• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.76-85
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• 2024

본 논문에서는 보수를 위해 생성된 혼합물을 손상부위에 자동으로 분사하여 보수하는 탄소섬유 분사형 복합재 유지보수 로봇을 개발하였다. 로봇 개발을 위해 불연속 탄소섬유와 에폭시 수지(Epoxy resin) 및 경화제가 혼합된 보수용 혼합물을 손상부위에 분사한 뒤 경화시키는 보수공정을 개발하였다. 이후, 개발된 보수공정의 자동화를 위해 협동로봇(Collaborative robot)을 기반으로 보수용 혼합물을 손상부위에 자동으로 흡입 및 분사하는 말단장치(End of arm tool, EOAT)를 개발하였다. 개발된 로봇의 보수성능평가를 위해 복합재 인장시험 규정 ASTM D3039에 의거하여 0° 및 90°일방향 시편 제작 및 시험을 수행하였다. 시험은 손상되지 않은 시편, 손상된 시편, 그리고 손상 후 로봇에 의해 자동으로 보수된 시편에 대해 수행되었다. 시험 결과, 0와 90° 시편에 대해 각각 보수 후 약 10%와 90%의 인장강도 회복율이 확인되어 개발된 탄소섬유 분사형 복합재 보수 로봇의 보수성능을 검증하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.37.1-37.1
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• 2009

최근 휘어짐이 가능한 flexible display의 개발이 활발히 진행됨에 따라 OLED(organic light emitting diode)의 발전 가능성은 커지고 있다. 하지만 cathode 재료인 Cr, Al등은 tensile 또는 bending에 취약하다. 따라서 본 연구에서는, 인장시험용 아령모형의 PET($125\;{\mu}m$) 필름에 Al, Cr, Cr+Al을 각각 코팅하고 부분적으로 hole을 patterning함으로써 인장 시 미소크랙의 발생을 감소시켜 전기저항(R) 변화를 최소화하는 패턴형상을 design하고 세 가지 금속의 전기저항 변화를 통해 좀 더 우수한 flexible display용 금속을 찾는데 그 목적이 있다. 전극에 형성된 미세패턴의 영향과 패턴 된 hole size에 따른 전기저항의 변화를 알아보기 위해 hole size는 $50\;{\mu}m$, $30\;{\mu}m$, $10\;{\mu}m$로 제작하였고 각각의 금속막에 patterning하였다. 제작된 시편을 인장시험 장치에 설치 후 2mm/min의 속도로 인장응력을 가하면서 Load의 증가에 따른 금속막의 전기저항($\bigtriangleup$R)을 동시동작으로 측정하였다. 실험결과 인장시험 시 저항변화는 Cr이 짧은 시간에 가장 급격하게 변하였으며 다음으로 Cr+Al, Al순 이였다. 또한, hole size의 크기에 따른 전기저항의 변화는 $50\;{\mu}m$ size의 hole을 pattern한 시편이 가장 안정한 저항 변화를 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2010

겨울철 혹한지방에서의 차량운행 또는 여름철 혹서지방에서의 장시간 차량 운행시 차체를 구성하고 있는 강판에는 약 $-50^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$의 온도환경에 처하게 된다. 따라서 이러한 저온 고온 환경하에서 차체 충돌상품성 예측 및 충돌안전 설계를 위해 온도에 따른 차체 강판의 기계적 물성평가가 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 자동차용 충돌부재에 주로 쓰이는 HS440MPa, HS590MPa급 냉연 고장력 강판에 대해 $-60^{\circ}C{\sim}200^{\circ}C$의 온도범위로 저온 고온 인장시험을 수행 하였다. 각각의 인장시험 결과로부터 온도 별 항복강도, 인장강도, 연신율, 가공경화지수 등 기계적 물성 변화를 평가하였다. 저온 고온 인장시험은 ZWICK Z250 만능재료시험기를 사용하였고 KS5호 규격의 인장시편을 사용하였으며, 시편에 충분한 온도를 가하기 위하여 목표온도 도달 후 20분간 유지한 뒤 인장시험을 수행하였다. 인장시험결과 HS440MPa, HS590MPa급 두 강종 모두 온도가 낮아질수록 강도 및 연신율 등이 증가하였고, 온도가 증가할수록 강도 및 연신율 등 기계적 물성이 저하 되었다. 즉, 우리가 주로 평가해왔던 상온($25^{\circ}C$)에 비해 저온 고온 환경하에서는 강판의 기계적 물성 변화가 큰 것을 알 수 있다. 따라서 혹한 또는 혹서 지방 등 온도차이가 큰 운행환경하에서의 차체 강도 및 충돌안전성 확보를 위해 온도에 따른 강판의 정확한 물성평가가 필요하고 차체 설계시 온도에 따른 강도변화를 충분히 고려하여야 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.48-52
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• 2006

적층 복합재료를 구조재로 이용할 경우 발생하는 구조적 파단과 두꺼운 원환체 형상의 복합재를 성형 할 경우 발생하는 층간파단(interlaminar failures)은 주로 층간 인장응력에 기인하기 때문에 적층 복합재료의 층간인장 물성은 구조해석 시 요구되는 물성이다. 그러나 복합재료의 층간 인장물성은 국제적으로 통일된 시험방법 및 시험규격이 없고 신뢰할 수 있는 물성자료가 없어 자체적인 평가를 수행하여야 한다. 본 논문에서는 국내에서 내열/구조재로 생산되고 있는 카본/페놀 복합재료의 층간 인장물성 비교/평가에 앞서 층간 인장물성의 측정에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 시험방법 연구에서는 알루미늄 시편을 이용하여 재료의 탄성한계 내에서 몇 가지 실험을 수행하여 시험방법을 비교 평가하였으며 그 결과로 선정한 시험방법을 복합재료에 적용하였다. 실험의 결과, 복합재 시편의 모든 면에서 같은 경향의 변형률을 얻음에 따라 저 하중에서 파단이 발생하는 복합재료의 층간 인장물성 최적 시험 기법을 확보하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4385-4391
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• 2012

본 연구는 전단혼합과 초음파 처리를 통해 충전재의 분산을 증대시켜 복합재료 시편을 만들고, 분산의 적정성을 판단하기 위해서 주사전자현미경 이미지를 이용하며, 인장실험을 통해 기계적 물성치를 측정하고 고찰하였다. 초음파 처리와 전단혼합 시간 증가를 통해서 개선된 공정으로 만들어진 시편의 경우, 충전재 분산에 대한 정성적인 평가인 SEM 이미지와 정량적인 평가인 인장시험 데이터의 상호 보완을 통해 충전재의 복합재료 수지 내에서의 적절한 분산 여부를 판단할 수 있었다. 인장강도의 측정 결과에서는 충전재가 함유된 모든 시편이 Pure Epoxy 시편 보다 높은 인장 강도를 보였는데, 충전재 0.6wt%에서 가장 높은 인장강도 값을 나타냈다. 0.9wt%와 1.2wt% 시편은 Pure Epoxy 시편보다는 인장강도가 증가하였지만 0.6wt% 시편보다 작은 값을 보였다. 인장강성 측정 결과는 충전재의 함유량이 높아질수록 증가하는 결과를 보였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.230-233
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• 2006

In this study, the effects of residual stress induced by plastic injection molding process on the tensile behavior of plastic tensile test specimen were investigated. To manufacture plastic tensile test specimens, an injection mold based on the international standard system was designed and made. Cavity pressure and temperature sensors were installed inside of the presented mold to monitor pressure and temperature values during the cycle of injection molding. Injection molding simulation was performed with the same condition of experiment and linear structural tensile analysis was also performed with the initial condition of the residual stress. It was shown that the residual stress induced by injection molding has an effect on the experiment of tensile test and linear structural tensile simulation.

• 한국정밀공학회지
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• 제9권2호
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• pp.101-107
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• 1992

디입그로잉용 냉간 압연 강판의 인장시험편에 디지탈 이미지 프로세싱 기술을 적용하여 표면에서의 변형 및 변형도 분포 구하는 방법을 제안한다. 이 방법은 시편표면상의 절점 위치를 이미지 프로세싱에 의해 결정하는 부분과 이들 위치점들을 이용하여 변형도를 계산하는 두 부분으로 구성되어,있다. 본 연 구에서는 시편상의 각 절점 위치를 구하기 위해 검은 원형의 반점들로 배열된 사각 형상의 격자를 사용하 였고, 이미지 프로세싱에 의해 구해진 절점 좌표를 이용하여 소재 표면에서의 변형 패턴, 주 변형도 분포, 유효 변형도 분포, 임계 변형도 등을 구하였다. 인장시험하는 동안 시편 표면상의 국부 네킹이 발생될때 까지 주변형도에 의한 변형 이력은 거의 적선적으로 변형되고 있기 때문에, 유효 변형도 값은 매 변형 단계마다 변형도 증분의 누적에 관계없이 거의 일정한 값을 보여주고 있었으며, 최대 유효 변형도는 시편의 중앙부에서 나타나고 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.70-76
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• 2016

본 연구에서는 하이브리드 가스 발생기용 파라핀/알루미늄 왁스 연료의 기계적 특성 파악을 위한 인장 및 압축강도 실험을 수행하였다. 혼합된 알루미늄 입자의 크기와 첨가량에 따른 기계적 특성을 파악하기 위해 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%의 나노 입자 첨가 시편과 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%의 마이크로 입자 첨가 시편을 사용하였다. 평균입도 100 nm 및 $8{\mu}m$ 크기의 알루미늄 입자와 Sasol사의 미정질 파라핀 왁스(Sasol 0907)를 이용하였고, 인장시험과 압축 시험에 사용된 시편은 각각 ASTM-D638, ASTM D575-91 규격에 따라 제작하였다. 나노 입자의 첨가는 시편의 인장 및 압축강도를 크게 향상시키나 마이크로 입자의 첨가는 상대적으로 인장 및 압축강도의 증가에 미치는 영향이 미미한 것으로 파악되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권4호
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• pp.351-358
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• 2011

인장이상재를 갖는 활엽수재의 파괴특성을 이해하기 위해 신갈나무재의 전단시험 및 휨시험을 통하여 파괴단면을 관찰하였다. 육안적으로 관찰한 결과 전단시편의 경우 정상재보다 인장이상재 시편에서 더 많은 섬유의 보풀이 관찰되었고, 함수율 30% 시편의 전단면이 10%보다 거칠고 많은 섬유의 보풀이 관찰되었다. 휨시험에 의해 파괴된 인장이상재는 정상재에 비해 목섬유가 굵고 길게 드러나 있는 것이 관찰되었다. SEM 관찰 결과 방사면 전단파괴시 정상재와 인장이상재의 목섬유는 벽내파괴에 의한 파괴형태를 보여주고 있으며, 방사유세포는 벽절단파괴에 가까운 형태로 파괴되었다. 접선면 전단파괴시 목섬유는 벽내파괴에 의한 파괴형태를 보여주고 있고 인장이상재의 목섬유의 파괴부분이 더 거칠었다. 방사유세포는 양 시편 모두 벽절단파괴에 의한 파괴 형태를 보여주었으며, 인장이상재의 방사유세포에서 절단면이 비교적 깨끗한 것으로 나타났다. 휨시험에 의한 목섬유 파면의 형태는 정상재의 목섬유에 비하여 인장이상재가 파괴 시 끝이 무디고 깨끗하게 끊어진 모습을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.655-662
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• 2014

본 논문에서는 상온과 원전 설계온도에서 증기발생기 전열관의 축방향과 원주방향 응력-변형률 거동과 인장물성치를 파악하기 위해서, 튜브 시편과 링 시편을 이용하여 상온과 $343^{\circ}C$에서 Alloy 690TT 전열관에 대한 인장시험을 수행하였다. 축방향 인장시험 결과 상온과 $343^{\circ}C$에서 모두 항복점 현상이 관찰되었으며, $343^{\circ}C$에서는 Serration이 관찰되었다. 축방향과 원주방향 모두 상온에 비해 $343^{\circ}C$에서 강도는 감소하였으나 연신율은 거의 변화가 없었다. $343^{\circ}C$에서 가공경화율은 상온에 비해 약간 감소하였으나, 가공경화 거동의 변화는 없었다. 시험 온도에 관계없이 축방향에 비해 원주방향의 항복강도와 인장강도가 약 5 10% 정도 낮았다. 시편 방향에 관계없이 상온 대비 $343^{\circ}C$에서 Alloy 690TT 전열관의 항복강도와 인장강도 감소는 ASME Sec.II의 온도 보정계수에 의해 예측된 것보다 큰 것으로 확인되었다.