• 제목/요약/키워드: 하이브리드재료

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기술현황분석 - 하이브리드 굴삭기 동력전달계 주요부품의 신뢰성 평가기술 개발

  • 박종원;정동수;김형의
    • 기계와재료
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    • 제23권3호
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    • pp.190-198
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    • 2011
  • 하이브리드 굴삭기는 에너지 재생 및 연비향상을 위하여 기존의 유압부품들 중 일부를 전기부품으로 대체하여 시스템을 구성하고 있다. 따라서, 하이브리드 굴삭기의 신뢰성을 평가하고 보장하기 위해서는 기계적인 부하와 전기적인 부하가 복합적으로 영향을 미쳐 발생되는 고장모드를 고려하여 신뢰성평가기법을 개발하여야 한다. 특히 하이브리드 굴삭기는 가혹한 실외 환경조건에서 운용되므로 새롭게 개발되는 부품들에 대하여 설계 결함을 조기에 발견하기 위한 복합 내환경 시험과 초가속 수명시험이 수행되어야만 한다. 본 연구에서는 FMEA, FMECA, FTA 및 HALT 등의 다양한 신뢰성 기법을 사용하여 하이브리드 굴삭기의 신뢰성평가기법을 개발하였고, 개발대상 하이브리드 굴삭기의 주요 동력전달 파트인 선회구동 시스템에 대한 신뢰성평가장비를 개발하고 구축하였다. 본 연구에서 개발된 하이브리드 굴삭기 신뢰성평가기법은 하이브리드 자동차의 부품들에 대한 신뢰성평가에도 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

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탄소나노섬유가 강화된 하이브리드 복합재료의 제조 및 기계적 특성 (Manufacture and Mechanical Properties of Carbon Nanofiber Reinforced Hybrid Composites)

  • 정상수;박지상;김태욱;공진우
    • 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.

AlOOH 나노 졸이 첨가된 유/무기 하이브리드 졸-겔 코팅막의 내부식성 특성 (Novel Inorganic/Organic Hybrid Sol-Gel Films for the Corrosion Protection of Metal)

  • 김재홍;석상일
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.130-130
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    • 2003
  • 현재, 메탈의 내부식성 코팅막 제조에 사용되고 있는 크로메이트 기반 코팅제는 유독성 물질에 대한 환경 규제에 따라 조만간 사용이 금지 될 예정이다. 본 연구에서는 이러한 유독성 금속 내부식성 코팅제를 대체할 새로운 환경 친화적인 코팅 재료로서 A1OOH 나노졸이 분산된 ZrOCl$_2$ㆍ8$H_2O$-GPS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)하이브리드 졸을 제조하고 이의 내 부식성 특성에 대하여 조사하였다. AlOOH 졸이 첨가된 유/무기 하이브리드 졸은 염화 알루미늄을 염기로 침전 시킨 수산화 알루미늄 침전물에ZrOCl$_2$ㆍ8$H_2O$를 10 ~ 20 wt% 첨가하고 열처리한 후 여기에 GPS를 AlOOH에 대하여 4 ~ 6몰 배 첨가하여 제조하였다. 제조된 하이브리드 형 졸은 가시관 투광성이 우수하며 시간에 따른 범도 변화가 거의 없었다. 이 코팅 졸을 아연 도금 강판에 딥 코팅법으로 코팅한 후, 상온~20$0^{\circ}C$에서 열처리하여 염수 시험법으로 하이브리드 졸의 조성 및 열처리 조건에 따른 코팅막의 내부식성 특성을 조사하였다. 또한, 코팅막의 두께를 전자 현미경으로 관찰하였고, 코팅막 경도는 연필 경도계로 조사하였다.

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나노하이브리드 절연코팅 수지의 표면특성 (Surface Properties of Insulation Coating Resin by Nanohybrid Method)

  • 한세원;강동필
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.276-276
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    • 2010
  • 본 논문에서는 나노하이브리드 방법으로 제조된 변성 폴리이드계 나노하이브리드 절연코팅의 표면 굴곡특성을 비교 연구하였다. CS로 나노하이브리드화된 수지의 코팅표면의 표면거칠기를 AFM 으로 분석하여 그 변화를 비교하였다. CS로 처리된 나노하이브리드 코팅면의 경우 기초수지의 코팅면과 비교하여 기저재료와 상관없이 표면 거칠기는 현저히 줄어드는 경향을 나타내었다. 이는 20nm 이하의 균일한 CS입자가 균일하게 분산되어 수지 내에 자리하므로 기저물질의 거칠기를 보완하는 역할을 하기 때문으로 분석된다.

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직교이방성 재료의 구멍주위에 관한 하이브리드 응력해석시 요소크기의 효과 (Effect of element size in hybrid stress analysis around a hole in loaded orthotropic composites)

  • 백태현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권10호
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    • pp.1702-1711
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    • 1997
  • A numerical study for the number of terms of a power series stress function and the effect of hybrid element size on stress analysis around a hole in loaded orthotropic composites is presented. The hybrid method coupling experimental and/or theoretical inputs and complex variable formulations involving conformal mappings and analytical continuity is used to calculate tangential stress on the boundary of the hole in uniaxially loaded, finite width glass epoxy tensile plate. The tests are done by rarying the number of terms, element size and nodal locations on the external boundary of the hybrid region. The numerical results indicate that the hybrid method is accurate and powerful in both experimental and numerical stress analysis.

고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장 거동에 대한 재료모델 (Material Model for Compressive and Tensile Behaviors of High Performance Hybrid Fiber Reinforced Concrete)

  • 권순오;배수호;이현진
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.311-321
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    • 2021
  • 콘크리트의 낮은 인장강도와 취성적인 특성 등의 약한 재료 특성을 개선하기 위하여 수년간 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 비정질 강섬유와 유기섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 특성에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 논문의 목적은 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 이용한 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장 거동을 평가한 후 이들에 대한 재료모델을 제안하는 것이다. 이를 위하여 목표 압축강도 40MPa 및 60MPa 각각에 대해서 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 총 부피비 1.0%로 설정하여 섬유 조합별로 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트를 제작한 후, 압축 거동 및 인장 거동을 평가하였다. 고성능 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 실험결과를 바탕으로 압축 및 인장거동에 대한 재료모델을 제안하였으며, 제안한 모델은 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

균열 자기치유 하이브리드캡슐 조성비에 따른 시멘트 복합재료의 치유특성에 미치는 영향 (The Effect of Crack Self-Healing Hybrid Capsules Composition Ratio on the Healing Properties of Cement Composites)

  • 최연왕;남은준;박준호;오성록
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.335-342
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    • 2022
  • 본 연구에서는 무기재료를 코어재료로 사용한 자기치유 고상캡슐 및 자기치유 마이크로캡슐을 혼합하여 자기치유 하이브리드 캡슐을 제조하였다. 자기치유 하이브리드캡슐을 시멘트 질량 기준으로 3:7, 5:5 및 7:3의 조성비에 따라 3 % 혼합하여 자기치유 시멘트 복합재료 배합을 진행하였으며, 정수위 투수시험 및 표면균열 모니터링을 통해 균열 자기치유 하이브리드캡슐의 치유 특성을 평가하였다. 실험 결과, 자기치유 고상캡슐 및 자기치유 마이크로캡슐의 조성비가 7:3으로 제조된 자기치유 하이브리드 캡슐을 혼합함에 따라 균열 자기치유 성능을 향상시키는 효과가 큰 것으로 나타났다.

내충격성 향상 및 경량화를 위한 하이브리드 복합재료 스트럿 타워 설계 (The Design of a Hybrid Composite Strut Tower for Improving Impact Resistance and Light-weight)

  • 이현철;오현주;김성수
    • Composites Research
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    • 제26권4호
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    • pp.223-229
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    • 2013
  • 본 연구에서는 자동차가 불규칙한 노면을 주행 시 받게 되는 충격으로 인하여 마운트 상단에 발생하는 영구변형을 방지하고자 하이브리드 복합재료를 사용한 스트럿 타워를 설계하였다. 타이어와 현가장치에서 흡수 가능한 에너지량을 초과하였을 시 잔류 충격은 마운트로 전이되며, 특히 고속주행성능을 향상시키기 위하여 강직한 현가장치를 도입한 경우, 에너지 흡수량 저하로 인하여 기존의 스트럿 타워가 쉽게 변형될 수 있다. 유한요소해석을 통하여 압연강판과 탄소섬유 복합재료로 이루어진 하이브리드 복합재료 스트럿 타워의 최적설계를 진행하였으며, 낙하충격시험을 실시하여 동적 거동을 연구하였다. 또한 3차원 형상측정과 초음파 비파괴 검사방법을 이용하여 스트럿 타워의 손상 유무를 확인하였다.

자동차용 탄소섬유/에폭시 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠 설계 및 성능평가 (Design and Performance Evaluation of Carbon Fiber/Epoxy Composite-aluminum Hybrid Wheel for Passenger Cars)

  • 홍진호;유성환;장승환
    • Composites Research
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    • 제26권6호
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    • pp.386-391
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    • 2013
  • 본 연구에서는 차량의 승차감 향상을 위해 기존의 알루미늄 차량용 휠의 성능을 개선하고자 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠을 제안하고 시제품을 제작하여 평가하였다. 유한요소해석 기법을 통해 알루미늄과 복합재료의 접착부에 대한 접착 길이와 접착 두께를 결정하고, 자동조심 및 접착 지그 역할을 할 수 있는 홈과 돌기 구조를 적용하였다. 차량용 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠의 성능평가를 위해 다양한 실험을 유한요소해석을 통해 구현하고 안전성을 검토하였다. 복합재료 림 부의 성형을 위한 금형을 설계하고 진공백 성형방법으로 제작한 후 알루미늄 부와 접착을 하여 시제품을 완성하였다. 진동실험 결과, 동일한 형상의 알루미늄 휠보다 10% 가벼운 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠의 경우 고유진동수가 16% 증가하였고, 감쇠능이 32% 증가하였다.

자기치유 하이브리드 캡슐 혼합율에 따른 시멘트 복합재료의 치유성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Healing Performance of Cement Composites According to Mixing Ratio of Self-Healing Hybrid Capsules)

  • 최연왕;박준호;김용직;오성록
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.531-538
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    • 2022
  • 본 연구에서는 자기치유 하이브리드 캡슐을 제조하였다. 균열 자기치유 하이브리드 캡슐을 시멘트 질량 기준으로 3 %, 5 % 및 7 % 혼합하여 자기치유 시멘트 복합재료 배합을 진행하였으며, 자기치유 하이브리드캡슐 혼합율에 따른 품질 및 치유성능 평가하였다. 실험 결과, 자기치유 하이브리드캡슐을 혼합율이 증가할수록 균열 치유성능을 향상시키는 효과가 큰 것으로 나타났지만 품질성능이 감소하는 경향이 나타났다. 따라서 하이브리드 캡슐의 혼합율은 5 % 이내로 사용하는 것이 품질성능을 약 10 % 이내로 감소시키며, 치유성능 약 90 % 이상을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.