등의 각종 역학적 특성을 조사하였다. 실내시험 결과의 통계분석을 통해 암종별 물성을 비교하였고 물성 상호간의 관련성을 검토하였는데, 철광석보다는 규장암이나 화강암의 강도특성이 더 컸으며 암석 물성 간의 일반적인 상관관계와는 반대되는 현상도 발견되었다. 또한 Mohr-Coulomb 파괴조건과 Hoek-Brown 파괴조건을 적용하여 네 가지 암석의 파괴조건을 해석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.206-212
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• 1994

여러가지 화학 조성을 갖는 aluminium titanate mullite복합제는 $AI_2O_3$분말을 알콜 분산용액에서 $Si(OC_2H_5)_4$과 $Ti(OC_2H_5)_4$의 단계적인 가수 분해로 합성되었다. Mullite함량이 20-50vol%인 소결체($1600^{\circ}C$/2h)는 비교적 높은 강도와 낮은 열팽창 계수를 갖는 aluminium titanate를 개발할 수 있는 가능성을 보였다. 이와 같은 결과는 mullite로 인한 aluminium titanate의 입자 크기의 억제와 미세균열에 의하여 얻어졌다. aluminium titanate의 함량이 70-80vol% 복합재료는 우수한 열충격 저항성을 지녔으며 상온 강도는 31-45MPa이었다. 열충격 저항성, 영률, sound velocity화 열팽창 계수가 연구되었다.