• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.199-204
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• 2013

최근 차량 경량화를 통한 에너지 절감을 위해서 무거운 철강재료를 경금속이나 복합재료로 대체하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이중, 폴리머 기반의 복합재료는 사출성형을 통해서 복잡한 형상의 제작이 가능하고, 유리섬유나 탄소섬유를 함께 사용하여 철강재료 수준으로 기계적 물성을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 엔진의 고온과 우기에서의 높은 습도 환경은 폴리머의 기계적 물성을 낮추기 때문에 재료선택 과정에서 반드시 고려해야 한다. 본 연구에서는 사출성형을 통해 만들어진 유리섬유강화플라스틱을 엔진룸 내부 온도와 유사한 $85^{\circ}C$ 환경과 우기시의 최대 수분흡수 환경하에서의 기계적 물성변화를 인장시험을 통해 알아보았다. 그 결과, 고온환경에서 최대인장강도가 약 23% 감소를 보였고, 수분에 의해서는 약 30% 감소하였으며, 고온과 수분 모두에 대해서는 약 70% 감소를 확인하였으며 이는 재료 선정시 반드시 고려해야 할 영향으로 판단되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.75-85
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• 2008

아스팔트 혼합물의 수분손상은 물의 침투로 인해 아스팔트 피막과 골재 사이의 부착력이 손실되면서 발생하는 현상으로서, 이는 아스팔트 포장의 주요 파손형태 중 하나인 포트흘의 주요원인으로 알려져 있다. 이에 본 연구는 반복적인 수침에 의한 수분손상이 일반 아스팔트 혼합물의 재료물성에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 이를 위해 기존의 수분손상 시험법인 수정 라트만 시험의 수분 동결-응해 방법을 반복적으로 적용한 일반 아스팔트 혼합물을 대상으로 간접인장시험에 의한 상온물성의 변화특성을 평가하였다. 이를 통해 일반 아스팔트 혼합물의 상온물성은 수침횟수의 증가에 따라 초기에는 급격하게 감소하다가 이후 완만한 감소추세를 나타내었으며, 초기 수분손상에서 물성값의 약 50% 이상이 손실되는 것으로 관측되었다. 또한 파괴시점을 고려한 아스팔트 혼합물의 조기 수분손상 특성을 파악하는데, $25^{\circ}C$의 파괴 에너지와 크리프 변형 에너지를 이용한 재료물성의 손상비가 가장 높은 상관성을 나타내는 것으로 평가되었다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.377-387
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• 2023

본 논문에서는 1-3형 압전복합재료를 단일상의 균질 압전매질로 모델링하기 위해 필요한 등가의 물성을 유한요소 해석으로 직접 추출하는 기법의 정확도를 다룬다. 직접 추출 기법은 압전재료의 전기적, 기계적 거동과 상호 간 커플링을 기술하는 구성방정식을 기반으로 물성 행렬의 개별 성분들을 직접적으로 산출하는 방법이다. 직접 추출에 사용되는 두 가지 구성방정식 조합 간의 정확도를 비교하기 위하여 단일 1-3형 압전복합재료 하이드로폰을 대상으로 등가물성과 수신감도를 산출하고 전체 영역에 대한 유한요소 해석 결과와 비교한다. 물성 추출의 정확도는 압전복합재료를 구성하는 폴리머의 탄성 특성과 밀접한 관련이 있음을 확인하고, 오차 원인을 분석하여 정확한 등가물성 산출을 위한 가이드라인을 제시한다. 압전복합재료 하이드로폰과 주변의 음향구조물을 포함하는 스테이브 규모에 대해서도 등가 모델링을 적용하여 추출된 물성의 정확도와 연산량 감소를 확인한다.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.303-308
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• 2013

탄소섬유(CF) 강화 폴리프로필렌(PP) 복합재료의 수요는 증가되고 있다. 본 연구에서는 재활용 횟수에 따라 변화되는 복합재료의 물성 변화를 관찰하였다. CF 함량을 20% 함량으로 조성한 복합재료에 대해서 재활용 횟수에 따른 기계적 물성 평가를 진행하였다. 인장, 굴곡, Izod 동적 피로 실험에 따른 영향을 확인하였다. CF/PP 복합재료의 계면 물성을 평가하기 위해 젖음성 평가와 파단면을 FE-SEM으로 확인하였다. 재활용 횟수에 따라 섬유와 기지는 변화된다. CF/PP 복합재료는 재활용 할수록 섬유와 기지간의 계면에 열 데미지와 분쇄 과정에 의한 결합력 감소가 확인하였다.

• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.7-14
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• 2003

두꺼운 복합재료 구조물의 유한 요소 모델링은 상당히 복잡하다. 일반적인 2차원 유한요소로 모델링 하면 3차원 응력의 영향을 받는 두꺼운 복합재료 구조물의 정확한 해석이 곤란하다. 그러므로 3차원 모델링을 할 수밖에 없으나 이 또한 구조물의 모든 층이 다른 재료 물성치와 다른 적층방향으로 적층되는 경우에는 모델링이 어렵다. 이 논문에서는 등가 물성 모델링 기법을 제안하고, 두꺼운 복합재료 구조물 해석에 수치적 실험을 하였다. 재료와 적증 방향이 같은 층을 그룹화하여 두께 방향의 요소 수를 현저히 감소시켰지만 결과는 상세한 유한요소 모델로 계산한 결과와 충분히 근접했다. 해석과 모델링에는 MSC/NASTRAN과 PATRAN을 사용하였다. 제안된 모델링 기법은 한국항공우주연구원(KARI)에서 설계된 복합재료 로터 허브 시스템 해석에 적용되었다. 제안된 등가 모델링 기술을 이용하여, 쉬운 모델링과 계산시간을 감소시키면서 허브 시스템의 응력 해석과 각 부분의 안전 계수 점검을 수행하였다.

• 접착 및 계면
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• 제17권4호
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• pp.131-135
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• 2016

본 연구에서는 고상압출을 통하여 제조된 폴리프로필렌/탈크 복합재료의 배향 전후의 비중과 기계적 물성을 조사하였다. 탈크 충진제의 함량이 증가할수록 복합재료의 비중이 증가하였는데, 배향에 따라 발생된 미세공극으로 인해 배향된 복합재료의 비중은 배향되지 않은 복합 재료에 비해 작은 것으로 나타났다. 미배향 시료일 경우 탈크의 함량이 10중량%일 때 인장물성이 증가하였으나 탈크의 함량이 더 증가하면 인장물성은 감소하였다. 배향 시료 경우, 중량% 증가에 따라 인장 물성은 단조 감소를 보였다. Halpin-Tsai 식에 의해 이론적으로 분석한 결과 10중량% 첨가 때는 이론식에 잘 맞았으나 20중량% 이상일 때는 탈크 함량의 증가에 따라 이론식에서 벗어나는 정도가 더 커졌다. 굴곡강도 경우, 미배향 시료 와 배향 시료 모두 탈크의 함량이 10중량%일 때 최대 굴곡 강도 및 굴곡 탄성률을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.53-53
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• 2004

최근 자동차/항공기 등의 판재나 구조물을 첨단기능성 재료로 제작하여 연료소비량을 감소시키는 동시에 승객의 안정성을 현저히 향상시키는 초경량/고강도/고강성/고내충격성 재료에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 국내에서는 두개의 금속 박판사이에 3차원 금속 구조체를 대면적에 분포시킨 후, 판재와 구조체를 접합하여 재료의 무게를 현저히 감소시키는 반면 강도/강성/내충격성을 향상시키는 ISB(Internally Structured Bonded)판재 개발에 대한 연구가 시작되고 있다.(중략)

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.379-383
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• 2017

복합재료의 우주환경에서의 사용이 증가하면서 복합재료의 우주환경저항성에 대한 연구가 수행되어 왔다. 우주환경 중에서도 원자 산소는 복합재료의 기지재료와 반응하고 표면을 침식하여 이에 대한 보호는 필수적이다. 본 연구에서는 원자 산소 저항성 향상을 위해 연구되고 있는 POSS(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane)의 하나인 OG POSS(Octaglycidyldimethylsilyl POSS)를 DGEBA/DDM 에폭시에 첨가하여 OG POSS/에폭시 나노복합재료를 제작하였고 OG POSS로 인하여 발생하는 열적, 기계적 물성의 변화를 확인하였다. FT-IR 분광기를 통하여 경화도와 나노복합재료 내의 OG POSS를 확인하였다. 나노복합재료의 열물성을 측정하기 위하여 열중량분석과 시차주사열량분석을 수행한 결과, 초기 질량감소온도가 향상되었고 char yield가 증가하였다. OG POSS의 함량이 증가하면서 Tg는 OG POSS 5 wt.%까지 증가하는 추세를 보였지만, 10 wt.%에서 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. OG POSS 나노복합재료에 대하여 수행된 인장시험에서는 OG POSS가 10 wt.% 함유되었을 때까지 에폭시의 인장물성을 유지함을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제15권1호
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• pp.9-13
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• 2014

본 연구는 폴리프로필렌/마이카 복합재료의 고상압출에 의한 배향에 따른 기계적 물성의 변화에 관한 연구이다. 마이카 함량이 증가할수록 복합재료의 비중이 증가하였다. 하지만 고상압출에 따른 배향에 의해 복합재료의 비중은 미세공극의 발생으로 말미암아 비중은 배향 전에 비해 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 미세공극의 존재는 복합재료의 인장 및 굴곡물성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 고상압출 여부에 관계없이 마이카 함량이 10 wt%일 때 최대 굴곡 물성이 관찰되었다.

• 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.