• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.29-35
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• 1997

실제로 용접구조물의 재료에는 항상 내부 잔류응력이 존재하며 그 크기는 재료내의 내부 잔류응력간의 평형의 원리(Self-equilibrating system)에 의해 결정 된다. 일반적인 구조 강도설계에서 행해지는 탄성해석에서는 재료 내부에 존재하는 잔류응력을 고려하지 않기 때문에 설계시에 계산된 응력이 심하중하의 구조물에서 발생하는 응력과 같다고 볼 수는 없다. 철강재료를 사용한 구조물의 경우 구조물 제작 공정 전반에 걸친 성형가공 및 조립과정에 수반되어 재료 내에는 잔류응력이 발생되며 특히 용접조립에 의해 용접부 근방에서는 재료의 항복강도 수준의 상당히 큰 용접응력 이 발생하게 된다. 일반적으로 용접잔류응력의 완화법으로 가장 확실한 방법은 후열 처리법(Post weld heat treatment, PWHT)이지만 이 방법의 적용은 구조물의 크기에 제한을 받게 된다. 따라서 PWHT를 적용하기 어려운 구조물에 대해서는 다른 방법에 의해 용접잔류 응력을 완화시켜야 하며 이 경우에 일반적인 방법으로 기계적 응력완화 법(Mechanical stress relief method, MSR)이 있다. 본고에서는 MSR의 기본원리에 대하여 간단하게 정리하고 실 구조물에 대한 MSR 적용시 고려해야 할 제반사항을 위하여 단순 용접부에 대한 MSR 적용 실험결과와 실제 압력용기를 대상으로 MSR을 자체 제작된 기술절차서에 따라서 시행하고 MSR의 적용성에 대해서 검토하였다.

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.172-179
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• 1990

섬유강화 복합재료는 기존의 등방성재료에 비해 비강성과 비강도가 높고 충격특성, 피로특성 그 리고 내부식성 등이 매우 우수하여 항공기뿐 아니라 자동차, 쾌속선, 스포츠용품 등에 널리 사 용되고 있으며 높은 X선 투과성과 치수안정성 등의 특성을 이용하여 의료용기기, 대규모집적회 로기판, 정밀계측기기 등에까지 응용분야가 넓어져 가고 있다. 최근에는 설계를 지원하기 위한 데이타베이스의 체계화와 실제 구조물이 요구하는 특성의 효율적인 만족을 위해 구조물의 안전성 관점에서 본 손상허용 평가가 요구되고 있다. 이를 위해 섬유강화 복합재료의 층간파괴인성을 평가할 수 있는 기존의 실험법들을 소개하고 섬유강화 복합재료의 층간파괴 특성을 고려하여 보았다. 섬유강화 복합재료를 실제 구조물에 응용하기 위해서는 설계에 대한 중요한 정보인 각 파괴모우드에 대한 층간파괴인성들을 일관성 있게 정량적으로 평가할 수 있는 방법이 제시되어 각 파괴모우드에 대한 층간파괴인성의 측정뿐 아니라 층간 파괴 거동의 규명이 행해져야 한다.

• 기계와재료
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• 제22권3호
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• pp.96-109
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• 2010

자동차는 다양한 형상과 기능을 가진 부품소재의 집합체라 할 수 있다. 자동차의 고출력화에 의한 연비향상과 각국의 환경규제 강화 요건을 충족시키기 위해 자동차 엔진의 작동온도와 이에 따른 배기가스의 온도가 꾸준히 높아지는 추세이다. 따라서 고온재료의 선택과 사용이 보다 중요해 지고 있다. 자동차에 사용되는 고온 부품은 설계사양에 맞추어 그리고 경제적인 측면을 고려하여 내열재료를 사용하는 방법과 표면처리를 하는 두 가지 방법이 주로 채택되고 있다. 내열재료를 사용하는 대표적인 부품은 엔진을 구성하는 부품과 연소실로부터 나오는 고온 고압의 배기가스가 이동하는 배기계 부품이다. 엔진을 구성하는 부품 중에는 냉각수에 의해 온도가 제어되는 부분은 경제적인 소재가 사용되나 밸브와 같은 부품은 고온재료가 채용된다. 가장 높은 온도에서 사용되는 배기계 부품에는 경제성이 감안되면서도 높은 열적, 기계적 안정성이 동시에 요구되고 있다. 전통적으로 배기부품에는 구상흑연주철이 널리 사용되어 왔고 현재에도 원가 측면의 강점을 이용해 대부분의 차량에 적용되고 있으나 일부 고출력, 고배기량 엔진의 경우에는 주철의 한계온도 이상의 배기온도가 요구되어 스테인리스 강을 도입하고 있다. 또한 내열 타이타늄 합금, 금속간화합물과 같은 고온재료가 개발됨에 따라 고가의 차종에는 신재료가 이들 부품으로 채용되고 있다. 이 글에서는 배기계 부품의 설계적인 요소에 의한 열적, 기계적 측면의 내구 특성을 살펴보고, 이들 부품에 보편적으로 적용되는 고온 금속재료의 종류 및 기계적 특성을 소개하였다. 아울러 미래의 환경친화적 자동차용 고온 부품을 개발하기 위하여 연구되고 있는 Super Si+MO, 스테인리스 강, TiAl, 고온 타이타늄 합금 등과 같은 자동차 내열 부품으로 사용되는 신소재의 연구개발 동향에 관하여 기술하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.100-108
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• 2021

이 연구의 목적은 최근 국내에서 개발된 섬유보강 고강도 콘크리트 설계지침(안)의 저감계수를 적용하여 확보하는 설계의 신뢰도지수를 분석하는 것이다. 설계지침(안) 개발을 위하여 수행된 재료실험 및 부재실험 데이터를 수집하여 재료강도 통계특성 및 부재강도 해석식에 대한 통계특성을 구한다. 재료통계특성과 설계지침(안)의 부재 해석식을 적용한 시뮬레이션을 수행하고 해석식의 통계특성과 종합하여 단면강도에 대한 통계특성을 산출한다. 국내 도로교설계기준과 콘크리트구조기준의 하중조합을 적용한 신뢰도분석을 수행하였으며, 설계지침(안)에서 제시한 재료 및 부재에 대한 저감계수를 적용한 설계는 목표신뢰도 지수를 만족함을 확인하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.364-365
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• 2003

토목합성재료는 지반위에 전폭으로 연결되어 사용되고 하중도 전장 및 전폭으로 전달되므로 인장강도 역시 전장 및 전폭으로 시험하는 것이 바람직하나 시험기의 용량 및 시험편 파지장치의 기술적 제약 상 전폭시험이 불가능하다. 현재 국내에서는 그래브 및 스트립 상태인 소폭으로 시험한 후 m당 인장강도로 환산하여 시공설계에 적용하고 있으므로 실제 재료의 설계 시 인장강도와 측정된 인장강도간에 차이가 있다. 그러나 미국, 유럽 등에서는 광폭시험편을 준비하여 인장강도를 측정함으로써 이러한 오차를 최소화하고 있다. (중략)

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.129-134
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• 1999

• 기계저널
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• 제19권1호
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• pp.324-330
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• 1979

본 강좌에서는 설계를 하는 데 특히 고려해야 할 부분의 하나인 재료의 선택과 관련시켜 고분재 료의 기계적인 거동을 이해하기 위한 기초적인 개념을 소개하고 물건의 파괴기능과 설계 등의 관계를 구조재료의 관점에서 기술하여 보고자 한다. 앞으로 본 강좌에 기술되는 내용은, 금번 가 능하면 쉽게 학회지 내용을 소개하고 널리 보급하자는 새로운 편집방법에 따라 다소나마 독자 여러분께 참고가 될까하여 이미 발간되어 있는 책자 등에서 간추려 보았다. 앞으로 여러 차례에 걸쳐 기술하여 보고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.319-332
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• 2004

복합재료(FRP)는 재료적 고비강도, 고내구성 등으로 인하여 건설분야에 널리 사용되고 있어, 본 연구에서는 인발성형된 FRP 바닥판의 형상최적설계를 수행하였다. 최적설계의 정식화에서 목적함수는 단위모듈의 체적을 최소화하도록 하였으며, 설계변수는 바닥판 단면의 기하적 치수와 재료적 물성을 사용하였다. 반면 바닥판의 성능을 최대한 효율적으로 설계하기 위하여 설계 제약조건으로 처짐규정, 재료파괴 기준, 좌굴하중, 바닥판 최소두께와 응력을 사용하였다. 단면형상의 효율적 결정과 시공성을 고려하여 구조적 보조부재를 포함하지 않는 튜브 모양의 형상으로 제한하였으며, 최적화 알고리즘은 Index기법을 적용하여 수렴성을 극대화한 개선된 GAs를 사용하였다. 상용 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였고, 구조해석 결과를 최적화 과정에 필요한 제약조건으로 활용하고, 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 개발한 최적화 프로그램을 검증하기 위하여, 40m의 지간, 폭 12.14m에 주형 간격이 2.5m인 단순교를 대상으로 하였으며, 도로교 설계 기준을 만족하는 DB-24하중을 적용하였다. 복합재료의 재료로 E-glass섬유를 사용하였으며, 최적설계를 수행한 결과 인발성형공법에 의한 실용적인 단면을 제안하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 방전 플라즈마 유기절연재료 초전도 자성체연구회
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• pp.15-18
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• 2004

피뢰기에 뇌 또는 이상전압과 같은 정격이상의 고장전류가 유입되어 발생하게 되는 순간적인 열 충격과 내부압력 상승은 폭탄이 내부에서 터지는 것과 같은 엄청난 양의 충격에너지이다. 본 연구에 있어서 폴리머 피뢰기의 제조에 사용된 모듈용 브레이드 복합재료는 압력해소 및 폭발 비산하지 않도록 하는 기능을 수행하도록 설계되어있다. 기존의 폴리머 피뢰기에 적용된 복합재료보다 충격에너지를 흡수하는 구조물에 유리한 브레이드 복합재료를 피뢰기 모듈의 제조에 도입한 것은 매우 의미 있는 일이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 열경화성 브레이드 복합재료를 제조하기 위하여 프리폼을 먼저 제작한 다음 금형에 삽입한 후 진공상태에서 수지를 주입하여 경화시키는 RTM공법을 이용하였다. 본 연구의 목적은 브레이드 패턴 및 방압개소 설계 등의 기초적인 자료조사 및 실험을 통하여 폴리머 피뢰기의 폭발 비산을 방지할 수 있는 압력해소 성능을 위한 기초 자료를 확보하고자 하는 것이다. 브레이드 복합재료의 기본적인 경화거동을 등온 및 동적 DSC를 이용하여 고찰하였고, 기본적인 전기적 특성을 평가하였으며, 방압개소를 가진 폴리머 피뢰기 모듈의 고장전류시험시 예상되는 열 충격에 대한 성능을 검증하기 위하여 열팽창계수를 측정하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.706-709
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• 2011

최근 환경오염 문제에 대한 관심이 고조되며 건설분야를 비롯한 각 산업분야에서는 $CO_2$저감 대책에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 건설분야에서의 기존 연구는 대부분 시공 후 사용 및 유지관리 단계에 집중되어 있으며, 설계단계에서 구조재료 및 비구조 재료의 적절한 사용에 관련한 연구는 초기단계이다. 그러므로 본 연구에서는 초고층건물 구조설계에서 사용되는 매입형 합성기둥 부재의 구조비용과 $CO_2$발생량을 동시에 최소화할 수 있는 다목적 최적설계기법을 제안하였다. 알고리즘의 검증을 위해 35층 건물의 기둥 설계에 적용하였으며, 적용결과 초기설계안보다 경제적이며 친환경적인 최적 설계안을 제시할 수 있음을 확인하였다.