• Composites Research
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• 제21권5호
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• pp.15-22
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• 2008

본 논문은 샌드위치 복합재가 적용된 자동무인경전철 차체 구조물의 구조 안전성 및 충돌 안전성 결과에 대해 서술하고 있다. 차체 구조물에 적용된 샌드위치 복합재는 알루미늄 하니컴 심재와 WR580/NF4000 유리섬유/에폭시 적층 복합재 면재로 이루어져 있다. 차체 구조물에 적용되는 적층 복합재 면재에 대해 기계적 시험을 통하여 물성을 획득하였고, 직교 이방성 특성을 갖는 하니컴 심재의 물성은 유효등가손상모델을 적용하였다. ANSYS v11.0을 이용한 유한요소 해석은 JIS E 1105 기준과 ASCE 21-98 기준에 따라서 자동무인경전철 차체의 구조 안전성을 평가하였다. 충돌해석은 외연유한요소 해석 프로그램인 LS-DYNA3D를 이용하였다. 충돌 조건은 강체벽에 10km/h의 속도로 정면충돌 사고를 모사하였다. 또한, 수성된 Chang-Chang 파손기준시은 충돌 후 복합재 구조물의 파손 모드를 평가하는데 추천된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.110-114
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• 2009

본 연구에서는 스카프 패취가 접착된 복합소재 샌드위치 적층판의 압축강도 회복특성을 평가하였다. 본 연구에서는 알루미늄 허니콤 심재와 CF1263 직조된 탄소/에폭시 면재를 갖는 틸팅열차차체에 적용된 샌드위치 시험편이 이용되었다. 샌드위치 시험편은 저속충격에 의해 손상을 가하고, 스카프 보수기법에 의해 보수되었다. 보수 후 CAI시험을 통해 충격 후 압축강도를 평가하여 강도회복정도를 정량적으로 규명하였다. 본 시험으로부터 단지 스카프 보수를 적용한 경우 약 72%정도의 강도를 회복하였고, 추가보수층 한층을 추가했을 경우 약 91%까지 강도를 회복시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.201-210
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• 2007

Sandwich composites made of glass fabric epoxy facesheets with aluminum honeycomb core or balsa core is considered for the structural design of bodyshell of a Korean Low Floor Bus. Initially, in order to select the optimal facesheet and core materials in design stage, the flexural response of a sandwich composite is a critical importance. In this study, theoretical formula which could easily and quickly evaluate and obtain the flexural responses such as deflection and flexural stiffness of a sandwich composite subjected to external load was established. This theory could calculate the flexural responses of sandwich composites with narrow as well as wide width and with facesheets of unequal thickness, and also distinguish between the bending and shear effects of deflection. Finite element analysis using ANSYS V10.0 was used to offer the best elements for real sandwich composites, and flexural test according to ASTM C393 was conducted to compare with the results of theoretical formula and finite element analysis. The results show that the flexural responses of sandwich composites using proposed theoretical formula is in good agreement with those of experiment and finite element method.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.771-780
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• 2012

나로호(KSLV-1)의 3차 발사에 탑재될 나로과학위성(Naro-Science Satellite)의 개발이 성공적으로 완료되었다. 나로과학위성은 100kg급의 소형 과학위성이며 전형적인 알루미늄 골격 구조에 경량 고강도의 알루미늄 허니컴 샌드위치 패널이 부착된 구조이다. 본 연구에서는 나로과학위성의 설계 요구조건에 대한 동적거동을 시험 및 전산구조 유한요소 수치해석적 방법으로 검증하였다. 연구를 통하여 발사체로부터 인가되는 각종 진동 및 외란으로 인한 파괴와 안전율(safety factor) 확보에 대한 위성 구조체 핵심 설계 및 분석기술을 확보하였다. 이러한 시험 및 수치해석 결과를 바탕으로 위성 구조설계의 신뢰성을 확보하고, 첨단 위성설계 기술의 축적을 통하여 차후 개발될 위성의 중요한 자료로 활용한다.

• 한국대기환경학회지
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• 제12권4호
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• pp.421-428
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• 1996

In this study, in order to make up its draw-back in Cu-ZSM-5 catalytic system, some of transition metals or alkaline earth metals were cocation-exchanged in Cu-ZSM-5. Among various cocation-ion-exchanged ZSM-5 catalysts, Mg/Cu-ZSM-5 has been found the most active and durable in NOx reduction even at high oxygen content as well as at the presence of water vapor. The role of Mg in ZSM-5 is supposed to prevent the dealumination of aluminum ions in super-cage even at harsh hydro-thermal conditions, and also it seems to stabilize the Cu ions in the structure. In order to prepare commercially available catalysts, Mg/Cu-ZSM-5 catalysts were wash-coated on the surface of honeycomb type monolith, and tested in terms of catalytic activities. As a result, it was found that the catalyst prepared bt the wash-coating showed satisfactorily high NOx conversion for the practical use in SCR process.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.39-44
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• 2007

This rafer explains a durability test of a large train car body made of carbon/epoxy composite material. The composite car body with the length of 23m was manufactured as a sandwich structure composed of an aluminum honeycomb core and CF1263 woven fabric carbon/epoxy faces. In order to evaluate durability of the composite car body, it was excited by two 500kN capacity hydraulic actuators installed underneath the body bolster. The natural frequency of the composite car body under full weight condition was found to be 4.33Hz. Based on this result, the excitation frequency and displacement of 5Hz and ${\pm}1.0mm$, respectively, were used as inputs for the durability test. The test was conducted for $2{\times}10^6$ cycles. During the test, the nondestructive tests using X-ray radiography and dye penetration method was performed to determine the presence of the cracks. Upon completion of the test, no cracks were found.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.384-392
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• 2017

인장과 압축하중 모두를 효과적으로 지지할 수 있는 새로운 샌드위치 체결부 구조의 설계를 위해, 체결부 형상이 다른 3가지 샌드위치 판넬에 대한 인장 및 압축 시험을 수행하였다. 샌드위치 판넬의 코어는 주로 알루미늄 플렉스 허니콤이지만, 타 구조물과의 체결을 위해 두께가 얇아지면서 단순 적층판으로 변하는 램프 영역에서는 PMI 폼 코어를 사용하였고, 면재에는 탄소섬유 복합재를 사용하였다. 형상 1에서는 복합재 플랜지와 샌드위치 구조가 일체형으로 연결된다. 형상 2와 3에서는 별도로 제작된 알루미늄 플랜지가 복합재 적층판에 하이록핀과 접착제로 체결된다. 시험 결과 형상 1, 2, 3의 평균 압축파손하중은 각각 295 kN, 226 kN, 291 kN으로 나타났고, 평균 인장파손하중은 각각 47.3(층간분리), 83.7 kN(볼트파손), 291 kN(치구손상)으로 나타났다. 압축 파손하중만을 고려할 경우 플랜지와 샌드위치 판넬을 복합재 일체형으로 제작한 형상 1과 3이 우수한 특성을 보였다. 그러나 형상 1의 경우 인장하중을 받을 때 낮은 하중에서 플랜지 모서리 부분에서 층간분리가 발생하였다. 따라서 인장과 압축하중을 동시에 효과적으로 지지할 수 있는 구조는 모서리에서 층간분리의 위험이 없게 별도의 알루미늄 플랜지를 사용하여 볼트로 체결한 형상 3임을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.209-215
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• 2016

본 논문에서는 두께와 재료의 구성이 변하는 복잡한 형상의 복합재 샌드위치 구조의 파손 거동을 연구하였다. 구조물은 두께가 일정한 알루미늄 하니콤 코어 샌드위치 판넬이, 두께가 줄어드는 폼코어 샌드위치 천이부를 거쳐, 최종적으로는 면재와 면재가 만나 단순 적층판을 이루면서 다른 구조물에 체결되는 형상을 갖는다. 하중은 인장 및 압축하중의 형태로 가해지며 각 3개씩 총 6개 시편에 대한 시험을 수행하였다. 시험 결과 압축시험의 경우 재료불연속선을 따른 면재의 파손에 취약하며, 재료불연속선을 따른 파손을 피할 수 있는 경우 알루미늄 코어와 카본 면재의 디본딩에 의한 파손이 나타남을 알 수 있었다. 파손하중은 디본딩에 의한 파손까지 견디는 경우가 약 16% 높게 나타났다. 인장시험의 경우 파손모드는, 곡률부를 갖는 복합재 구조물에서 가장 취약한 부분인, 플랜지와 웹이 만나는 곡률부의 층간분리 파손이 주를 이루었다. 파손하중은 압축하중이 인장하중에 비하여 약7배 가량 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 구조물은 주로 압축하중을 견디기 위한 목적의 구조물에 적용하여야 할 것으로 보인다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.40-45
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• 2013

적외선 영상을 획득하는 인공위성의 적외선 검출기는 임무 궤도에서 정확한 성능을 보장받기 위해 발사 전 지상에서 흑체를 이용한 검보정 환경시험을 거쳐야 한다. 적외선 탑 재체의 검보정 기준이 되는 대구경흑체는 궤도환경 지상시험을 위해 진공환경에 적합한 재질로 구성되어야 하며, $-40^{\circ}C$에서 $+40^{\circ}C$까지의 온도 범위에서 중심 80 %의 영역에 대해 $2^{\circ}C$ 이하의 표면 온도 균일도와 0.95 이상의 방사율을 가져야 한다. 열유동해석 결과로 도출된 대구경흑체는 $1m{\times}1m{\times}8mm$의 크기의 구리판에 방사율을 높이기 위한 알루미늄 하니콤 코아를 부착하고, 블랙페인트를 도포하여 제작되었으며, 온도 조절을 위해 뒷면에는 질소가스 흐름을 위한 구리튜브가 용접되었다. 한국항공우주연구원의 광학열 진공챔버에서 수행된 대구경흑체 검증시험에서 20개의 저항온도센서와 적외선카메라를 이용하여 표면 온도 분포를 측정하여 ${\pm}40^{\circ}C$의 온도 범위에서 약 $1^{\circ}C$의 온도 균일도를 가짐을 확인하였다. 표면방사율은 대기압, $40^{\circ}C$에서 0.975로 측정되었다.

• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2011

본 논문은 샌드위치 복합재 틸팅열차의 충돌안전도 평가 및 성능 향상방안에 대해 서술하고 있다. 차체 구조물에 적용된 샌드위치 복합재는 알루미늄 하니컴 심재와 유리섬유 및 카본/에폭시 적층 복합재 면재로 이루어져있다. 충돌해석은 외연유한 요소 해석 프로그램인 LS-DYNA3D를 이용하였다. 이때, 유한요소모델링과 충돌해석 계산시간의 절약을 위하여 3차원 유한요소모델과 1차원 등가 모델을 적용하였다. 틸팅열차의 충돌 조건은 철도안전법에 명시하고 있는 4가지 충돌사고 시나리오를 고려하여 해석을 수행하였다. 충돌해석 결과 시나리오-2를 제외한 나머지 충돌 시나리오에서 성능 요구조건을 만족하였다. 충돌 시나리오-2의 충돌안전도 요구조건을 충족하기 위하여 전두부의 적층복합재 커버와 금속프레임의 강성 향상방안을 제안하였으며, 결과적으로 충돌 시나리오-2의 요구조건을 만족하였다.