• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.44-54
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• 2009

본 논문에서는 퍼콜레이션 이론적 관점에 기초한 복소 유전율의 수치모델을 제시하고, 전기 전도성이 뛰어난 카본 블랙을 혼합한 유리섬유/에폭시 복합재료 적층판의 복소 유전율을 이용하여 이 깃을 검증하였다. 제시된 모델은 카본 블랙의 함유율이 퍼콜레이션 임계함유율 보다 높고, 주파수가 충분히 높아서 복합재료의 교류 전기전도도가 주파수에 비례하는 구간에서의 복소 유전율을 모사한다. 복합재료의 복소 유전율은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 $0.5\;GHz\;{\sim}18\;GHz$ 대역에서 측정되었다. 제시된 모델은 퍼콜레이션 이론에서 유용하게 사용되는 축척(눈금잡이) 법칙의 함수형태와 실험을 통하여 구한 상수들로 구성되어 있으며, 복소 유전율을 주파수와 가본 블랙의 함유율의 함수로 나타내었다. 제시된 모델은 복소 유전율을 측정결과와의 비교를 통하여 검증되었다.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.13-17
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• 2009

본 연구에서는 컴퓨터 단층촬영 장비의 크레이들에 대한 샌드위치 복합재 3차원 형상을 결정하였고, 유한요소해석을 통해 구조성능 기준을 만족하는 적층 패턴을 제안하였으며, 균일한 X선 투과 성능을 만족하는 생산공법을 제안하였다. 크레이들 설계는 다른 부품과의 공간, 고정 방법, 헤드레스트 부품과의 조립조건을 고려하였다. 정해진 위치에 135 kg 하중이 가해질 때, 크레이들 끝단부 처짐이 20 mm 이하인 기준을 만족하는 적층패턴을 결정하였다. 생산공법 측면에서 우선 카본 소재/폴리에스터 수지로 핸드레이업을 하였으나, 기포 및 과잉수지로 불균일한 X선 투과성능을 보였다. 이를 해결하기 위해 첫 번째 층은 동일소재를 인퓨전 공법으로 하고 나머지 층은 카본 소재/에폭시 수지의 프리프레그 적용으로 X선 투과성능을 개선하였다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.1-6
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• 2006

복합재료를 사용하여 우주항공 부품을 설계할 때 국내는 물론, 미국을 비롯한 우주항공선진국의 감항규정에서 민간과 군용 모두 통계적으로 산출된 값을 사용할 것을 요구하고 있다. 그러나 이 기준을 만족하기 위해서는 방대한 데이터베이스가 필요하여 시험 비용 및 시간이 큰 문제가 되어왔다. 최근 미국 NASA/FAA에서 시험 개수를 줄이면서 동시에 통계적 기준을 만족할 수 있는 새로운 설계허용값 산출방법을 AGATE 프로그램을 통해서 개발하였다. 특히 이미 인증된 재료를 다른 사업에 사용하기 위해서 사용할 수 있는 재료동등성 시험(Material Equivalency Test)은 국내의 사업에 직접 적용할 수 있는 중요한 개념이다. 본 논문에서는 국내에서 사용하고 있는 복합재료의 특성을 공유하여 비용을 절감하고 재료특성을 정확히 관리할 목적으로 재료 동등성 및 수락시험 절차를 설명하고, 예로서 국내에서 개발한 고온용 탄소복합재료의 설계허용값을 산출하였다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.7-12
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• 2006

본 연구에서는 탄소섬유의 첨가가 흑연 보강 전도성 고분자 복합재료의 전기적, 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 압축성형법을 이용하여 흑연입자/탄소섬유 혼합 보강 전도성 고분자 복합재료를 제조하였으며 흑연입자의 고비율 충진은 복합재료 내에서 입자 사이의 직접 접촉을 통해 높은 전기 전도도(>100S/cm)를 얻는 것을 가능하게 하였다. 하지만 흑연입자의 비율이 높아짐에 따라 소재의 강도가 점차 떨어지게 되므로 이를 보완하기 위해 탄소섬유를 첨가하여 그에 따른 소재의 전기적, 기계적 특성 변화를 연구하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 증가함에 따라 소재의 굽힘 강도는 증가하였으나 탄소섬유의 클러스터 형성으로 인해 탄소섬유 사이에 비전도성 영역이 발생하여 복합재료의 전기 전도도는 감소함을 확인하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 전체 시스템의 20wt.%인 경우에는 굽힘 강도는 12% 증가한 반면 전기 전도도가 27% 감소하였다.

• Composites Research
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• 제21권1호
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• pp.22-29
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• 2008

본 논문은 유리섬유 에폭시 면재에 알루미늄 하니컴 샌드위치 복합재가 적용된 저상버스 차체에 대한 정면충돌과 전복에 대한 특성에 대해 연구하였다. 이때 충돌과 전복 해석은 외연유한요소 해석 프로그램인 LS-DYNA3D를 이용하였다. 차체 구조물에 적용되는 적층 복합재 면재에 대해 기계적 특성시험을 통하여 물성을 획득하였고, 직교이방성 특성을 갖는 하니컴 심재의 물성은 유효등가손상 모델을 적용하였다. 저상버스의 충돌 해석은 60km/h의 속도로 정면충돌 사고를 모사하여 해석을 수행하였고, 전복해석은 유럽 안전법규 ECE-R66의 시험 방법을 고려하여 해석하였다. 저상버스의 정면충돌과 전복에 대해 운전자와 승객의 생존 공간 안전성에 관한 결과를 보여준다. 또한, 수정된 Chang-Chang 파손기준식은 충돌과 전복해석에 대한 복합재 구조물의 파손 모드 예측에 추천된다.

• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.1-9
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• 2007

카본 에폭시로 제작된 복합재 압력용기의 노화 특성과 구조 사용 수명 평가를 위해 실내와 실외에서 10년과 15년간 자연노화 시켰다. 노화 특성의 통계적 분포를 구하기 위해 노화된 압력용기로부터 링 시편을 채취하여 수압 파괴 시험을 실시하였다. 그리고 섬유와 수지 계면의 노화 특성 확인을 위해 시험 파편 계면을 SEM을 이용하여 관찰하였다. 섬유 인장 파손 변형률의 와이블 파라미터 값 기준으로 실내에서 10년, 15년 노화되었을 경우 각각 19%와 23% 저하되었으나, 실내와 실외의 노화 특성 차이는 크지 않았다. 그러나 압력용기 외면에 적용한 표면 페인트는 노화 방지에 큰 효과를 나타내었다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.26-33
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• 2007

본 논문에서는 풀아웃 하중과 전단하중을 받는 복합재 샌드위치 인써트 조인트의 강도 특성을 실험으로 연구하였다. 샌드위치의 면재는 탄소 평직, 심재는 노멕스 하니콤, 접착제는 FM73을 사용하여 동시성형으로 제작하였다. 코어의 높이와 밀도, 면재의 두께, 하중의 형태를 달리하여 10종류, 총 75개의 인써트 조인트에 대한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 풀아웃 하중에서는 코어의 높이와 밀도가 모두 파손하중에 영향을 미치지만 밀도의 영향이 상대적으로 더 크게 나타났다. 전단하중의 경우 면재의 두께가 파손하중에 결정적인 영향을 미치는 반면, 코어의 높이는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 동일한 치수의 조인트에서도, 포팅된 쎌의 수에 따라 파손하중은 달라지며, 특히 풀아웃 하중에서 그러한 특성이 현저하게 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권1호
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• pp.47-56
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• 2023

Any pre-existed delamination defect present during manufacturing or induce during service loading conditions in the wingskin adherend invariably shows a greater loss of structural integrity of the spar wingskin joint (SWJ). In the present study, inter-laminar delamination propagation at the critical location of the SWJ has been carried out using contact and multi-point constraint finite elements available with commercial FE software (ANSYS APDL). Strain energy release rates (SERR) based on virtual crack closure technique have been computed for evaluation of the opening (Mode-I), sliding (Mode-II) and cross sliding (Mode-III) modes of delamination by sequential release of multi point constraint elements. The variations of different modes of SERR are observed to be significant by considering varied delamination lengths, material properties of adherends and radius of curvature of the SWJ panel. The SERR rates are seen to be much different at the two pre-embedded delamination ends. This shows dissimilar delamination propagation rates. The maximum is seen to occur in the delamination front in the unstiffened region of the wingskin. The curvature geometry and material anisotropy of SWJ adherends significantly influences the SERR values. Increase in the SERR values are observed with decrease in the radius of curvature of wingskin panel, keeping its width unchanged. SWJs made with flat FRP composite adherends have superior resistance to delamination damage propagation than curved composite laminated SWJ panels. SWJ made with Boron/Epoxy (B/E) material shows greater resistance to the delamination propagation.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제46권2호
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• pp.25.1-25.12
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• 2021

Objectives: This study used micro-computed tomography (µCT) to compare voids and interfaces in single-cone obturation among AH Plus, EndoSequence BC, and prototype surface pre-reacted glass ionomer (S-PRG) sealers and to determine the percentage of sealer contact at the dentin and gutta-percha (GP) interfaces. Materials and Methods: Fifteen single-rooted human teeth were shaped using ProTaper NEXT size X5 rotary files using 2.5% NaOCl irrigation. Roots were obturated with a single-cone ProTaper NEXT GP point X5 with AH Plus, EndoSequence BC, or prototype S-PRG sealer (n = 5/group). Results: The volumes of GP, sealer, and voids were measured in the region of 0-2, 2-4, 4-6, and 6-8 mm from the apex, using image analysis of sagittal µCT scans. GP volume percentages were: AH Plus (75.5%), EndoSequence BC (87.3%), and prototype S-PRG (94.4%). Sealer volume percentages were less: AH Plus (14.3%), EndoSequence BC (6.8%), and prototype S-PRG (4.6%). Void percentages were AH Plus (10.1%), EndoSequence BC (5.9%), and prototype S-PRG (1.0%). Dentin-sealer contact ratios of AH Plus, EndoSequence BC, and prototype S-PRG groups were 82.4% ± 6.8%, 71.6% ± 25.3%, and 70.2% ± 9.4%, respectively. GP-sealer contact ratios of AH Plus, EndoSequence BC, and prototype S-PRG groups were 65.6% ± 29.1%, 80.7% ± 25.8%, and 87.0% ± 8.6%, respectively. Conclusions: Prototype S-PRG sealer created a low-void obturation, similar to EndoSequence BC sealer with similar dentin-sealer contact (> 70%) and GP-sealer contact (> 80%). Prototype S-PRG sealer presented comparable filling quality to EndoSequence BC sealer.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제46권4호
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• pp.53.1-53.11
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• 2021

Objectives: This study evaluates the bond strength and marginal adaptation of mineral trioxide aggregate (MTA) Repair HP and Biodentine used as apical plugs; MTA was used as reference material for comparison. Materials and Methods: A total of 30 single-rooted teeth with standardized, artificially created open apices were randomly divided into 3 groups (n = 10 per group), according to the material used to form 6-mm-thick apical plugs: group 1 (MTA Repair HP); group 2 (Biodentine); and group 3 (white MTA). Subsequently, the specimens were transversely sectioned to obtain 2 (cervical and apical) 2.5-mm-thick slices per root. Epoxy resin replicas were observed under a scanning electron microscope to measure the gap size at the material/dentin interface (the largest and smaller gaps were recorded for each replica). The bond strength of the investigated materials to dentin was determined using the push-out test. The variable bond strengths and gap sizes were evaluated independently at the apical and cervical root dentin slices. Data were analyzed using descriptive and analytic statistics. Results: The comparison between the groups regarding the variables' bond strengths and gap sizes showed no statistical difference (p > 0.05) except for a single difference in the smallest gap at the cervical root dentin slice, which was higher in group 3 than in group 1 (p < 0.05). Conclusions: The bond strength and marginal adaptation to root canal walls of MTA HP and Biodentine cement were comparable to white MTA.