In this study, the structural performance of the specimen fabricated through 3D printing was evaluated through monotonic loading experiments analysis to apply to 3D printed structures. The compression and flexural experiments were carried out, and the experimental results were compared to the finite element model results. The loading directions of specimens were investigated to consider the capacity of specimens with different curing periods, such as 7 and 28 days. As a result, the strength tended to increase slightly depending on the stacking direction. Also, between the 3D-printed panel composite and the non-reinforced panel, the bending performance depended on the presence or absence of composite reinforcement.

현대의 방탄 장갑은 우수한 관통 저항성을 갖추어야할 뿐만 아니라 군인과 군용차량의 기동성이 확보되어야 하기 때문에 경량화가 중요한 개발 요소가 되었다. 이종 적층 평판 구조의 방탄 장갑의 방탄 성능은 동일 중량 대비 구성 재료의 배열에 따라 달라진다. 본 논 문에서는 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌 그리고 에바 폼으로 구성된 방탄 장갑의 적층 배열에 따른 방탄 성능을 분석한다. 구성 재료 의 두께가 5mm와 6.5mm인 두 가지 경우에서 6가지 적층 배열에 대하여 7.62 × 51mm NATO 탄환의 M80 탄을 856m/s의 속도로 충돌 시키는 피탄 해석을 수행하였다. 방탄 성능을 평가하기 위해 이종 적층 평판을 관통한 발사체의 잔류 속도와 잔류 에너지를 측정하였 다. 시뮬레이션 결과를 통해 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌, 에바 폼의 배열 순서를 갖는 적층 구조가 동일 중량에 대해 가장 우수한 방탄 성능을 가짐을 확인하였다.

고성능 콘크리트(HPC) 압축강도는 추가적인 시멘트질 재료의 사용으로 인해 예측하기 어렵고, 개선된 예측 모델의 개발이 필수적 이다. 따라서, 본 연구의 목적은 배깅과 스태킹을 결합한 앙상블 기법을 사용하여 HPC 압축강도 예측 모델을 개발하는 것이다. 이 논 문의 핵심적 기여는 기존 앙상블 기법인 배깅과 스태킹을 통합하여 새로운 앙상블 기법을 제시하고, 단일 기계학습 모델의 문제점을 해결하여 모델 예측 성능을 높이고자 한다. 단일 기계학습법으로 비선형 회귀분석, 서포트 벡터 머신, 인공신경망, 가우시안 프로세스 회귀를 사용하고, 앙상블 기법으로 배깅, 스태킹을 이용하였다. 결과적으로 본 연구에서 제안된 모델이 단일 기계학습 모델, 배깅 및 스태킹 모델보다 높은 정확도를 보였다. 이는 대표적인 4가지 성능 지표 비교를 통해 확인하였고, 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.

A typical trade-off relationship exists between strength and elongation in face-centered cubic metals. Studies have recently been conducted to enhance strength without ductility reduction through surface-treatment-based ultrasonic nanocrystalline surface modification (UNSM), which creates a gradient microstructure in which grains become smaller from the inside to the surface. The transformation-induced plasticity effect in Fe-Mn alloys results in excellent strength and ductility due to their high work-hardening rate. This rate is achieved through strain-induced martensitic transformation when an alloy is plastically deformed. In this study, Fe-6%Mn powders with different sizes were prepared by high-energy ball milling and sintered through spark plasma sintering to produce Fe-6%Mn samples. A gradient microstructure was obtained by stacking the different-sized powders to achieve similar effects as those derived from UNSM. A compressive test was performed to investigate the mechanical properties, including the yielding behavior. The deformed microstructure was observed through electron backscatter diffraction to determine the effects of gradient plastic deformation.

Impact damages induced by a low-velocity impact load on carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite plates fabricated with various stacking sequences were studied experimentally. The impact responses of the CFRP composite plates were significantly affected by the laminate stacking sequences. Three types of specimens, specifically quasi-isotropic, unidirectional, and cross-ply, were tested by a constant impact carrying the same impact energy level. An impact load of 3.44 kg, corresponding to 23.62 J, was applied to the center of each plate supported at the boundaries. The unidirectional composite plate showed the worst impact resistance and broke completely into two parts; this was followed by the quasi-isotropic lay-up plate that was perforated by the impact. The cross-ply composite plate exhibited the best resistance to the low-velocity impact load; in this case, the impactor bounced back. Impact parameters such as the peak impact force and absorbed energy were evaluated and compared for the impact resistant characterization of the composites made by different stacking sequences.

In this study, the effect of stacking sequence on the flexural and fracture properties of carbon/basalt/epoxy hybrid composites was investigated. Two types of carbon/basalt/epoxy hybrid composites with a sandwich form were fabricated: basalt skin-carbon core (BSCC) composites and carbon skin-basalt core (CSBC) composites. Fracture tests were conducted and the fracture surfaces of the carbon/basalt/epoxy hybrid composites were then examined using scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the flexural strength and flexural modulus of the CSBC specimen respectively were ~32% and ~245% greater than those of the BSCC specimen. However, the interlaminar fracture toughness of the CSBC specimen was ~10% smaller than that of the BSCC specimen. SEM results on the fracture surface showed that matrix cracking is a dominant fracture mechanism for the CSBC specimen while interfacial debonding between fibers and epoxy resin is a dominant fracture process for the BSCC specimen.

IAEA 및 국내의 방사성물질 운반 관련 규정에 따라 중·저준위 방사성폐기물 드럼 8개를 운반할 수 있는 IP-2형 운반용기를 개발하였다. IP-2형 운반용기는 낙하시험 및 적층시험을 거친 후 내용물의 유실 또 는 분산과 운반용기 외부표면에서의 방사선량률이 20 % 이상 증가할 수 있는 차폐능력의 상실이 없어야 한다. 본 연구의 목적은 적층시험조건에 대한 시험방법 및 절차를 수립하고 IP-2형 운반용기의 적층조건 에 대한 구조적 건전성을 평가하는데 있다. 운반용기의 원형시험모델을 이용하여 운반용기 중량의 5배 하중으로 24시간 동안 압축하는 적층조건에 대한 시험 및 전산해석을 수행하였다. 적층시험 시 운반용기 의 모서리기둥에서의 변형률 및 변위를 측정하였으며, 측정된 변형률 및 변위는 해석결과와 서로 일치하 였다. 컨테이너 바닥부의 처짐량은 측정이 어렵기 때문에 전산해석 방법으로 구하였다. 모서리기둥의 최 대 변위와 컨테이너 바닥의 최대 처짐은 법규에서 규정하는 허용치에 비하여 낮게 나타났다. 적층시험 전?후에는 운반용기의 외형치수, 차폐체 두께, 볼트토크 등을 측정하였으며, 그 값들을 비교분석한 결과 운반용기는 내용물의 유실 및 분산, 차폐체 두께의 감소가 나타나지 않았다. 따라서 적층시험조건에서 IP-2형 운반용기의 구조적 건전성이 입증되었다.

The CFRP composite has a lot of merits such as mechanical characteristic, light and thermal resistance. For these merits, CFRP is applied to so many industrial area. In order to use the composite materials in the aircraft structures or machine elements, accurate surfaces for bearing mounting or joints must be provided, which require precise ,machining. In this study, the specimens differentiating the stacking sequence of 5kinds were used. When drilling the carbon fiber reinforced plastics, it was checked on whether the stacking sequence reached any effect on the cutting force. Also relationship between the drill diameter is examined from the drilling experiment, which is the drilling of Fabric, Unidirectional specimen with ∅6mm, ∅10mm, ∅12mm cemented carbide drill. Considering cutting force and drilling diameter, the results are analyzed.

The impact simulation of composite safety barriers was carried out for three kinds of stacking section. Stacking section C with the smallest deformation was selected as the optimal section.

본 논문에서는 복합소재 방호울타리의 6가지 적층 단면에 대한 충돌시뮬레이션을 실시하여 최적 적층 단면을 결정하 였다. 먼저 6가지 단면 형상에 대하여 설문 조사를 통하여 형상을 결정하였다. 결정된 보 단면에 대하여 6가지 적 층설계를 하였다. 적층에는 CSM, DB, DBT, Roving 섬유를 사용하였다. LS-DYNA를 사용하여 수평 및 3:1 경사에 대한 복합소재 보를 모델링하였다. 직육면체 추 및 원통형 추를 사용하여 낙하 충돌 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이 션결과를 비교 분석하여 최적 적층 단면을 도출하였다.

복합적층판은 다른 금속재료에 비해 높은 비강도, 비강성 등의 우수한 역학적 특성을 지니므로, 최근 다양한 분야에서 사용하고 있다. 그러나 이러한 복합적층판은 충격에 약하다는 단점이 있다. 그리하여 복합적층판의 충격거동에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 충격거동을 조사하기 위해서는 우선 충격체와 복합적층판사이의 접촉력을 계산하여야 한다. 접촉력을 알기 위해서는 운동방정식, 복합적층판의 운동방정식 그리고 압입량에 관한 관계식을 동시에 풀어야 한다. 본 연구에서는 고전적인 헤르츠식, 썬식, 썬&양식 그리고 썬&탄식을 포함한 유한요소프로그램을 이용하여 복합적층판의 저속충격거동을 조사한다.

The long-period stacking order (LPSO) structures and stacking faults (SFs) in rapidly solidified powder metallurgy (RS P/M) Mg97Zn1Y2 alloy were investigated by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) observations. The 18R-type LPSO structure with a stacking sequence of ACBCBCBACACACBABAB and a period of 4.86 nm was observed in the as-extruded RS P/M Mg97Zn1Y2 alloy. After annealing at 773 K for 5 hr, the 18R-type LPSO structure was transformed to the 14H-type LPSO structure with a stacking sequence of ABABABACBCBCBC and a period of 3.64 nm. The 24R-type LPSO structure containing 24 atomic layers of ABABABABCACACACABCBCBCBC with period of 6.18 nm coexists with the 14H-type LPSO structure in the same grains. The LPSO structures contain intrinsic Type II SFs such as BCB/CABA and ABA/CBCB stacking sequences of a closely packed plane.

자동화 컨테이너 터미널의 장치장은 수출입 되기 전의 컨테이너를 임시로 보관하는 장소이다. 모든 컨테이너는 반드시 장치장을 거치기 때문에 효율적인 장치장 운영은 터미널 생산성 향상에 큰 영향을 미친다. 효율적인 장치장 운영을 위해서 컨테이너의 위치 선정은 매 우 중요하며 보통 컨테이너의 적재 위치는 컨테이너가 장치장으로 들어올 때 정해진다. 하지만 컨테이너가 처음에 최적의 장치 위치로 적재 되었더라도 시간이 흐름에 따라 최적의 위치가 달라질 수 있다. 이에 대부분 터미널에서는 컨테이너를 좋은 위치로 재배치하는 재정돈을 수 행하고 있다. 기존 연구에서 재정돈에 관한 여러 가지 방안이 제시되었지만 모두 본 작업이 없는 크레인 유휴 시간을 이용하는 것을 전제로 하여 현실적으로 적용에 제약이 있었다. 본 논문에서는 본 작업 중에 언제라도 기회가 있을 때마다 재정돈을 수행할 수 있는 크레인 작업 할 당 방안을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 실험 결과 제안 방안이 터미널 생산성 향상에 효과적으로 기여함을 확인하였다.

The capacity of a pressure fan can be designed based on the air flow resistance of containers packed with fruits and vegetables in a pressure cooling system. This study was conducted to develop an air flow resistance model that was dependent on changes in the air flow rate and the method of stacking containers. The air flow resistance of a container packed with uniformly shaped balls was 1.5 times greater than the sum of the air flow resistance of a vacant container and that of a wire net container packed with only balls. In addition, the air flow resistance increased exponentially as the width of the stacks increased; however, the air flow resistance did not increase greatly as the length and height of the stacks increased, which indicates that the air flow resistance is primarily influenced by the width of the stack in the air flow direction. The air flow resistance in two lines of stacking was up to 17% less than that of the width of the stack. It was also possible to determine the air flow resistance using a function of the air flow resistance through a single container and develop a prediction model. A prediction model of air flow resistance that is dependent on the stacking method and the air flow resistance of a single container was developed.

자동화 컨테이너 터미널에서 자동화 장치장 크레인(ASC)은 장치장 블록 내에서의 컨테이너 운송을 담당한다. 본 논문에서는 크기와 사양이 동일한 두 대의 ASC의 작업 할당 문제를 해결하기 위한 다중 평가 기준 전략을 제안한다. 제안 방안은 컨테이너 터미널의 상황을 다각적으로 고려하기 위하여 여러 평가 요소를 통해 후보 작업을 평가하고, 결과를 가중합함으로써 가장 높은 점수를 얻은 작업을 크레인에 할당하는 방식을 취한다. 본 논문에서는 작업 할당을 위한 평가 기준을 고안하고, 평가 결과를 취합하기 위한 가중치를 유전 알고리즘을 이용하여 최적화하는 방안을 제안한다. 실험 결과를 통하여 제안 방안이 낮은 계산 비용으로 실시간 터미널에 적합함을 보이고, 다양한 평가 기준을 통한 작업 할당이 컨테이너 터미널의 효율을 개선시킴을 확인하였다.

본 논문은 재정돈 계획의 최적화를 위해 협력적 공진화 알고리즘을 이용하는 방법을 제안한다. 재정돈이란 컨테이너 터미널에서 적하 작업시 발생하는 지연을 줄이기 위해 선박에 적하될 컨테이너의 위치를 변경하는 작업이다. 재정돈 계획 수립을 위해서는 적하 시 작업 효율이 최대가 되고 재정돈 시간이 최소가 되도록 컨테이너가 재정돈 후 배치될 장치형태와 재정돈 시 컨테이너를 옮길 순서를 결정해야한다. 협력적 공진화 알고리즘은 주어진 문제가 세부 문제들로 분할 가능할 때 분할된 세부 문제들을 동시에 탐색하여 문제를 효율적으로 해결하는 방법이다. 이에 본 논문에서는 재정돈 계획 문제를 장치형태 결정 문제와 이동 우선순위 결정 문제로 분할하고 협력적 공진화 알고리즘을 적용하여 재정돈 계획을 최적화하였다. 실험결과 문제를 분할한 협력적 공진화 알고리즘이 문제를 분할하지 않는 접근 방법에 비해 더욱 효과적으로 재정돈하는 계획을 수립함을 확인할 수 있었다.