• 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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.116-121
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• 2014

지열수를 온열원으로 사용하고, 해양심층수를 열침으로 사용하는 바이너리(binary) 지열 발전시스템은 기존 지열 발전시스템의 효율을 증대하기 위한 재열과정과 터빈출력을 향상시키기 위한 다단과정을 각각 또는 복합적으로 적용하여 다단재열재생사이클의 성능개선을 검토하였다. 사이클종류는 다단재열사이클(Multi Stage reheater cycle; MS), 다단재열재생사이클(Multi stage reheater regeneration cycle; MSR)이 있다. 작동유체는 R134a, R245fa를 적용하였으며 온열원의 온도가 $65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $85^{\circ}C$ 열침은 $5^{\circ}C$를 적용하여 기본해석을 수행하였다. 본 논문에서는 온열원변화, 작동유체의 종류, 사이클의 종류에 따른 해양지열발전용 다단재열재생사이클의 출력 및 효율을 높이기 위한 해석을 수행하였다. 이를 열역학적 사이클로 모사하기 위한 상용 프로그램인 Aspen HYSYS(V8.0)를 이용하여 해석을 진행 하였다. 작동유체는 R245fa가 R134a보다 우수한 성능을 보였으며, 온열원의 변화와 각각의 사이클 종류에 따라 적절한 작동유체가 있음을 확인 할 수 있었다. 사이클의 출력 및 효율은 각각 MS사이클과 MSR사이클에서 좋은 성능을 나타냈다.

• 태양에너지
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• 제15권1호
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• pp.29-38
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• 1995

본 연구는 $H_2O/LiBr$와 $NH_3/H_2O$계를 사용하는 2단2원 흡수식 사이클의 특성에 관한 연구이다. 이 사이클은 2개의 단효용 사이클로 이루어져 있으며, 저온단의 흡수기와 응축기에서 얻어진 열을 고온단의 증발기에서 이용하는 사이클로서 저온단의 증발기 및 응축기의 온도, 재생기 온도, 열교환 온도차를 파라메터로 하여 계산한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 2단2원사이클의 성립범위를 확인하였으며 본 계산조건에서 $50{\sim}70^{\circ}C$의 승온폭을 얻을 수 있었다. 또한 $50^{\circ}C$의 난방온도를 얻기위한 최적재생온도는 $105^{\circ}C$, 최대 COP를 얻기위한 저온측사이클의 응축압력은 $16^{\circ}C$, 그리고 이 조건에서 저온측 사이클의 응축압력을 단효용 사이클의 경우보다 낮게 억제하는 것이 가능함을 알았다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.114-121
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• 2016

본 연구에서는 리튬이온전지의 충방전시 발생하는 발열특성을 CFD 모델링하고, 발열에 따른 충방전 특성을 해석하였다. 리튬이온전지는 직교 파우치형 구조로서 두께방향으로의 1차원계로 설정하여, 전류밀도 방정식, 열 및 물질전달 지배방정식을 도입하였다. Cut-off 전압이 3 V에서 충방전 전류밀도가 1C($17.5A/m^2$), 3C($52.5A/m^2$) 와 5C($87.5A/m^2$)에 대하여, 298K의 등온계와 충방전 전류밀도 별 발열계로 각각 설정하였다. 등온계와 발열계에서 모두 충방전 전류밀도가 높을수록 전지의 용량은 감소되는 것으로 나타났다. 등온계에 비하여 발열계에서 충방전 시간이 증가하였으며, 이는 발열에 의한 온도의 증가로 인해 전극의 평형전위가 감소하고, 리튬이온의 확산계수가 증가하기 때문인 것으로 고려된다. 또한, 리튬이온전지의 충전과 방전에 의한 열 발생 영향을 제어하기 위한 냉각효과를 분석하였다.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.332-338
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• 2017

본 연구에서는 주요한 휘발성 유기화합물의 발생원인 도장공장 중에서 중소규모의 공장에 적용 가능한 저온 vacuum swing adsorption (VSA) 기술에 대하여 연구하였다. 저온 VSA 기술이란 기존의 thermal swing adsorption (TSA)의 단점을 보완하기 위하여 저온($60{\sim}90^{\circ}C$)에서 감압하여 흡착질을 탈착하는 방식이다. 국내에서 시판되고 있는 상용 활성탄을 이용하여 대표적인 VOCs인 톨루엔의 흡 탈착 특성을 랩(Lab)규모로 실험하였으며, 이를 바탕으로 $30m^3min^{-1}$ 규모의 VSA 시스템을 설계하여 실제 도장 공장에 적용하여 VSA 시스템의 현장적용 가능성에 대하여 평가하였다. 랩 규모 실험 결과, 2 mm 펠렛형 활성탄은 4 mm 펠렛형 활성탄보다 높은 톨루엔 흡착능을 나타내었으며, 이에 파일럿 규모의 VSA의 충진 활성탄으로 사용되었다. 탈착 실험에서는 $80{\sim}90^{\circ}C$의 온도와 100 torr의 압력이 최적 조건으로 결정되었다. 랩 규모 실험 결과를 바탕으로 파일럿 규모 VSA 시스템을 설계하였으며 실제 도장 공장에 현장 적용하여 95회 흡 탈착 실험을 반복 수행하였다. 수행 결과, 연속 흡 탈착 반복실험 후, 도정공장에서 배출된 VOCs를 98% 이상 효과적으로 제거 가능함을 확인하였으며 VSA 시스템의 안정적인 현장 적용이 가능함을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.146-157
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• 2009

이 연구는 경상남도 함안군 일대에 분포하는 백악기 이암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공 챔버에서 2시간 동안 포화시킨 시료를 $-16{\pm}1^{\circ}C$로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 총 55 사이클의 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 비중, P파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율, 공극률은 지속적으로 증가하였다. 시험 전 풍화를 많이 받은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 크기 및 면적밀도는 30사이클 이후부터 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이는 30사이클 이후 급격히 감소하는 P파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현 확장하고 특히 층리면의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 사료된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원($D_B$)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중 장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 산업식품공학
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• 제21권1호
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• pp.29-35
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• 2017

본 연구에서는 건해삼의 재수화 반복횟수에 따른 해삼의 크기 및 조직감 변화와 재수화 반복횟수를 달리한 해삼 병조림 레토르트 제조 시, 4주간의 저장기간에 따른 품질변화를 측정하였다. 재수화 반복횟수가 증가할수록 해삼의 길이와 부피, 무게 모두 유의적으로 증가하였으며, 5회 재수화 반복 시 최대 팽윤도를 보였다. 레토르트 병조림 가열처리 시 열전달 기작은 대류로서 냉점은 유리병 형상의 기하학적 위치보다 하단에서 측정되었고, 총 가열공정 시간(TTT)는 24분으로 산출되었다. 본 가열공정을 적용한 레토르트 해삼 병조림의 가열 직후 및 저장기간에 따른 크기와 조직감 변화는 저장 1주차까지 유의적으로 변화하다가 저장 1주차부터 4주차까지 재수화 반복횟수에 관계없이 모든 실험군에서 일정한 경향을 보였다. 건해삼의 재수화 시 최대 팽윤도에서의 크기와 재수화율 및 조직감은 길이 100.86 mm, 부피 38.62 mL, 무게 41.05 g, 재수화율 6.39, 경도 $249.19g_f$, 씹힘성 4.05 mJ로 산출되었다. 이는 해삼 레토르트 제품 제조 시, 재수화 공정의 반복횟수에 관계없이 레토르트 가열처리 이후 저장기간 중 해삼의 크기와 조직감에서 동일한 값을 보이기 때문에, 레토르트 가열처리 전 재수화 1회 공정의 간편함으로 전통적인 방법 대비 짧은 재수화 공정을 기대할 수 있으며, 부가적으로 미생물학적 안전성과 소비자들의 간편한 취식 또한 기대할 수 있다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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• pp.365-366
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• 2002

The sliding wear behavior of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) was examined on a novel low temperature degradation-free zirconia/alumina composite material and conventional alumina and zirconia ceramics used for femoral head in total hip joint replacement. The wear of UHMWPE pins against these ceramic disks was evaluated by performing linear reciprocal sliding and repeat pass rotational sliding tests for one million cycles in bovine serum. The weight loss of polyethylene against the novel low temperature degradation-free zirconia/alumina composite disks was much less than those against conventional ceramics for all tests. The mean weight loss of the polyethylene pins was more io the linear reciprocal sliding test than in the repeal pass rotational sliding lest for all kinds of disk materials. Neither the coherent transfer film nor the surface damage was observed on the surface of the novel zirconia/alumina composite disks during the test. The observed r,'stilts indicated that the wear of the polyethylene was closely related to contacting materials and kinematic motions. In conclusion, the novel zirconia/alumina composite leads the least wear of polyethylene among the tested ceramics and demonstrates the potential as lhe alternative materials for femoral head in total hip joint replacement.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.498-509
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• 2009

Present study is concerned with the simulation of plasticity models for the cyclic stressstrain behavior of aluminum alloy AC4C-T6 that can be used for primary materials of LNG cargo pump. Material model of cyclic hardening and plasticity for aluminum alloy AC4C-T6 was investigated through experiments and numerical simulations. Monotonic tensile and cyclic tension-compression test under symmetric load cycles was performed at both room temperature and cryogenic temperature of $-165^{\circ}C$. Based on the experimental data plastic hardening models were evaluated for isotropic/kinematic/combined hardening. FEA (Finite Element Analysis) models which describe the cyclic stress-strain relationship were evaluated for the simulation of plasticity. An appropriate hardening model is proposed comparing the results of FEA with those of experiments.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.87-100
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• 2000

HC and CO emissions during the cold start contribute the majority of the total emissions in the legislated driving cycles. Therefore, in order to minimize the cold-start emissions, the fast light-off techniques have been developed and presented in the literature. One of the most encouraging strategies for reducing start-up emissions is to place the light-off catalyst, in addition to the main under-body catalyst, near the engine exhaust manifold. This study numerically consider three-dimensional, unsteady compressible reacting flow in the light-off and under body catalyst to examine the impact of a light-off catalyst on thermal response of the under body catalyst and tail pipe emission. The effect of flow distribution on the temperature distribution and emission performance have also been examined. The present results show that flow distribution has a great influence on the temperature distribution in the monolith at the early stage of warm-up process and the ultimate conversion efficiency of light-off catalyst is severly deteriorated when the space velocity is above $100,000hr^{-1}$.