• 한국기계가공학회지
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• 제18권4호
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• pp.34-40
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• 2019

We performed shape optimization of an anti-vibration rubber assembly which is used in the field option cabin of agricultural tractors to improve the vibration isolation capability. To characterize the hyper-elastic material property of rubber, we performed uniaxial and biaxial tension tests and used the data to calibrate the material model applied in the finite element analyses. We conducted a field test to characterize the input excitation from the tractor and the output response at the cabin frame. To account for the nonlinear behavior of rubber, we performed static analyses to derive the load-displacement curve of the anti-vibration rubber assembly. The stiffness of the rubber assembly could be calculated from this curve and was input to the harmonic analyses of the cabin. We compared the results with the test data for verification. We utilized Taguchi's parameter design method to determine the optimal shape of the anti-vibration rubber assembly and found two distinct shapes with reduced stiffness. Results show that the vibration at the cabin frame was reduced by approximately 35% or 47.6% compared with the initial design using the two optimized models.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.28-31
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• 2023

This study presents a comprehensive procedure for the low cycle fatigue test of ultrasonically welded (UW) coated conductor (CC) lap-joints. The entire process is examined in detail, from the robust fabrication of the UW REBCO CC joints to the reliability testing under a low number of repeated cycle fatigue conditions. A continuous I_c measurement system enables real-time monitoring of I_c variations throughout the fatigue tests. The study aims to provide a step-by-step procedure that involves joint fabrication, electromechanical property (EMP) tests under uniaxial tension for stress level determination, and subsequent low-cycle fatigue tests. The joints are fabricated using a hybrid method that combines UW with adding In-Sn soldering, achieving a flux-free hybrid welding approach (UW-HW flux-free). The selected conditions for the low cycle fatigue tests include a stress ratio of R=0.1 and a frequency of 0.02 Hz. The results reveal some insights into the fatigue behavior, irreversible changes, and cumulative damage in the CC joints.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.104-112
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• 2014

Generally, numerical approaches of evaluation for vehicle seat comfort have been studied without considering time-dependent characteristics and the only seating moment have been considered in seat design. However, the comfort not only at the seating moment but also in the long-term should be evaluated because the passengers are sitting repeatedly on the seat to drive the vehicle for hours. So, the aim of this paper is to carry out a quantitative evaluation of the time-dependent mechanical characteristics of seat foams and to suggest a process for predicting the viscoelastic deformation of seat foam in response to long-term driving. To characterize the seat materials, uniaxial compression and tension tests were carried out for the seat foam and stress relaxation tests were performed for evaluating the viscoelastic behavior of the seat foam. A unit solid element model was used to verify the reliability of the material model with respect to the compression behavior of the seat foam. It is not straightforward to evaluate the time-dependent compression of foams using the explicit solver because the viscoelastic material model is limited. To use the explicit solver, the material model must be modified using stress-degradation data. Normalized stress relaxation moduli were added to the stress-strain curves obtained under static conditions to achieve a time-dependent set of stress-strain relations that were compatible with the implicit solver. There was good agreement between the analysis results and experimental data.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.25-30
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• 2016

이 연구의 목적은 폴리에틸렌 섬유보강, 규사 혼입, 시멘트를 플라이애쉬로 치환함에 따라 나타나는 복합재료의 압축강도 및 인장거동에 대해 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 총 5가지 배합을 결정하였고, 압축강도 실험과 일축인장 실험을 수행하였다. 실험결과 섬유보강을 통해 강도와 연성 및 균열제어 측면에서 효과적인 것으로 나타났으며, 절대건조상태의 골재를 혼입하면 강도 증진에 효과적이지만 연성과 균열제어 측면에서 성능이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 시멘트를 플라이애쉬로 대체하면 강도는 떨어지지만 연성이 증가하고 균열폭이 줄어드는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.363-370
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• 2009

본 논문에서는 비선형 유한요소해석 기법을 이용하여 API-X80 강재 라인파이프의 대변형 비선형 거동을 모사하였다. 강재의 구성방정식을 작성하기 위해 GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman) 모델을 사용하였다. 대변형 해석을 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS과 연계해서 사용할 수 있는 사용자 서브루틴(User Subroutine)의 사용자 재료모델(UMAT)을 개발하였다. 유한요소해석 결과와 일축인장실험의 결과와의 비교를 통해 GTN 모델에서 사용되는 재료모델상수를 도출하였다. 도출된 모델상수를 이용해 API-X80 강재 라인파이프의 소성 좌굴변형해석을 실시하여 실험결과와 비교하였고 소성 좌굴변형에서 발생하는 거동 특성을 성공적으로 모사하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권1호
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• pp.57-73
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• 2008

The present paper focuses on experimental verification of the ply-by-ply basis inelastic analysis of multidirectional laminates. First of all, rate dependence of the tensile behavior of balanced symmetric cross-ply T800H/epoxy laminates with a $[0/90]_{3S}$ lay-up under off-axis loading conditions at $100^{\circ}C$ is examined. Uniaxial tension tests are performed on plain coupon specimens with various fiber orientations $[{\theta}/(90-{\theta})]_{3S}$ ($\theta$ = 0, 5, 15, 45 and $90^{\circ}C$) at two different strain rates (1.0 and 0.01%/min). The off-axis stress.strain curves exhibit marked nonlinearity for all the off-axis fiber orientations except for the on-axis fiber orientations $\theta$ = 0 and $90^{\circ}$, regardless of the strain rates. Strain rate has significant influences not only on the off-axis flow stress in the regime of nonlinear response but also on the apparent off-axis elastic modulus in the regime of initial linear response. A macromechanical constitutive model based on a ply viscoplasticity model and the classical laminated plate theory is applied to predictions of the rate-dependent off-axis nonlinear behavior of the cross-ply CFRP laminate. The material constants involved by the ply viscoplasticity model are identified on the basis of the experimental results on the unidirectional laminate of the same carbon/epoxy system. It is demonstrated that good agreements between the predicted and observed results are obtained by taking account of the fiber rotation induced by deformation as well as the rate dependence of the initial Young's moduli.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.69-75
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• 2017

초고성능 콘크리트와 고연성 무시멘트 복합재료는 높은 압축강도 및 높은 연성 등 재료의 우수한 성능으로 인하여 유망한 건설재료로 분류되고 있다. 이 연구의 목적은 초고성능 콘크리트와 고연성 무시멘트 복합재료의 압축강도와 인장거동에 대하여 실험적으로 조사하여 성능을 비교하는 것이다. 이를 위하여 밀도, 압축강도, 일축인장실험 등 일련의 실험을 수행하였다. 실험결과 알칼리 활성 슬래그 기반 고연성 무시멘트 복합재료의 압축강도와 인장강도는 초고성능 콘크리트의 압축강도와 인장강도에 비하여 낮게 나타났지만, 인장하중 하에서 알칼리 활성 슬래그 기반 고연성 무시멘트 복합재료의 인장변형성능 및 인성은 초고성능 콘크리트의 인장변형성능 및 인성에 비하여 높은 것으로 나타났다. 또한 알칼리 활성 슬래그 기반 무시멘트 페이스트에 폴리에틸렌섬유를 보강하여 7.89 %에 달하는 높은 인장변형성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.927-933
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• 2016

고체 추진 기관에서 로켓 노즐은 고온 연소가스에 노출된다. 따라서 고온에서 기능을 발휘할 수 있는 적절한 재료의 선택이 중요하다. 탄소 섬유 강화 실리콘 카바이드 복합재(C/SiC)가 로켓 노즉목에 적용을 위해 연구되어 왔다. 그러나 전형적인 구조 재료들과 비교할 때 C/SiC 복합재는 준취성 거동을 가지고 고온에서 산화의 영향으로 인해 강도와 인성 관점에서 상대적으로 취약한 점이 있다. 그러므로 실제 적용을 위해 C/SiC 복합재의 열, 기계적인 특성을 평가하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 액화 실리콘 용침(LSI) 공정을 통해 만들어진 C/SiC 복합재의 고온에서의 파괴 거동을 조사하는 실험적인 방법을 설명한다. 특히 온도와 하중, 산화 조건 그리고 탄소 섬유의 방향을 주요 변수로 설정하여 파괴 특성을 조사하였다. 파단면 분석은 SEM 촬영을 통하여 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권11호
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• pp.1494-1501
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• 2006

Mechanical and physical properties of a copper alloy for a liquid rocket engine(LRE) combustion chamber liner application were tested at various temperatures. All test specimens were heat treated with the condition they might experience during actual fabrication process of the LRE combustion chamber. Physical properties measured include thermal conductivity, specific heat and thermal expansion data. Uniaxial tension tests were preformed to get mechanical properties at several temperatures ranging from room temperature to 600$^{\circ}C$. The result demonstrated that yield stress and ultimate tensile stress of the copper alloy decreases considerably and strain hardening increases as the result of the heat treatment. Since the LRE combustion chamber operates at higher temperature over 400$^{\circ}C$, the copper alloy can exhibit time-dependent behavior. Strain rate, creep and stress relaxation tests were performed to check the time-dependent behavior of the copper alloy. Strain rate tests revealed that strain rate effect is negligible up to 400$^{\circ}C$ while stress-strain curve is changed at 500$^{\circ}C$ as the strain rate is changed. Creep tests were conducted at 250$^{\circ}C$ and 500$^{\circ}C$ and the secondary creep rate was found to be very small at both temperatures implying that creep effect is negligible for the combustion chamber liner because its operating time is quite short.

• Composites Research
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• 제30권4호
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• pp.247-253
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• 2017

본 연구에서는 분자동역학 전산모사와 이중 입자 모델을 이용하여 질화붕소 나노튜브-폴리메틸메타크릴레이트 나노복합재의 기계적 물성과 계면특성을 규명하였다. 단일 벽 나노튜브가 고분자 기지에 함침된 가로등방성 나노복합재 단위 셀 구조를 모델링한 후, 각 방향으로의 일축인장 및 전단 전산모사를 통해 나노복합재의 강성행렬을 예측하였다. 또한 강성행렬의 방향 평균을 취해 나노튜브가 기지 내에 랜덤 분포하는 경우의 등방성 탄성계수를 도출하였다. 분자동역학 해석 결과를 계면의 완전 결합을 가정한 이중 입자 모델 예측해와 비교한 결과, 질화붕소 나노튜브와 고분자 기지간의 계면이 불완전한 것으로 확인되었다. 나노튜브 주위에 형성되는 흡착계면의 물성을 예측하기 위해 2단계 영역 분할 기법을 도입하였고 계면의 불완전 결합을 선형 스프링으로 묘사하였다. 그 결과 다양한 스프링 컴플라이언스 값에 따른 흡착계면의 물성을 역 해석을 통해 확인할 수 있었다.