• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.273-278
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• 2019

본 논문에서는 압입시험을 통해서 초탄성 재료 물성치를 평가하는 간단한 방법을 제시하였다. 초탄성 재료 모델 중, 3개의 물성치($C_{10}$, $C_{20}$, $C_{30}$)를 가지는 Yeoh 모델을 선택하여 주연신률로 표현되는 변형률 에너지 밀도를 적용하였다. Yeoh 물성치를 변화시키며, 구형 압입시험 유한요소해석을 수행하여 압입자 반력-변위 곡선을 획득하였다. 압입자 반력-변위 곡선을 3차 다항식으로 근사하였고, 이 다항식을 물성치($C_{10}$, $C_{20}$, $C_{30}$)의 3차 곱으로 근사된 3차 다항식으로 표현하였다. 압입자 반력-변위곡선 근사를 위해 회귀분석을 진행하여 수식들의 계수를 결정하였으며, 이 회귀식을 이용하여 초탄성 재료의 물성치를 평가하였다. 초탄성 재료 물성치 평가를 수행하고 오차를 비교하여 유효성을 보여 주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2D호
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• pp.243-248
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• 2008

아스팔트 포장에서 발생하는 수분손상은 우수 등에 의한 수분 침투로 아스팔트 혼합물 내의 접착력과 점착력이 손상되면서 발생하는 현상으로서, 아스팔트 포장의 주요 파손에 영향을 미치는 원인의 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는 아스팔트 포장에서 발생하는 수분손상을 아스팔트 혼합물의 실내 물성 특성으로 규명하고자, 기존의 간접인장시험과 수정 라트만 시험 방법을 이용하여 국내의 일반 및 SBS 개질 아스팔트 혼합물에 대해 반복 수침 및 다양한 온도 영역에서 아스팔트 혼합물의 물성 변화와 수분 저항성 특성을 평가하였다. 이를 통해 아스팔트 혼합물의 물성(회복탄성계수, 간접인장강도, 파괴에너지, 크리프 변형에너지) 변화가 반복적인 수침에 따른 수분손상과는 높은 상관성을 나타내었으며, 수침 횟수별로 다른 감소 경향을 나타내는 결과를 도출하였다. 그리고 재료 종류별로는 반복 수침에 따른 시험 물성값의 손실률은 모든 온도 영역에서 SBS 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비해 낮은 경향을 나타내는 것으로 분석되었다. 결론적으로, 현행 아스팔트 혼합물의 수분손상 특성을 평가하는 방법은 단기적인 수침 조건과 단일 시험 물성에 의해 평가됨으로서 변별력 있는 기준으로 사용하는데 한계가 있는 것으로 판단된다. 이에 아스팔트 혼합물의 장기적인 수분손상 특성 및 변별력 있는 재료 물성의 평가를 위해서는 반복적인 수침 조건과 함께 다양한 물성 기준의 적용이 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.83-91
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• 2015

충돌 또는 폭발 하중 하의 콘크리트는 정적 하중에서 가지는 재료물성과 다른 거동을 보이게 된다. 즉, 고변형율 하의 콘크리트의 재료물성은 크게 변화하게 되며, 이를 시험평가하기 위한 방법 중 압축강도와 관련된 시험법으로는 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar) Test가 있다. 그러나, SHPB Test는 금속과 같은 인성재료를 위해 개발된 시험방법으로서 취성재료인 콘크리트에 적용이 가능한지에 대한 검토가 추가적으로 필요하며, UHPC와 같은 섬유보강 초고성능 콘크리트에 대한 연구는 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 콘크리트 시험체를 위해 제작된 SHPB Test 장비를 사용하여 일반 콘크리트 및 UHPC 시험체에 대한 시험평가를 수행하였으며, SHPB Test의 적용 적정성을 파악하기 위하여 초고속카메라를 활용한 변위영상 분석을 통한 검증을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권2호
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• pp.101-109
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• 2016

발전소 내열강의 물성치는 고온 가동시간이 누적됨에 따라 열시효의 영향을 받는다. 본 연구에서는 제 4 세대 원자력시스템의 재료로 널리 채택되고 있는 Mod.9Cr-1Mo (ASME Grade 91)강을 대상으로 항복강도, 인장강도 및 파괴거동에 열시효가 미치는 영향에 대해 조사 및 분석하였다. 국내에서 가동 중인 초초임계(USC) 화력발전소의 배관계통에서 채취한, 73,716 시간의 가동 이력을 겪은 Gr.91 강 재료가 재료 실험을 위해 사용되었고, 동 시험결과와 가동 이력을 겪지 않은 신재의 시험결과를 비교 분석하였다. 또한 ASME 코드의 물성치와 RCC-MRx 의 물성치와 비교 분석하였고, 이들 설계기술기준 물성치의 보수성은 신재 및 가동 이력을 겪은 재료의 시험결과와 비교 분석을 통해 정량화하였다.

• Composites Research
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• 제18권3호
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• pp.1-6
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• 2005

탄소나노섬유는 기계적, 전기적, 화학적, 열적 성질 등의 우수하고, 독특한 특성을 가진다. 이러한 탄소나노섬유의 우수한 물성에도 불구하고, 탄소나노섬유가 강화된 고분자 복합재료의 물성은 비례적으로 증가하지 않는다. 이러한 원인은 탄소나노섬유가 고분자 재료 내에 고루 분산되지 못하기 때문이다. 본 연구에서는 복합재료의 기계적 물성을 향상시키기 위해, 탄소나노섬유가 강화된 하이브리드 복합재료에 대한 연구를 수행하였다. 탄소나노섬유의 고른 분산을 위해, 초음파 분산장치를 이용한 용융 혼합방법을 이용하였고, 전자현미경(SEM)을 통해 탄소나노섬유의 분산정도를 확인하였으며, 만능시험기(UTM)를 이용하여 탄소나노섬유가 강화된 하이브리드 복합재료의 기계적 물성을 평가하였다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.281-287
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• 2023

대량의 폐기물에 의한 환경오염, 세계 평균기온 상승에 의한 기후위기가 인류의 생존을 위협하는 수준에 이르고 있다. 이를 해결하기 위하여 다양한 분야에서 관련 연구가 이루어지고 있으며 재료분야에서도 친환경적이며 탄소중립적인 소재를 개발하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유에 천연섬유를 조합함으로써 천연섬유의 장점인 친환경성과 탄소배출 저감을 달성하고자 하였다. 일반적으로 고강도와 저강도 소재를 조합할 경우 그 중간의 물성을 가지는 것으로 알려져 있지만, 본 연구에서는 일부 물성이 탄소섬유 복합재료의 물성을 초과하는 결과를 얻을 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 탄소섬유복합재료와 탄소섬유/천연섬유 하이브리드 복합재료를 제조하고 다양한 기계적시험을 통하여 기계적 물성을 비교하고 우수한 물성을 보이는 시험에 대하여 강도향상 기구를 분석하였다. 시험결과 하이브리드 복합재료의 굽힘강도와 파괴인성치가 탄소섬유 복합재료에 비하여 우수하게 나타났으며 강도향상 기구를 규명하였다. 하이브리드 복합재료를 활용할 경우 더욱 우수한 강도의 구조물을 제작할 수 있을 뿐만아니라 환경오염 및 기후위기에도 도움이 될 것으로 예상된다.

• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.30-37
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• 2002

꼰 섬유(twisted yarn)로 이루어진 복합재료의 탄성계수를 예측하기 위한 강성모델을 제시하였다. 이 모델은 단위 셀 구조를 바탕으로 하여 좌표변환과 구성 재료의 연성 상수를 체적 평균함으로써 복합재료의 탄성계수를 예측하는 방법이다. 해석적인 결과와 실험치와의 비교를 위하여 두 종류의 꼬임 각을 가지는 섬유로 구성된 복합재료에 대한 시험을 하였으며 인장, 압축, 전단 강도와 탄성계수를 구하였다. 이 시험편은 유리섬유 및 에폭시 수지를 사용한 RTM 성형법으로 제조하였다. 탄성계수에 대한 비교 곁과 예측치와 실험치는 비교적 잘 일치하였다. 이 모델에 의해 구해진 3차원적인 탄성계수 값은, 꼬인 섬유로 이루어진 직조형 복합재료 구조물의 구조해석을 위한 기본 물성치 입력값으로 사용될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.306-314
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• 2006

가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2007년도 춘계학술발표대회 및 제12회 신소재 심포지엄
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• pp.41.1-41.1
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• 2007

• Composites Research
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• 제14권4호
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• pp.15-26
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• 2001

Implant용 bioabsorbable 복합재료의 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘을 micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 평가하였다. Poly(ester-amide)와 bioactive 유리섬유의 인장 강도와 탄성률 그리고 연신율은 분해시간에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보인 반면, chitosan 섬유는 분해시간 내에서 거의 변화가 없었다. Dual matrix composite 시험법을 이용하여 측정된 bioactive 유리섬유와 poly(L-lactide) 사이의 계면전단강도는 chitosan이나 poly(ester-amide) 섬유의 경우 보다 큰 값을 보였다. 그리고 계면전단강도 감소는 bioactive 유리섬유 강화 poly(L-lactide) 복합재료에서 가장 빨랐으며, chitosan 섬유의 경우가 상대적으로 가장 느린 경향을 보였다. Poly(ester-amide) 섬유의 분해시간에 따른 음향방출 진폭과 에너지는 점차로 감소하였고, 음향방출 진폭의 분포 역시 점차 좁아짐을 보여주었다. Bioactive 유리섬유에서 인장파단에 의한 음향방출 진폭과 에너지는 압축파단의 경우 보다 크게 나타났으며, 또한, 인장 및 압축시험 모두에서 초기상태가 분해 후 보다 더 큰 값을 보였다. 본 연구에서 평가한 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘은 생흡수성 복합재료의 성능을 조절할 수 있는 중요한 요소가 될 것이다.