• Steel and Composite Structures
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• 제48권3호
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• pp.305-320
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• 2023

The mechanical properties of polymeric composites are degraded under elevated temperatures due to the effect of temperature on the mechanical behavior of the resin and resin fiber interfaces. In this study, the effect of temperature on the impact response of the carbon fiber reinforced plastics (CFRP) was investigated at low-velocity impact (LVI) using a drop-weight impact tester machine. All the composite plates were fabricated using a vacuum infusion process with a stacking sequence of [45/0_2/-45/90_2]s, and a thickness of 2.9 mm. A group of the specimens was exposed to an environment with a temperature cycling at the range of -30 ℃ to 65 ℃. In addition, three other groups of the specimens were aged at ambient (28 ℃), -30 ℃, and 65 ℃ for ten days. Then all the conditioned specimens were subjected to LVI at three energy levels of 10, 15, and 20 J. To assess the behavior of the damaged composite plates, the force-time, force-displacement, and energy-time diagrams were analyzed at all temperatures. Finally, radiography, optical microscopy, and scanning electron microscopy (SEM) were used to evaluate the effect of the temperature and damages at various impact levels. Based on the results, different energy levels have a similar effect on the LVI behavior of the samples at various temperatures. Delamination, matrix cracking, and fiber failure were the main damage modes. Compared to the samples tested at room temperature, the reduction of temperature to -30 ℃ enhanced the maximum impact force and flexural stiffness while decreasing the absorbed energy and the failure surface area. The temperature increasing to 65 ℃ increased the maximum impact force and flexural stiffness while decreasing the absorbed energy and the failure surface area. Applying 200 thermal cycles at the range of -30 ℃ to 65 ℃ led to the formation of fine cracks in the matrix while decreasing the absorbed energy. The maximum contact force is recorded under cyclic temperature as 5.95, 6.51 and 7.14 kN, under impact energy of 10, 15 and 20 J, respectively. As well as, the minimum contact force belongs to the room temperature condition and is reported as 3.93, 4.94 and 5.71 kN, under impact energy of 10, 15 and 20 J, respectively.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제3권4호
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• pp.137-145
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• 2002

Automobiles should be designed to meet the requirements and standards for the protections of passengers in a car accident. One of safety factors is an absorbing capacity in collision. Many vehicles have been designed based on the criterion of the absorbing capacity. Therefore a controller has been developed in order to control and increase the absorbing capacity of impact energy in automobile collision. The capacity of impact energy will be improved regardless of vehicular-structure members and shapes. An air-pressure horizontal impact tester for crushing has been built up for the evaluation of energy absorbing characteristics in collision. Influence of height, thickness and clearance in the controller have been considered to predict and control the energy absorbing capacity. Aluminum alloy (Al) tubes (30,39,44 m in inner dia. and 0.8, 1.0, 1.2 m in thickness) are tested by axial loading. The energy absorbing capacity of Al tubes have been estimated in cases of with-controller and without-controller. respectively based on height. thickness, clearance of an controller.

• 한국표면공학회지
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• 제34권6호
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• pp.575-584
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• 2001

Erosion due to abrasive particles contained in gas streams from boilers has been emerged as a significant problem in the coal fired power plants. Particle erosion accounted for approximately 50% of boiler failures and especially flyash erosion was responsible for 20~30% of emergency boiler shutdowns. Particularly, because of the high ash loading and high velocity, most erosion occurs in the boiler tubes and economiser tube bank where the direction of the gas stream changes to $180^{\circ}$ .In this study, a high temperature particle erosion tester was used to evaluate erosion rate in a simulated environment. The erosion parameters such as erosion temperature, particle impact angle, particle velocity and various particle size were changed. Flyash is the combustion product of the pulverized coal, where size is ranging from 1 to $200\mu\textrm{m}$. Flyash composed of mainly SiO$_2$, $A1_2$$_O3$, and $Fe_2$$O_3$has dense spherical particles and irregular particles containing numerous pores and cavities. From the erosion tests at various conditions, the maximum erosion was experienced at impact angles of $30^{\circ}$ to $60^{\circ}$ In addition, erosion rate increased in proportional to velocity and temperature. And from the observation of the eroded surfaces, it was also concluded that 304 stainless steel was mainly eroded by extrusion-forging at high impact angle ($90^{\circ}$) and by microcutting mechanism at low impact angles ($30^{\circ}$ and $45^{\circ}$).

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.246-252
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• 2004

복합재료는 이방성의 특징으로 매우 복잡한 역학거동을 하며, 해석 및 신뢰성 검사에 많은 어려움이 있다. 특히, 기존의 비파괴검사기법으로 내부손상을 검출하는 것은 매우 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 복합재구조물의 가장 취약한 분야인 충격에 의한 손상이 발생할 경우 효과적인 검출기법을 개발하고, 충격에 따른 내부결함의 정량평가에 ESPI를 활용하였다. 인공결함을 이용하여 ESPI기법의 신뢰성을 확보하고 실제 충격손상 시험편에 대해 적용하여 5%이내의 오차율로 결함을 정량평가하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제11권2호
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• pp.75-80
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• 2012

Polymer composites which have electrical properties have been studied in various industries. The Multi-walled carbon nanotube (MWCNT) are thought to be reinforcements for polymers because of their high aspect ratio and specially mechanical, thermal and electrical properties. We introduced MWCNT and impact modifier in order to improve thermal and mechanical properties of Polyphenylene sulfide (PPS) and give electric characteristic to PPS. The thermal properties were investigated by Differential scanning calorimeter (DSC) and Thermogravimetric analysis (TGA). The morphology, mechanical properties and electrical characteristic were performed by Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Izod impact tester and surface resistance meter. As a result, we could find that the PPS/MWCNT composites have high conductivity and good mechanical properties than neat PPS resin.

• Composites Research
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• 제15권2호
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• pp.11-17
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• 2002

우수한 동적 감지특서을 갖는 압전필름센서는 구조 건전성 모니터링이나 평가와 같은 구조물과 재료의 변화를 분석하는데 사용될 수 있다. 압전필름센서의 이러한 특성을 이용하여 Gr/Ep 복합재 평판의 충격 손상개시를 모니터링하였다. 압전필름센서와 스트레인게이지를 Gr/Ep 복합재 평판에 부착하여 다양한 조건의 에너지에 대한 충격시험을 낙하식 충격 시험기를 사용하여 수행하였다. 충격시험을 수행하는 동안 영구압입, 기지균열, 층간분리와 같은 충격 손상개시를 예측하기 위하여 센서신호를 분석하였다. 충격에너지를 초기 손상이 발생할 수 있는 크기 이상으로 증가시키면 손상의 개시와 진전에 대한 정보를 포함하는 특정 센서 신호를 관찰할 수 있었다. 특히, 압전필름세서는 스트레인게이지 보다 충격 손상개시 및 진전에 대한 좋은 감지 특성을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.51-56
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• 2003

압전필름센서는 우수한 동적 감지 특성을 갖고 있어 복합재 구조의 저속충격을 모니터링하는데 유용하게 사용될 수 있다. 복합재 샌드위치 보에 대한 충격응답함수를 유도하였으며, 이를 충격시험와 비교하였따. 충격시험은 손상이 발생하지 않는 저에너지 조건에서 계측장치가 부착된 낙하식 충격시험기를 이용하여 수행하였다. 충격하중에 으한 샌드위치보의 거동을 예측하는 정방향 문제와 압전필름센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석의 결과는 잘 일치하였다. 본 연구를 통하여 압전필름센서를 이용한 복합재 샌드위치 구조의 저속충격 모니터링 가능성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.21-28
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• 2013

본 논문에서는 유효 면적의 제한이 있는 복합재 적층판의 탄도한계속도를 예측하였다. 탄도한계속도를 예측하기 위해 정적압입 관통실험과 고속충격 실험 그리고 준실험식을 이용하였다. 정적압입 관통실험을 통해 하중-변위 데이터를 취득하고 이를 이용해서 관통에너지를 측정하였다. 고속충격 실험을 통해 실제 관통 속도 및 관통 에너지를 측정하였다. 정적압입 관통실험과 고속충격 실험을 통해 구한 에너지를 이용해 준실험식을 만들고, 준실험식과 고속충돌 실험결과와 비교해 보았다. 위 방법을 이용해 탄도한계속도를 예측하였고 정적압입 관통 실험과 준실험식에 의한 탄도한계속도 예측의 타당성을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.399-404
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• 2013

장기내열성과 파단신율이 우수한 블렌드 수지를 개발하고자 polyphenylene sulfide(PPS)에 7종류의 elastomer를 용융혼합하여 그 가능성을 조사해 보았다. PPS/elastomer(90/10, 80/20, 70/30) 블렌드를 제조한 후 시험편을 압축성형 또는 sheet를 제조하여 capillary rheometer, UTM, impact tester, SEM 등으로 유변학적 거동, 기계적 특성 및 모폴로지를 측정하였고 오븐에서 일주일간 열을 가한 후 다시 기계적 특성을 측정하였다. 열을 가하기 전의 인장강도는 elastomer 종류에 관계없이 비슷하였고 파단신율은 m-EVA의 경우가 가장 큰 값을 보였다. Elastomer 첨가량을 증가시킴에 따라 신율이 증가하였는데 30 wt%정도 첨가 시 박리가 발생하였다. 오븐테스트 이후에는 인장 강도는 더 증가한 반면에 신율은 급격히 감소하였다. 상기의 elastomer들이 PPS와 부분적인 상용성이 있는 것으로 보이는 바 소량의 elastomer 첨가 만으로도 PPS 가공과 관련된 여러 문제 등을 해결할 수 있어 다양한 그레이드의 개발에 적극 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1216-1221
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• 2014

PEIT는 옥수수와 같은 재생 가능한 자원에서 유래한 isosorbide monomer를 이용하여 bio-contents를 함유하고 있는 PET이다. 하지만 isosorbide contents가 향상될수록 기계적물성이 감소하는 단점이 있다. 본 연구에서는 우수한 기계적 물성을 가지고 있는 polycarbonate를 이용하여 PEIT의 단점을 보완하고, 또한 PEIT를 이용하여 PC의 인장신율 향상을 통해 성형가공성을 개선하고자 하였다. 이축압출기를 통해 제조한 PEIT/PC 블렌드에서 polycarbonate가 모폴로지, 유리전이온도거동, 열적안정성 및 기계적 물성에 미치는 영향을 확인하기 위해 FE-SEM, DMA, TGA, UTM 및 Izod impact tester를 통하여 분석을 수행하였다. 이로써 우수한 기계적 물성을 가진 polycarbonate는 PEIT와 상용성이 있음을 확인하였으며, 특히 PEIT25PC75 조성에서 열적 안정성 및 기계적 특성의 향상이 뛰어난 것을 알 수 있었다.