• Elastomers and Composites
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• 제40권2호
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• pp.83-92
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• 2005

국제 환경규제에 적합한 자동차용 연료 호스를 개발하기 위하여, 배합조건을 달리한 FKM 고무재료를 내층재료로 하였을 경우, 기본물성을 비롯한 내열성, 내유성, 내연료성 및 투과성을 측정하고 연료 호스재료로서의 적합성을 조사하였다. 불소 함량이 증가함에 따라 불소 고무재료는 기본물성, 내열성, 내유성 및 내연료성의 증가를 보였으며, 66%, 69%, 71% FKM 혼합물에서 카본의 양을 20 phr로 하였을 때 연료 호스의 규격을 만족하는 것으로 나타났다. 이소옥탄과 톨루엔 그리고 가솔린과 메탄올을 혼합한 연료유로써 측정한 NBR 고무와 FKM 고무의 투과성에서 FKM 고무의 경우, 불소의 함량에 따라서 미세한 투과량의 차가 나타났으나 NBR 고무보다는 투과성이 매우 우수하였다. 또한 연료유의 성분비를 달리했을 때도 FKM 고무의 투과성에는 거의 영향이 없었으며, 투과성 실험을 거친 69% FKM 고무재료의 열적 특성에도 변화가 없었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권3호
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• pp.361-372
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• 2019

Tubular joints are used in the construction of offshore structures and other land-based structures because of its ease of fabrication. These joints are subjected to different environmental loadings in their lifetime. At the time of fabrication or modification of an existing offshore platform, tubular joints are usually strengthened to withstand the environmental loads. Currently, various strengthening techniques such as ring stiffeners, gusset plates are employed to strengthen new and existing tubular joints. Due to some limitations with the present practices, some new techniques need to be addressed. Many researchers used Fibre Reinforced Polymer (FRP) to strengthen tubular joints. Some of the studies were focused on axial compression of Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) strengthened tubular joints and found that it was an efficient technique. Earlier, the authors had performed studies on Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) strengthened tubular joint subjected to axial compression. The study steered to the conclusion that FRP composites is an alternative strengthening technique for tubular joints. In this work, the study was focused on axial compression of Y-joint and in plane and out of plane bending of T-joints. Experimental investigations were performed on these joints, fabricated from ASTM A106 Gr. B steel. Two sets of joints were fabricated for testing, one is a reference joint and the other is a joint strengthened with CFRP. After performing the set of experiments, test results were then compared with the numerical solution in ANSYS Parametric Design Language (APDL). It was observed that the joints strengthened with CFRP were having improved strength, lesser surface displacement and ovalization when compared to the reference joint.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.371-378
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• 2018

본 연구에서는 폴리유산 나노복합재의 열탄성 거동을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를 수행하고 그 결과를 열탄성 미시역학 모델 예측해와 비교하였다. 폴리유산의 두 이성질체인 D유산(Poly D-lactide)와 L유산(Poly L-lactide)을 혼합한 스테레오 콤플렉스를 모델링하였고 이들을 기지로 사용한 탄소나노튜브 나노복합재를 구성하였다. 유산의 분해 유무에 따른 유리전이온도와 탄성계수 그리고 열팽창계수를 앙상블 전산모사를 통해 예측하였다. 미시역학 모델에서는 계면의 완전 결합을 가정한 이중입자 모델을 적용하여 탄성계수와 열팽창계수를 동일한 조성에서 예측하였다. 그 결과 열적 안정성에 있어 스테레오 콤플렉스에 탄소나노튜브가 첨가될 경우 유산의 뛰어난 계면 흡착과 이에 따른 열적 안정성 향상을 보였다. 순수한 유산과 나노복합재 모두 가수 분해에 따른 열적 특성 변화는 관찰되지 않았다. 또한, 스테레오 콤플렉스와 나노튜브 간 계면은 약한 불완전 결합상태 임을 알 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제58권4호
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• pp.179-190
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• 2023

The effect of the particle size and silica structure on the wear behavior of Silica/Styrene-Butadiene Rubber (SBR) compounds was investigated using a blade-type abrader and the findings were compared with those obtained with an Akron abrader. The compensated characteristic parameter (Ψ_c), which was the contributory factor of the combined effect of the particle size and filler structure, was introduced. This parameter was found to exhibit a linear relationship with the Young's modulus. The Young's modulus correlated more with Ψ_c than the uncompensated characteristic parameter (Ψ) modeled for carbon black. The wear rate and volume loss measured using a blade-type abrader and Akron abrader were respectively observed to be inversely proportional to Ψ_c, that is, the wear resistance of Silica/SBR compound improved as the particle size became smaller and the silica structure became intricate. The coefficient of determination (R²) obtained from the linear relationship between Ψ_c and wear rate was higher than those between Ψ_c and volume loss for the Silica/SBR compound. Thus, the blade-type abrader exhibited high potential to be used for accurately evaluating the effect of particle size and structural properties of silica on the wear behavior of SBR compounds.

• Elastomers and Composites
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• 제52권3호
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• pp.180-186
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• 2017

In this work, the effect of low-temperature dehydration of a poly(styrene-co-styrenesulfonic acid) (PSSA) membrane was investigated by differential scanning calorimetry, fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), electron magnetic resonancespectroscopy (EMR), and $^1H$- and $^{13}C$ solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy. These analyses were performed at room temperature for powdered PSSA specimens with and without dehydration and the following key observations were made. First, FT-IR analysis showed that low-temperature dehydration not only transformed the [${SO_3}^-{\cdots}H^+$] ionic pair in the non-hydrated PSSA to an $SO_3H$ group, but also induced the formation of -C=C- double bonds in the dehydrated PSSA. Second, the ${-SO_3}^{\bullet}$ radical was unambiguously identified by EMR spectroscopy. Third, H-abstraction was detected by $^1H$ magic-angle spinning spectroscopy. Finally, an unexpected color shift from white for the non-hydrated PSSA to a yellowish brown for the dehydrated sample was observed. In order to explain these experimental results, it was proposed that the formation of the intermediate hydrogen ($H^{\bullet}$) or hydroxyl radical ($HO^{\bullet}$) species was initiated by the dehydration process. The sespecies attacked the $SO_3H$ group and the tertiary proton at the ${\alpha}-carbon$, resulting in the formation of $-SO^{\bullet}$ radicals and -C=C- double bonds, which correlated with the color shift in the dehydrated PSSA sample. The semechanisms are useful for understanding the simultaneous loss of an aromatic ring and -SO- groups in the PSSA fuel cell membrane.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1824-1832
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• 1992

본 연구에서는 충돌입자의 크기의 영향을 평가하기 위하여 동일한 운동에너지 를 갖는 직경 5mm 및 10mm의 강구를 시편에 충돌시킨 후 배항각 변화에 따른 손물역의 크기 변화를 초음파현미경(SAM)과 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였고, 충돌에 따른 압축강성의 변화를 고찰하기 위하여 충격전후의 압축탄성계수를 측정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권8호
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• pp.597-604
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• 2013

본 논문에서는 열분해 및 삭마 환경의 복합재 구조물에 대한 열기계적 연계 해석을 수행하였다. 열분해 과정의 재료 밀도 감소, 기공 가스 확산, 흡열 반응 에너지와 삭마 과정에서의 표면 침식 효과 등을 고려하였다. 상용 유한요소 코드에 교차 연계 알고리듬을 적용하여 완전 연계된 열 해석 및 구조 해석 인터페이스를 구성하였다. 수치 실험을 통해서 탄소/페놀릭 복합재료의 기본적인 열분해 및 삭마 특성을 분석하였다. 특히, 화학적 및 기계적 삭마에 영향을 미치는 주요 인자에 따른 표면 침식량 등을 비교하였다. 또한, 열분해 과정의 수축 또는 팽창 변형도가 재료의 열기계적 거동에 미치는 영향도 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1082-1088
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• 2007

고속 및 고효율의 해양 수송수단에 대한 필요성이 점차 증가되면서 위그선(WIG: Wing in Ground effect)이 차세대 수송수단으로 관심이 집중되고 있다. 이러한 고속 해양 수송선의 구조설계 시 수면에 대한 충격하중은 중요하게 고려되어야 할 하중요소 중의 하나이며 착수하중에 의한 동적거동은 손상을 초래하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 위그선 착수 시 수면 충격하중에 대한 수치해석을 통해 선체의 동적거동을 평가하였다. 착수환경에서의 수면충격하중을 ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) 유한요소법을 적용하여 해석을 수행하였으며 3차원 쉘요소를 적용한 전기체 모델을 개발하여 위그선의 착수환경에서 선체의 동적거동을 모사하였다. 착수환경은 정상 착수조건과 측풍에 의한 비정상 착수조건 두 가지를 고려하여 해석을 수행하였으며 이러한 착수환경이 위그선 구조의 정적 구조 안정성에 미치는 영향을 평가하였다

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.39-46
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• 2000

방전가공은 공구와 공작물 사이의 얇은 간극에 전류를 방전시켜 금속을 가공하는 방법이다. 방전 와이어 가공은 전도성 와이어를 사용하는 방전가공의 특수한 예로서, 펀치나 금형제조에 널리 이용되고 있다. 와이어 방전가공에서 와이어는 와이어 가이드 및 외팔보로서 지지되어 있다. 최근 생산성의 증가추세와 더불어 와이어의 이송속도가 증가함에 따라 외팔보의 진동 등으로 인한 기계 정밀도의 저하가 우려된다. 본 논문에서는 정, 동특성이 우수한 방전가공기용 복합재료 외팔보를 설계, 제작하였다. 끼워맞춤길이와 보강 적층수의 변화에 따른 정, 동특성의 변화를 살펴보기 위하여 시편을 제작하여 하중실험을 수행하였다. 또한 유한요소 해석을 수행하여 하중실험의 결과와 상호 비교하였다. 시편실험의 결과로부터 방전가공기용 복합재료 외팔보를 설계, 제작하여 기존의 금속 외팔보와 그 성능을 상호 비교하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제56권4호
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• pp.234-242
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• 2021

The demand for truck bus radial (TBR) tires with enhanced fuel efficiency and wear resistance have grown in recent years. In addition, as the issue of particulate matter and air pollution increases, efforts are being made to reduce the generation of particulate matter. In this study, the properties of epoxidized natural rubber (ENR) containing a silica-friendly functional group were evaluated by considering it as a base rubber and varying the silica ratio in this binary filler system. The results showed that the wear resistance of the NR/BR blend compound decreased as the silica ratio increased. In contrast, the ENR/BR blend compound exhibited an increase in wear resistance as the silica ratio was increased. In particular, the ENR-50/BR blend compound showed the best wear resistance due to the presence of several epoxide groups. Furthermore, we observed that for tan 𝛿 at 60℃, higher epoxide content resulted in the higher T_g of the rubber, indicating a higher tan 𝛿 at 60℃. On the other hand, it was confirmed that increasing the silica ratio decreased the value of tan 𝛿 at 60℃ in all compounds. In addition, we measured the amount of wear particulate matters generated from the compound wear. These measurements confirmed that in the binary filler system, regardless of the filler type, the quantity of the generated wear particulate matters as the filler-rubber interaction increased. In conclusion, the silica filled ENR/BR blend compound exhibited the lowest generation of wear particulate matters.