The behavior of abrasive wear on counterpart roughness of glass fiber reinforcement polyurethane resin (GF/PUR) composites were investigated at ambient temperature by pin-on-disc friction test. The friction coefficient, cumulative wear volume and surface roughness of these materials against SiC abrasive paper were determined experimentally. The major failure mechanisms were lapping layers, ploughing, delamination, deformation of resin and cracking by scanning electric microscopy (SEM) photograph of the tested surface. As increasing the counterpart roughness the GF/PUR composites indicated higher friction coefficient. The surface roughness of the GF/PUR composites was increased as the sliding velocity was higher and the counterpart roughness was rougher in wear test.

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인리스강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서는 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 복합재의 비마모율은 하중이 증가하면 N방향와 P방향에서는 증가하는 경향을 보이며,AP방향에서는 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (2) 복합재의 마찰계수는 하중이 증가하면 N방향과 AP방향에서는 하중 39.2N까지 증가하다가 그 이상의 하중에서는 감소되며 AP방향에서는 하중이 증가함에 따라 서서히 증가하며, 또한 그 값은 N방향에서 가장 크고, AP방향이 가장 적다. (3) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 하중의 효과는 다르며 마찰초반에 발생한 섬유에 의한 쟁기질과 섬유 굽힘 및 미소크랙에 의한 섬유 균열과 파괴에 따른 마모 메카니즘의 형태에 의한 것이다.

하이브리드 복합재료(Hybrid composites) 의 층간 파괴 인성치에 영향을 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF. GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. (2) 하중점변위율은 미세한 변동은 있었으나, 하중점변위율의 영향은 거의 받기 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 변화시켰을 때, 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF. GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타났다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며 CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

하이브리드 복합재료(Hybrid composite)의 모드 I 층간파괴인성치에 영영향 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF, GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF 의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있다. (2) 하중점변위율을 0.2, 2, 20mm/min로 변화하였을 때, 미세한 변동은 있었으나, 허중점변위율의 영향은 거의 받지 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 25, 30, 35, 40, 50mm로 변화시켰을 때 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF, GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타냈다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며, CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

장섬유 CF/에폭시 복합재료를 사용하여-50℃에서 60℃ 사이의 범위에서 스팬길이를 변화시켜 충격시험으로 얻어진 임계파괴에너지의 거동을 고찰한 결과는 다음과 같다. 1. CF/에폭시 복합재료의 온도 변화에 따른 임계파괴에너지 GIC는 동일한 스팬길에서는 실온의 경우가 가장 높고, 60℃, -15℃ 그리고 -50℃의 순으로 낮게 나타났다. 2. CF/에폭시 복합재료의 스팬길이의 변화에 대한 임계 파괴에너지 GIC는 동일한 온도조건하에서는 스팬길이가 20mm인 경우가 가장 높게 나타났으나 불안정하며, 스팬길이는 40mm인 경우 임계파괴에너지 GIC는 가장 낮게 나타났으나 실험치의 흩어짐을 고려할 때 40mm인 경우의 시험편이 더 적절한 조건이라 생각된다. 3. 본 실험에 사용한 재료의 파괴기구는 섬유의 풀아웃, 섬유와 매트릭스 사이의 디본딩 그리고 매트릭스의 변형을 관찰할 수 있었으며, 이와 같은 파괴기가구 종합적으로 상호작용한다고 생각된다.

본 연구에서는 차량하중에 의한 상시진동기록을 이용한 교량의 손상추정기법을 연구하였다. 즉, 차량진행 중 측정된 신호로부터 구조물의 모드특성을 구하고, 이를 이용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안기법의 검증을 위하여 차량하중을 재하할 수 있는 모형교량을 제작하여 손상실험을 수행하였다. 차량진행 중 교량의 수직가속도를 계측하였으며, 측정된 가속도시계열로부터 random decrement(RD) 기법을 사용하여 자유진동신호를 구한 후, 이로부터 구조물의 모드특성을 추정하였다. 추정된 모드특성을 기초로 신경망기법을 적용하여 손상위치 및 손상정도를 추정하였으며, 추정된 결과는 실제 손상과 비교적 잘 일치하였다.

The pin bearing strength is one of the most important design parameters for mechanical joints composed of fiber reinforced composites. Thus the effect of the edge distance and the width of specimen on the pin-bearing strength of unidirectional CFRP composites were experimentally investigated in this paper. As results, the failure modes and the pin bearing strength of mechanical joints turned out to depend on the edge distance and also the width of specimen. The failure of specimen with low ratio of width to hole diameter was caused by the net tension from the hole boundary, on the other hand, the failure of specimen with low ratio of edge distance to hole diameter was caused by the shear-out. The bearing strength in case of the failure by shear-out was quite lower than that in case of failure by net tension.

As Al-Li based alloys are to find widespread use in aerospace and other structural applications in which their low-density high specific stiffness properties be exploited, their mechanical properties must adequately match those of the which they intended to replace. In order to develop these purposed, the precipitation behaviors of the rapidly solidified Al-Li-Ti alloys aged at various temperature were investigated. δ' phase precipitated homogeneously in the matrix during not only melt quenching but also aging at the aging temperature of 160℃ and 210℃. The addition of the Ti in Al-Li alloy promoted the formation of δ' phase. The addition of Ti on the δ' solvus line had a little effect over the thermodynamics δ' solvus line. The reason for these behavior was that the δ' phase was suppressed to precipitate as much as supercooling by melt quenching. The discontinuous precipitation reaction occurred by the preferential growth of δ' phase due to the migration of grain boundary provided the driving force dependent of solute concentration fluctuations.

강도가 각각 다른 세 종류의 프리프레그를 사용하여 일방향 CFRP를 적층하였으며, 모드 I과 모드 II 실험을 통하여 층간 파괴인성치를 고찰하였고, 또한 적층 섬유방향을 변화시킨 사교적층판의 그것도 함께 고찰하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 1) 임계에너지 방출률 G 하(IC)의 값을 컴플라이언스 법, 수정 컴플라이언스 법, 그리고 보이론에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 본 연구에서 사용한 수정식에 의한 값들이 거의 일치하였다. 2) G 하(IC) 값은 대체로 프리프레그의 C, B, A재의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)의 값을 세가지 식에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 거의 일치하였다. 3) 사교적층판의 경우 G 하(IC) 값은 [0/90] 하(6s), [0/45] 하(6s), [0/45/90] 하(6s)의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)는 [0/90] 하(6s), [0/45/90] 하(6s), [0/45] 하(6s)의 순으로 높게 나타났다. 4) 사교적층판과 일방향의 임계에너지 방출률을 비교하였을 때, 모드 I의 경우 일방향의 결과가 다소 높았으며, 모드 II의 경우는 [0/45] 하(6s)의 결과는 거의 일치함을 알 수 있었다.

The SMC composite, now being considered in certain structural applications, is anticipated to experience repeated loading during service. Thus, understanding of the fatigue behavior is essential in proper use of the composite material. In this paper, using the SMC composite composed of E-glass chopped strand and unsaturated polyester resin three point bending fatigue tests are carried out to investigate the fatigue crack propagating behavior under various cyclic stresses and fatigue damage of various microcrack forms. The following results are obtained from this study; 1) Most of the total fatigue life of the SMC composite is consumed at the initial extension or the growth of the macroscopic crack. 2) A Paris' type power-law relationship between the crack propagation rate and stress intensity factor range is obtained, and the value of material constant m is much higher (m=9~11)than that of other metals. 3) In case of high cyclic stress the fatigue damage show high microcrack density and short crack length, but in case of low cyclic stress does it vice versa. 4) Fatigue damage is characterized by microcrack density, crack length and distribution of crack orientation.

도시화로 인한 인구집중 및 개발 집중현상으로 하천변 저지대 및 지하공간 사용이 증가하였고, 불투수층이 증가하여 도시유역의 배수체계는 우수관거에 의존하고 있다. 이러한 변화로 의해 우수관거의 저류용량 부족 및 외수와 내수의 충돌로 인한 도심지 역류 현상으로 인한 침수피해가 발생하고 있다. 기후변화로 인한 국지성 기습폭우에 의해 우리나라 침수면적은 줄어드는 추세지만 수해 밀도는 높아지고 있어 인구가 밀집되어 있는 도시지역에서의 피해는 급증하고 있다. 도시 침수피해 발생시 인명 및 재산뿐만 아니라 사회기반시설의 피해 등, 내수배제 불량에 의한 침수빈도는 더욱 빈번히 발생할 것으로 예상되며, 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측과 내수배제 효율증가가 필요하다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역에 대하여 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 강우분석 및 내외수를 고려한 홍수량을 산정하고, 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 하수관거의 월류를 분석하고, 이 결과를 홍수범람해석 모형과 연계하여 도시유역에서의 집중호우 발생시 범람해석을 실시하여 수방시설물의 홍수배제 효율을 분석하였다. SWMM 모형의 적용결과 외수위영향에 따른 원활한 내수배제가 불가능 한 것으로 나타났고, 관거 월류량이 많아진 것으로 나타났다. SWMM 모형의 결과를 이용하여 홍수범람해석 모형을 모의한 결과 지표경사와 도로를 따라 노면수가 모여 침수현상을 발생시키는 것으로 나타났다.

소방방재청에서는 자연재해대책법 제21조를 근거로 침수흔적도 등 재해지도를 작성하고 있으나 지속적, 체계적으로 관리할 수 있는 시스템 개발은 미비한 실정이다. 그러므로 풍수해 위험과 보험요율을 반영한 보험지도의 지속적인 관리와 활용성을 위하여 이를 체계적으로 관리할 수 있는 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 풍수해 보험요율을 고려한 보험지도의 통합관리시스템 개발에 필요한 시스템 구성, 기능, 제공서비스 등을 정립하기 위하여 국내외 지도관리 및 자료관리 시스템을 조사 분석하였다. 미국은 FEMA의 지도서비스센터(MSC)에서 자홍수보험요율지도(DFIRM)를 관리하며 사용자가 다운로드 하여 사용하도록 SHP파일 형태로 제공한다. 오스트리아는 홍수위험 지역을 나타내는 GIS 기반의 HORA를 개발하여 Web을 통해 사용자에게 홍수위험정보를 제공하고 있다. 이외에도 체코의 FRAT, 보험회사 스위스RE의 CatNet이 개발 운영되고 있다. 각 시스템은 Web이나 별도의 소프트웨어를 제작하여 제공하고 있으며, 위치검색 기능 및 지도 다운로드 기능 등을 사용자에게 제공하고 있다. 국내에는 보험지도관리시스템이 부재한 상태이며 DB관리시스템들을 분석하였다. 분석결과 국가수자원관리종합정보시스템에서는 물지도 서비스를 제공하고, 통계지리정보서비스에서는 행정구역별 인구, 주택 등의 자료를 제공하고 있다. 위 국내외 사례에서 분석된 기능 및 제공 자료 등을 착안 및 연계하여 본 연구에서 개발하는 보험관리지도 통합관리시스템에 기틀을 만들 수 있을 것으로 판단된다. 향후 보험지도 통합관리시스템을 통해 보험지도 정보를 지속적으로 관리함으로써 보험지도 관리에 대한 표준화가 가능하며, 작성된 보험지도의 현황 등 자료공유가 이루어진다면 지도 작성의 중복을 방지할 수 있고 민영보험 등에서 활용 및 근거자료의 제시가 가능할 것이다.

본 연구에서는 최대 발전량이 500kW인 서해 도서의 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템에 대한 경제성 분석을 수행하였다. 이를 위해 해당 도서에 대한 연간 전력 부하 변동치와 바람 데이터를 수집하고 분석하였으며, 풍력을 포함하여 신재생 에너지에 대한 하이브리드 최적화 모델로 미국의 NREL에서 개발한 Homer 프로그램을 이용하였다. 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템의 경제성을 판단하기 위해 풍속과 경유 가격을 변수로 하는 민감도 해석도 수행하였다. 그 결과, 현재의 조건에서는 경제성이 낮았으나, 풍속이 초속 3미터가 넘거나 경유 가격이 리터당 2.4달러를 초과할 경우 대상지역에도 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템이 경제성을 갖는 것으로 평가되었다.