• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.78-84
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• 2019

본 연구에서는 동적기계분석장치(dynamic mechanical analysis, DMA)와 시간-온도 중첩법(time-temperature superposition, TTS)을 이용하여 탄소섬유/에폭시 복합재의 장기 성능을 예측하고자 하였다. 이를 위해 단일 진동수 시험, 다중 진동수 시험, 크리프 TTS 시험을 수행하였다. 단일 진동수(single-frequency) 시험과 다중 진동수(multi-frequency) 시험에서는 $-30^{\circ}C$에서 $240^{\circ}C$까지 $2^{\circ}C/min$로 온도를 상승시키면서 $20{\mu}m$ 진폭의 사인(sine) 파형의 하중을 가하였으며 다중 진동수 시험에 적용된 진동수는 0.316, 1, 3.16, 10, 31.6 Hz이다. 크리프 TTS 시험에서는 $-30^{\circ}C$에서 $230^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$마다 15 MPa의 응력을 10분 동안 가하였다. 단일 진동수 시험을 통해 유리전이온도를 구하였으며 다중 진동수 시험을 통해 진동수 별 유리전이온도에서 활성화 에너지와 온도 별 저장탄성계수 선도를 구하였다. 또한 아레니우스 식(Arrhenius equation)을 통해 얻은 이동 인자를 적용하여 기준 온도에 대한 마스터 선도를 얻었다. 또한 크리프 TTS 시험을 통해서는 크리프 컴플라이언스 선도를 구하고 직접 이동 기법을 이용하여 구한 이동 인자를 적용하여 기준 온도에 대한 마스터 선도도 얻었다. 이와 같은 과정을 통해 얻은 마스터 선도를 이용하면 주어진 환경 조건에 대한 탄소섬유강화 복합재의 장기 성능을 예측할 수 있다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2005년도 학술발표대회 논문집
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• pp.69-73
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• 2005

The failure of geogrids used for soil reinforcement application can be defined as an excessive creep strain which causes the collapse of slopes and embankments. Accordingly, the lifetime is evaluated as a time to reach the excessive creep strain using two accelerated creep testing methods, time-temperature superposition(TTS) and stepped isothermal methods(SIM). TTS is a well-accepted acceleration method to evaluate creep behavior of polymeric materials, while SIM was developed in the last ten years mainly to shorten testing time and minimize the uncertainty associated with inherent variability of multi-specimen tests. The SIM test is usually performed using single rib of geogrids for temperature steps of $14^{\circ}C$ and a dwell time of 10,000 seconds. However, for multi-ribs of geogrids, the applicability of the SIM has not been well established. In this study, the creep behaviors are evaluated using multi-ribs of polyester geogrids using SIM and TTS creep procedures and the newly designed test equipment. Then the lifetime of geogrids are predicted by analyzing the failure times to reach the excessive creep strains through reliability analysis.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권5호
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• pp.381-389
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• 2011

The effect of organoclays on the mechanical properties of cured phenol formaldehyde resin and oriented strand lumber made from Mountain Pine Beetle killed pine strands was analyzed. Three organoclays were used: a natural montmorillonite, hydrophobic organically modified 10 A, and hydrophilic organically modified 30 B. The oriented strand lumber samples were less creep deformation as well as improved internal bonding strength by adding organoclays in the order of 10 A 2% > MMT 2% > 30 B 2% > control. Furthermore, time-temperature superposition (TTS) analysis was proved to be able to predict the long-term creep behavior of MPB-OSL samples.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.90-94
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• 2008

Dynamic rheological properties of honey samples with 3 different moisture contents (17.2, 19.0, and 21.0%) were evaluated at various low temperatures (-15, -10, -5, and $0^{\circ}C$) using a controlled stress rheometer. The honey samples displayed a liquid-like behavior, with loss modulus (G") predominating over storage modulus (G') (G">>G'), showing the high dependence on frequency ($\omega$). The magnitudes of G' and G" decreased with an increase in temperature and water content while a predominant increase of G' was noticed at $-15^{\circ}C$. The time-temperature superposition (TTS) principle was applied to bring G" values for honeys at various temperatures together into a master curve. The G" over the temperature range of -15 to $0^{\circ}C$ obeyed the Arrhenius relationship with a high determination coefficient ($R^2=0.98-0.99$). Activation energy value (Ea=112.4 kJ/mol) of honey with a moisture content of 17.2% was higher than those (Ea=98.8-101.1 kJ/mol) of other honey samples with higher moisture contents.

• Food Science and Biotechnology
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• 제16권4호
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• pp.610-614
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• 2007

Dynamic rheological properties of honeys with invert sugar at different mixing ratios of honey and invert sugar (10/0, 812, and 6/4 ratios) were evaluated at various low temperatures (-15, -10, -5, and $0^{\circ}C$) using a controlled stress rheometer for small-deformation oscillatory measurements. Honey-invert sugar mixtures displayed a liquid-like behavior, with loss modulus (G") predominating over storage modulus (G') (G">>G'), showing the high dependence on frequency (${\omega}$). The magnitudes of G' and G" increased with a decrease in temperature while their predominant increases were noticed at -10 and $-15^{\circ}C$. The greater tan ${\delta}$ values were found at higher temperature and ratio of honey to invert sugar, indicating that the honey samples at subzero temperatures become more viscous with increased ratio of honey to invert sugar and temperature. The time-temperature superposition (TTS) principle was used to bring G" values at various temperatures together into a single master curve. The TTS principle was suitable for the honey samples in the liquid-like state. The progress of viscous property (G") was also described well by the Arrhenius equation with high determination coefficients ($R^2=0.99$). Dynamic rheological properties of honey samples seem to be greatly influenced by the addition of invert sugar.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.3-6
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• 2005

사면 또는 옹벽 등 토목구조물에 보강용으로 적용되는 지오그리드의 고장은 토목구조물의 형태변형을 유발할 수 있는 과도한 크리프 변형으로 정의할 수 있다. 본 연구에서는 지오그리드의 크리프 변형을 단시간에 시험할 수 있는 SIM(Stepped Isothermal Methods)과 통계적 수명평가기법을 적용하여, Polyester 편포형 지오그리드의 수명을 예측하였다. 그 결과 예측한 75, 100, 114년에서의 크리프 변형율은 각각, 8.74, 8.79, 8.80%이고, CV%는 2.16~2.20%로 매우 반복성 있는 결과를 보여준다. 수명 예측 결과는 $27^{\circ}C$에서 100년 사용 후 지오그리드의 크리프 변형율이 9.3%로 추정되었고, 현장에서 요구되는 수명(100년 사용 후 크리프 변형율 10% 미만)을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구를 통하여, SIM을 적용할 경우 기존의 시간-온도 중첩원리(Conventional Time-Temperature Superposition)를 적용한 수명평가 방법에 비하여 시료간의 편차를 최소화 시킬 수 있고 또한 99.5%의 시험시간을 단축시킬 수 있어서 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권4호
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• pp.263-271
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• 2010

간헐 CSR 측정법을 이용하여 FKM 오링의 노화 거동과 수명 예측에 관하여 연구하였다. Intermittent CSR 지그는 오링의 실제 사용환경을 고려하여 설계 제작하였다. 각 측정 조건에 따른 마찰 영향, 열 손실 영향 및 Mullins 효과에 의한 간헐 CSR의 응력 거동 변화를 관찰하였다. 오링의 노화 거동은 $60{\sim}160^{\circ}C$에서의 가속 노화 연구를 통하여 관찰하였다. 고온 영역($100{\sim}160^{\circ}C$)에서 오링은 선형 노화 거동을 나타내었으며, 아레니우스 관계를 만족시켰다. 이때의 활성화 에너지는 60.2 kJ/mol로 나타났다. 아레니우스 도식으로 부터, 오링의 예측 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 43.3 년과 69.6 년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 $60^{\circ}C$에서의 노화 거동을 관찰하였으며, 실험 시간을 절약 할 수 있었다. $60{\sim}100^{\circ}C$의 저온 영역에서의 활성화 에너지는 48.3 kJ/mol로 감소하였다. WLF(William-Landel-Ferry) 도식을 통하여 FKM 오링은 $100^{\circ}C$ 이하에서 비선형 노화 거동을 나타내는 것을 확인하였다. 시간-온도 중첩 원리로부터, FKM 오링의 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 19.1년과 25.2년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 예측한 오링의 수명이 아레니우스 관계에 의한 수명 보다 보수적인 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.75-84
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• 2010

본 연구에서는 띠형 섬유보강재의 인장특성, 크리프 변형, 내시공성 및 내구성을 평가하기 위한 일련의 장기성능 평가시험을 수행하였다. 또한 시험결과를 바탕으로 장기설계인장강도 산정을 위한 강도감소계수를 평가하였다. 먼저, 크리프 변형 특성을 평가하기 위해 단계 등온법과 시간-온도 중첩법을 이용하였으며, 크리프 감소계수는 1.6을 적용하는 것이 바람직한 것으로 평가되었다. 다음으로 입도 조정된 화강풍화토를 성토재로 사용하여 수행한 내시공성 시험 결과, 보강재의 강도특성에 영향을 미치는 원사의 손상이 거의 없는 것으로 확인되어, 장기설계인장강도에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 분석되었다. 마지막으로 내구성 평가 결과, 내화학성, 내미생물 및 내후성을 고려한 강도감소계수는 1.1을 적용하는 것이 합리적인 것으로 평가되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.53-61
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• 2015

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the SDAR (solvent deasphaltene residue), which is obtained from the solvent deasphalting (SDA) process, as a pavement material. METHODS : The physical properties of the SDAR were evaluated based on its chemical composition, and asphalt mixtures with the SDAR were fabricated and used for the evaluation of mechanical properties. Firstly, the chemical composition of SARA (saturate, aromatic, resin and asphaltene) was analyzed using the TLC-FID (thin-layer chromatography-flame ionization detector). Moreover, the basic material properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the penetration test, softening point test, ductility test, and PG (performance grade) grade test. The rheological properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the dynamic shear modulus ($G^*$) obtained using the time-temperature superposition (TTS) principle. Secondly, the mechanical properties of the asphalt mixtures with the SDAR were evaluated. The compactibility was evaluated using the gyratory compacter. Moreover, the tensile strength ratio (TSR) was used for evaluating the moisture susceptibility of the asphalt mixtures (i.e., susceptibility to pothole damage). The dynamic modulus $E^*$, which is a fundamental property of the asphalt mixture, obtained at different temperatures and loading cycles, was used to evaluate the mechanical properties of the asphalt mixtures. RESULTS AND CONCLUSION : The SDAR shows stiffer and more brittle behavior than the conventional asphalt binder. As the application of the SDAR directly in the field may cause early failures, such as cracks on pavements, it should be applied with modifiers that can favorably modify the brittleness property of the SDAR. Therefore, if appropriate additives are applied on the SDAR, it can be used as a pavement material because of its low cost and strong resistance to rutting.