• Composites Research
• /
• 제16권6호
• /
• pp.16-22
• /
• 2003

음향방출 신호를 측정하면 운용 중에 구조물 내부의 파손 발생이나 진전 시점을 측정할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 보강된 복합적층 패널의 압축 시험에서 발생하는 음향방출 신호를 측정하여 누적 신호 분포와 주파수 특성을 분석하였다. 보강 패널의 좌굴 발생과 좌굴 모드의 변환시 음향방출 신호가 발생하였으며, 파손 발생 후 진전시 연속적인 신호가 나타났다. 복합재료 본딩 체결부의 강도 시험에서는 발생하는 음향방출 신호와 파손 형태와의 관계를 분석하였다. 본 연구의 음향방출 신호 분석에 사용된 특성은 시간에 따른 누적 히트(hit) 분포, 주파수 특성과 신호의 크기이다. 본 연구를 통하여 음향방출 신호의 연속적인 발생은 파손의 진전에 따라 나타나는 특성이며, 측정된 음향방출 신호의 주파수 특성을 분석함으로써 적층 복합재료에서 나타나는 파손 모드와의 관계를 유추할 수 있다. 내부 응력크기에 따라 모재균열, 층간분리 또는 디본딩, 섬유파손을 각각 100 근방, 220kHz 근방, 500kHz이상으로 분류할 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제26권2호
• /
• pp.129-134
• /
• 2013

극저온 환경에 노출되는 구조체의 접착조인트의 경우 피접착물과 접착물 사이에서 열팽창계수 차이로 인해 계면에서 잔류응력이 발생하게 되는데 이에 의해 접착조인트 내부에 미소균열, 층간분리 등의 형태로 파손이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 높은 비강성, 낮은 열팽창계수의 특성을 지닌 메타 아라미드 섬유를 에폭시 기지재의 보강재로 사용하였다. 표면처리 공정을 간소화하기 위해 전기방사법의 고분자 혼합법(polymer blend method)으로 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 제조하였다. 극저온 환경에서 계면특성이 향상된 코어-쉘 구조의 나노섬유를 보강한 에폭시 접착제의 전단물성을 확인하기 위해 환경챔버를 이용하여 $-150^{\circ}C$의 저온에서 단일 겹치기 실험(single lap joint test)을 진행하였다. 또한, DCB(double cantilever beam) 실험을 통해 파괴인성을 측정하였다. 그 결과, 극저온에서 일반 메타 아라미드 나노섬유에 비해 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 보강한 접착제 시편이 우수한 계면특성으로 인해 물성이 크게 향상되었음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.45-52
• /
• 2018

본 논문은 바닥 격막을 고려한 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동을 파악하기 위하여 80층 규모의 초고층 아웃리거 건물을 대상으로 MIDAS-Gen을 이용하여 계획설계 수준의 구조설계를 진행하였다. 그리고 본 해석의 주요한 변수는 아웃리거의 평면상 위치, 슬래브의 강성, 아웃리거의 강성, 다이어프램의 종류이다. 또한 본 연구의 목적을 위하여 최상층에서 발생하는 수평변위, 층간변위, 슬래브에 발생한 응력을 분석하였다. 본 연구의 결과, 아웃리거의 평면상 위치, 슬래브의 강성, 아웃리거의 강성, 다이어프램의 종류는 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구의 결과는 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동을 파악하는데 필요한 구조설계 기본자료를 얻는데 도움이 된다고 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제8권5호
• /
• pp.1186-1191
• /
• 2007

본 연구는 교차형 와이드 거더를 이용한 건축구조로 최소한의 슬래브 두께로 가능한 최장의 스팬을 확보할 수 있도록 함으로써, 층고를 높이지 않으면서 실내 공간에 자유롭고 다양한 변화를 가져올 수 있도록 하는 것이다. 즉, 본 연구는 교차형 와이드 거더를 응력분포에 따라 일정 간격으로 연속 배치함으로써, 낮은 층고에서 해당 경계 공간을 무주 공간으로 형성시킬 수 있도록 하는 것이다 본 연구의 수치적 타당성을 검토하기 위하여 3차원 횡력 설계가 가능한 프로그램인 Midas Gen을 이용하여 기존의 벽체 시스템과 교차형 Wide Girder에 의한 연성골조 시스템을 해석한 결과, 구조적으로 횡변위 및 층간변위와 바닥의 처짐 등이 기존의 벽체시스템과 비교하여 크게 불리하지 않으며, 전체적인 콘크리트 물량이 기존 벽체시스템과 비슷하며 건축적인 가변성을 확보하는데 큰 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제20권12호
• /
• pp.5-14
• /
• 2019

최근 우리나라에서 지진이 발생하여 대도시의 초고층 건물의 내진연구가 증가하고 있다. 하지만 대부분의 초고층 건물의 내진연구 및 해석은 지반을 간접적으로 고려하고 있다. 또한 지진파 탁월주기의 영향이 거의 고려되고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진파 탁월주기가 초고층 건물 동적거동에 미치는 영향이 지반을 고려하는 연속체 모델을 적용하여 분석되었다. 이를 위해 유한요소기반의 수치해석 프로그램인 MIDAS GTS NX를 사용하여 선형시간이력해석을 적용한 2D 동적해석을 수행하였다. 또한 동적거동 분석을 위해 수평변위, 층간변위비, 휨응력 및 건물 취약부를 이용하였다. 연구 결과, 전반적으로 초고층 건물은 지진파 탁월주기가 길어질수록 더 큰 동적반응이 발생하였다. 또한 지진파 탁월주기가 다른 파라미터인 지반조건, 지진파 크기보다 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제20권10호
• /
• pp.5-14
• /
• 2019

최근 우리나라에서도 지진이 발생하여 대도시의 초고층 건물의 내진안정성에 대한 관심이 높아져 이에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한 대부분의 내진설계 및 해석은 지반을 간접적으로 고려하고 있고, 3D 동적해석을 이용한 내진해석 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반을 포함한 SSI 연속체 모델에 기초한 2D 및 3D 동적해석을 수행하고 거동을 비교 분석하였다. 동적해석을 위해 지반범용해석 프로그램인 MIDAS GTS NX를 이용하여 선형시간이력해석을 수행하였다. 이를 위해 초고층 건물이 기반암 위에 시공되고 표층에 묻혀있는 것으로 가정하고, 선정된 파라미터를 기준으로 민감도 분석을 수행하였다. 동적거동은 수평변위, 층간변위비, 휨응력, 취약부를 이용하여 비교 분석하였다. 대부분의 경우, 2D 동적거동은 3D보다 크게 산출하여 더 보수적인 결과를 보였으며, 취약부의 수와 크기는 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.97-107
• /
• 2006

본 연구는 지반조건을 고려한 브레이스된 강골조 구조물의 연속 및 이산화 내진 최적설계에 관한 내용이다. 지반조건을 고려한 구조해석과 연속 및 이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 내진 최적설계 프로그램을 개발하여 이를 브레이스가 없는 경우, Z-형, X-형의 브레이스 배치형태를 사용한 강골조 구조물에 적용하였고, 정하중, 지진하중을 고려하여 해석하였다. AISC-ASD 시방규정과 ATC-3-06에 규정한 사용성, 허용층간변위 및 다양한 제약조건을 모두 만족하는 최소중량, 설계변수 등을 도출하고, 특히 Newmark-Hall 설계스펙트럼 해석과 지반조건을 고려한 ATC 설계스펙트럼 해석 및 ATC 등가정적해석의 해석결과를 비교 분석함으로서 보다 내진에 적합한 브레이스 배치 형태 및 적용한 해석방법이 최적설계에 미치는 영향을 찾고자 하는데 그 목적이 있다.

• Composites Research
• /
• 제17권4호
• /
• pp.7-17
• /
• 2004

본 연구에서 복합재의 압축 강도에 대한 두께 효과가 $[0_4]_{ns},{\;}[45/0/-45/90]_{ns},{\;}[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$ (n=2 to 8) 등의 적층 방법을 이용하여 체계적인 실험을 통해 조사되었다. 여기서 섬유 체적비, 기공률, 섬유 굴곡도, 층간 응력 등, 적층 두께 증가에 따른 압축 강도에 영향을 주는 파라미터들이 실험과 이론적으로 연구되었다. 또한 엇교차 대칭 복합재판의 파괴강도에 대한 적층 순서 효과도 조사되었다. 이를 위해 2종류의 다른 스케일링 효과를 갖는 (1) 폰라이-레벨 기법인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$과 (2) 서브라미네이트-레벨 기법인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$가 적용되었다. 일 방향 적층 시편 $[0_4]_{ns}$과 플라이-레벨인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$에는 분명한 두께효과를 나타내었다. 그리고 섬유 굴곡도와 기공률의 두께효과에 기여하는 주요 파라미터 들임이 확인되었다. 그러나 서브라미네이트-레벨인 $[45/0/-45/90]_{ns}$의 압축강도는 시편 두께의 변화에도 불구하고 별 영향을 나타내지 않았으면, 서브라미네이트- 레벨 시편에서 구한 강토가 플라이-레벨 시편에서 구한 강도보다 약간 높았다. 이 같은 효과에 대한 이유는 섬유 굴곡도, 기공률, 자유단 효과 및 $0^{\circ}$층과 비 $0^{\circ}$층 사이의 응력 재 분포에 의한 영향인 것으로 보인다. 측정된 파괴강도는 예측 값과 비교되었다.

• Composites Research
• /
• 제29권2호
• /
• pp.53-59
• /
• 2016

항공기 날개 구조물은 유체를 포함한 연료탱크로 사용되며, 연료탱크와 날개구조물을 연결하는 체결부는 복합재 구조물을 사용한다. 항공기 날개 구조물에 고속의 물체가 관통 또는 폭발하게 되면 수압램 현상이 발생하며, 수압램 현상에 의해 연료탱크에 높은 압력이 생성된다. 이러한 높은 앞력은 날개구조물 뿐만 아니라 연료탱크와 체결부의 파손을 야기하기 때문에 전투용 항공기의 기체 생존성 확보를 위해서는 수압램 효과에 대한 체결부의 거동을 확인해야 한다. 본 연구에서는 수압램 검증 시험에 앞서 항공기의 복합재 날개 외피와 스파 체결부를 모사한 4종류의 복합재 T-Joint에 정적 인장 시험을 수행하여 시편의 파손 거동을 스트레인 게이지와 초고속 카메라를 통해 확인하였다. 스트레인 게이지를 통해 얻은 변형률을 기준으로 동일한 형상과 하중 조건을 갖는 유한요소해석 모델링의 해석 결과를 비교하여 모델링의 타당성을 확인하였으며, 정적 하중에서 복합재 T-Joint의 파손응력을 확인하였다. 유한요소해석을 통해 향후 진행될 수압램 시험에서 각 시편이 파손되는 압력을 예측하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제3권5호
• /
• pp.459-465
• /
• 1993

SOG박막 밑에 층간 절연박으로 사용하는 PECVD산화막을 Si rich산화막으로 만들어 줌으로써 실리콘 dangling bond가 수소원자나 수분과 결합하여 SOG박막으로 부터 침투되는 수소원자나 수분의 확산을 억제하므로서 소작 열화되는 것을 방지한다. 이러한 Si rich산화막의 기본 특성을 알아보기 위하여 LF/HF power비와 $SiH_4/N_2O$ gas유량비를 변화시켜서 박막 특성을 조사하였다. 저주파 power만 변화시킨 경우, 증착속도가 감소하고 굴절율과 압축응력에 증가하며 FTIR에서 3300$\textrm{cm}^{-1}$~3800$\textrm{cm}^{-1}$영역의 수분에 의한 peak이 감소하는 것으로 보아 박막이 치밀해짐을 알 수 있고, $SiH_{4}$기체유량을 증가시킨 경우엔 증착속도, 굴절율, 식각속도는 증가하나 압축응력은 감소한다. FTIR에서 Si-O-Si peak의 세기가 감소하고 낮은 파수영역으로 이동하며, AES분석 결과에서 일반적인 oxide(Si:0=1:1.98)에서 보다 Si:O비가 1:1.23으로 낮아 PECVD산화 막내의 Si danling bond가 증가했음을 알 수 있었다.