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첨단소재/스마트구조연구실

스마트 재료
복합재 적용분야

연구실 소개

첨단소재/스마트구조연구실에서는 최근에 많은 관심의 대상이 되는 탄소섬유와 형상기억합금 등의 첨단소재에 대한 특성들을 평가하고 첨단소재가 적용된 스마트구조의 성능을 평가하기 위한 연구를 수행하고 있다. 본 연구실에는 접촉식 자동 변형률 측정장치와 온도챔버가 장착된 만능하중시험기, 온도/습도/자외선을 시료에 동시에 가할 수 있는 가속환경노화시험기, 온도/습도를 동시 조절하면서 시료의 열분석 특성을 평가하는 RH-DMA, 해수환경 하에서의 구조물 내구성 평가를 위한 염수분무/염수침수장치 등 각종 첨단장비를 보유하고 있으며 측정결과를 정량적으로 수집하기 위한 첨단계측장비도 운용하고 있다. 아울러 첨단소재가 적용된 스마트구조의 성능을 정량적으로 평가하기 위해 이론적 방법 뿐 아니라 ANSYS와 ABAQUS 등의 상용 유한요소해석 프로그램을 이용한 구조해석을 통해 구조재의 안전진단 및 내구성 평가를 수행하고 있다. 본 연구실에는 열/유체 분야의 각종 계측시스템이 구비되어 있으며, 연구의 수행은 주로 실험과 계측을 통해 이루어진다. 본 연구실에서 활용하고 있는 실험장치 및 계측시스템은 다음과 같다.

  • 만능재료시험장치(Zwick/Z100, Germany)
  • 동역학측정장치(TA/Q800, USA)
  • 가속노화시험기(DAEYEONG/DYI-101A, Korea)
  • 염수분무시험기
  • 미소압축시험장치
  • 자료획득시스템

이와 같은 실험장치 및 계측시스템을 이용하여 다음과 같은 분야의 연구가 진행되고 있다.

첨단소재 분야
  • 자가치료 개념을 이용한 폴리머 복합재의 손상보수 연구
  • 열처리 조건에 따른 형상기억합금의 상변태 거동 연구
  • 탄소나노튜브로 강화된 복합재의 열적/기계적 특성 연구
  • Soybean oil을 적용한 친환경 바이오러버의 제작 및 열적/기계적 특성 연구
복합재 내구성 및 수명예측 분야
  • 샌드위치 판넬의 기계적 특성 및 접합체결부 특성 연구
  • 한국형 틸팅차량용 복합소재 및 접합체결부의 기계적 특성 연구
  • 내고온 경량 복합재 연소관의 체결부 특성 연구
  • 탄소섬유직물/에폭시 복합재의 혼합모우드 층간파괴 거동 연구
  • 복합적인 환경인자의 영향에 따른 탄소섬유/에폭시 복합재의 노화 특성 연구
  • 염수환경에 노출된 탄소섬유/비닐에스터 복합재의 수명예측 연구
  • 한국형 틸팅차량용 복합재 차체의 염수환경 하의 내구성 연구
구조해석 분야
  • 복합재 레이돔 구조해석
  • 유한요소 구조해석을 적용한 연료전지 컨테이너 안전성 연구
  • 구조해석을 이용한 초광폭 자동문 개발
  • J-Type 전지 컨테이너 구조안전성 연구

연구실 담당교수

인적 사항
  • 직위, 성명 : 교수 윤성호(기)
  • 연구실 : 테크노관 341호
  • 전화 : 054-478-7299
  • 이메일 : shyoon@kumoh.ac.kr
학위 및 경력
  • ․1975. 03 - 1978. 02. 부산동아고등학교
  • ․1979. 03 - 1983. 02 서울대학교 (공학사)
  • ․1983. 03 - 1985. 02 한국과학기술원 (공학석사)
  • ․1985. 03 - 1990. 02 한국과학기술원 (공학박사)
  • ․1990. 05 - 1996. 08 국방과학연구소 선임연구원
  • ․1994. 12 - 1995. 11 U.S. Naval Postgraduate Schoul 기계공학과 방문교수
  • ․2000. 01 - 2002. 02 Univ. of Illinois at Urbana-Champaign, 항공우주공학과 방문교수
  • ․2008. 01 - 2009. 02 Univ. of Iowa, 재료공학과 방문교수
  • ․1996. 08 - 현 재 금오공과대학교 교수
전공분야
  • 구조역학, 복합재역학, 전산구조해석, 금속재/복합재 수명예측
담당 교과목
  • 고체역학, 유한요소해석, 복합재료역학특론, 고체역학특론, 유한요소구조해석응용

주요 연구실적

저서
  • 이상순, 윤성호 외, 재료역학 (Mechanics of Materials, 5th ED.), 사이텍미디어 (2000)
  • 김대곤, 오충석, 윤성호, 윤한기, 이강윤, 이부윤, 이상갑, 최현창, 한철호, 재료역학, 시스마프레스 (2008), (Williams Riley, Leroy Sturges, Don Morris, Mechanics of Materials, 6th Ed., Wiley, 2007)
국외 학술지 논문
  • Bo Zhou, Sung Ho Yoon, and Jin Song Leng, "A Three-dimensional Constitutive Model for Shape Memory Alloy," Smart Materials and Structures, Vul.18, pp.1-9, 2009.
  • Bo Zhou, Yan-Ju Liu, Xin Lan, Jin-Song Leng, and Sung Ho Yoon, "A Glass Transition Model for Shape Memory Pulymer and Its Composite," International Journal of Modern Physics B, Vul.23, pp.1248-1253, 2009.3.
  • Bo Zhou, Zen Qing Wang, Sung Ho Yoon, Guang Ping Zou, "Mechanical Behaviors of Torsion Actuator of Shape Memory Alloy," Key Engineering Materials, Vul.385-387, pp.213-216, 2008.
  • Jeong Pyo Nam, Sung Ho Yoon, Young Eun Hwang, Hong Li, Qingfen Li, "An Analysis of Aging Characteristics of Tilting Train under Accelerated Aging Environment," Key Engineering Materials, Vul.385-387, pp.33-36, 2008.
  • Sung Ho Yoon and Dong Jin Yeo, "Experimental Investigation of Thermo-Mechanical Behaviors in Ni-Ti Shape Memory Alloy", Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vul.19, pp.283-289, 2008.
  • Jong Keun Lee, Xing Liu, Sung Ho Yoon, and Michael R. Kessler, "Thermal Anlysis of Ring-Opening Metathesis Pulymerized Healing Agents," Journal of Pulymer Science: Part B: Pulymer Physics, Vul.45, pp.1771-1780, 2007.
  • Sung Ho Yoon, Kwang Su Heo, Jin Oh Oh, Jong Cheul Jeong, Sang Jin Lee, Jung Seok Kim, and Seong Ho Han, "Damage Tulerance of Carbon Fabric/Epoxy Composite for Korean Tilting Train Carbody," Key Engineering Materials, Vul. 334-335, pp. 449-452, 2007.
  • Jung-Seok Kim, Jong-Cheul Jeong, Sang-Jin Lee, Se-Hyun Cho, Sung-Ho Yoon, Seong-Ho Han, and Sung-Il Seo, "Structural Safety Evaluation of the Hybrid bodyshell for Korean Tilting Train by a Whule Body Test," Key Engineering Materials, Vul. 334-335, pp. 313-316, 2007.
  • Bo Zhou and Sung Ho Yoon, "A New Phase Transformation Constitutive Model of Shape Memory Alloys," Smart Materials and Structures, Vul. 15, pp.1967-1973, 2006.
  • Bo Zhou and Sung Ho Yoon, "Study on Phase Transformation Constitutive Behaviors of Shape Memory Alloy," Key Engineering Materials, Vul. 324-325, pp.335-338, 2006.
  • Xing Liu, Jong Keun Lee, Sung Ho Yoon, Michael R. Kessler, "Characterization of Diene Monomers as Healing Agents for Autonomic Damage Repair," Journal of Applied Pulymer Science, Vul.101, No.3, pp. 1266-1272, 2006.
  • Ma Yulin, Yoon Sung-Ho, Wang Tao, Liu Xiaosheng, Jang Bae-Sang, Lee Jong-Chan, "On-line Cutting Quality Recognition in Milling Using a Radical Basis Function Neural Network," High Technulogy Letters, Vul.6, No.2, pp.40-44, 2000.
  • Sung-Ho Yoon and Jun-Young Kim, "Effects of Winding Process Variables on Tensile Properties of Filament Wound Structures using Split Disk Test," Materials Science Research International, Vul.5, No.2, pp.104-109, 1999.
  • Y.W. Kwon, S.H. Yoon, and P.J. Sistare, "Compressive Failure of Carbon-Foam Sandwich Composites with Hules and/or Partial Delamination," Composite Structures, Vul.38, No.1-4, pp.573-580, 1997.
  • Sung-Ho Yoon, Chun-Gon Kim, and Won-Man Cho, “Measurement of Tensile Properties Using Filament Wound Ring Specimens,” Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vul.16, No.9, pp.810-824, 1997.
  • S.H. Yoon, Y.W. Kwon, and L.A. Clawson, Jr., “Experimental Investigation on Low Energy Impact Behavior of Foam Cored Sandwich Composite,” KSME International Journal, Vul.11, No.2, pp.136-142, 1997.
  • Sung-Ho Yoon, Chun-Gon Kim, and Won-Man Cho, “Measurement of Modulus in Filament Wound Ring Specimen Using Split Disk Test,” Experimental Techniques, Vul.21, No.1, pp.25-28, 1997.
  • S.H. Yoon and C.S. Hong, “Interlaminar Fracture Toughness of Graphite/Epoxy Composite under Mixed-Mode Deformations,” Experimental Mechanics, Vul.30, No.3, pp.234-239, 1990.
  • S.H. Yoon and C.S. Hong, “Modified End Notched Flexure Specimen for Mixed Mode Interlaminar Fracture in Laminate Composites,” International Journal of Fracture, Vul.43, pp.R3-R9, 1990.
국내 학술지 논문
  • 윤성호, 오진오, “탄소섬유/에폭시 복합재 링 시편의 노화 특성 평가, 한국복합재료학회지, 제22권 6호, pp.39-44, 2009.
  • 황영은, 이길형, 윤성호, “복합적인 환경인자의 영향에 따른 탄소섬유/에폭시 복합재의 열화 특성, 한국복합재료학회지, 제22권 5호, pp.37-42, 2009.
  • 윤성호, 황영은, 김정석, 윤혁진, Michael R. Kessler, “염수환경에 노출된 철도차량용 탄소섬유/에폭시 복합재의 내구성 평가,” 한국철도학회논문집, 제11권 4호, pp.357-363, 2008.
  • 윤성호, 허광수, 오진오, “탄소섬유직물/에폭시 복합재의 혼합모우드 층간파괴 거동,” 한국항공우주학회지, 제35권 1호, pp.58-65, 2007.
  • 윤성호, 김상덕, “자가치료용 마이크로캡슐 제조공정 최적화를 위한 교반속도 영향 연구,” 한국항공우주학회지, 제34권 3호, pp.51-59, 2006.
  • 윤성호, 허광수, 김정석, “틸팅열차 차체용 탄소섬유직물/에폭시 복합재의 모우드 I 층간파괴인성 평가,” 한국철도학회 논문집, 제8권 6호, pp.210-215, 2005.
  • 윤성호, “염수환경에 노출된 유리섬유직물/페놀 복합재의 내구성 평가,” 한국복합재료학회지, 제 18권 4호, pp.27-34, 2005.
  • 윤성호, 남정표, 황영은, 이상진, 신광복, “가속노화시험장치를 적용한 틸팅차량용 유리섬유직물/페놀릭 복합재의 노화특성 평가,” 한국철도학회 논문집, 제8권 2호, pp.188-194, 2005.
  • 윤성호, 이은동, 허광수, 정종철, 신광복, “틸팅열차 차체용 탄소섬유직물/에폭시 복합재의 모우드 II 층간파괴인성 평가,” 한국철도학회 논문집, 제8권 2호, pp.195-201, 2005.
  • 윤성호, 여동진, “어닐링 열처리 조건에 따른 NITINul 형상기억합금의 상변환 특성 연구,” 한국복합재료학회지, 제18권 2호, pp.38-45, 2005.
  • Jong Keun Lee, Sun Ji Hong, Xing Liu, and Sung Ho Yoon, "Characterization of dicyclopentadiene and 5-ethylidiene-2-norbornene as a self-healing agent for pulymer composite and its microcapsules," Macromulecular Research, Vul.12, No.5, pp.482-487, 2004.
  • 윤성호, 박희원, 허광수, “Single Lap 전단시험을 적용한 자가치료제의 접착성능 평가,” 한국복합재료학회지, 제17권 4호, pp.40-46, 2004.
  • 윤성호, “제조공정변수에 따른 자가치료용 마이크로캡슐의 특성 고찰,” 한국복합재료학회지, 제16권 2호, pp.54-61, 2003.
  • 윤성호, Krishnan Sridhar, Scott, R. White, “고온용 NITINul 형상기억합금의 기계적/열적 특성 평가,” 한국정밀공학회논문집, 제19권 제10호, pp.52-59, 2002.
  • 윤성호, 이상진, 이종근, “복합적인 환경인자가 탄소섬유강화 복합재의 기계적 및 열분석 특성에 미치는 영향,” 대한기계학회논문집 A권, 제26권 제7호, pp.1416-1425, 2002.
  • 윤성호, 박희원, 홍순지, 이종근, M.R. Kessler, S.R. White, “폴리머 복합재의 자가치료용 마이크로캡슐 제작공정 연구,” 한국복합재료학회지, 제15권 2호, pp.32-39, 2002.
  • 윤성호, 황태경, 윤남균, 문순일, “필라멘트와인딩된 복합재 내열튜브의 구조성능 평가,” 한국복합재료학회지, 제15권 1호, pp.53-60, 2002.
  • 이종근, 윤성호, “에폭시 열경화 복합재료의 성질: 등온물리시효의 효과,” 폴리머, 제25권 제3호, pp.359-366, 2001.
  • 윤성호, 이상진, 조세현, “낙하추 충격시험기를 이용한 스티칭된 샌드위치 복합재의 저에너지 충격거동 연구,” 한국복합재료학회지, 제12권, 5호, pp.54-64, 1999.
  • 윤성호, 김준영, 황태경, “필라멘트와인딩 복합재의 기계적 특성과 와인딩시 공정변수와의 관계에 대한 실험적 고찰,” 한국추진공학회, 제3권, 제2호, pp.56-65, 1999.
  • 윤성호, 이성철, “3-X Board 샌드위치 복합재의 굽힘 및 충격특성 연구,” 금오공과대학교 논문집, 제18집, 금오공과대학교, pp.45-54, 1998.
  • 윤성호, 이성철, “낙하추 충격시험장치를 이용한 샌드위치 복합재의 충격거동 연구,” 산업기술개발연구, 제14집, 금오공과대학교, pp.41-50, 1998.
  • 윤성호, 임승관, 이상진, “다층 샌드위치 복합재의 구조감쇠 특성,” 산업기술개발연구, 제14집, 금오공과대학교, pp.51-58, 1998.
  • 윤성호, 이성철, 김준영, 임승관, 김기만, “섬유강화 적층복합재의 기계적 특성 평가,” 산업기술개발연구, 제14집, 금오공과대학교, pp.59-71, 1998.
  • 정현조, 윤성호, “입자와 섬유로 보강된 SMC 복합재의 기계적 특성에 관한 연구,” 한국자동차공학회논문집, 제4권, 제2호, pp.173-182, 1996.
  • 윤성호, 김천곤, 조원만, “마찰력을 고려한 필라멘트와인딩된 링시편의 인장강성 평가기법,” 한국항공우주학회지, 제23권, 제4호, pp.93-100, 1995.
  • 윤성호, 김천곤, 조원만, “필라멘트와인딩된 링시편을 이용한 인장특성 평가,” 대한기계학회논문집, 제19권, 제6호, pp.1479-1489, 1995.
  • 윤성호, 김천곤, 조원만, “필라멘트와인딩 공법으로 제작된 링시편과 인장시편의 인장특성 비교,” 한국복합재료학회지, 제8권, 제2호, pp.52-60, 1995.
  • 윤성호, 조원만, 정발, “탄지지대의 재료비선형 유한요소해석 및 구조특성 평가,” 한국항공우주학회지, 제22권, 제4호, pp.89-99, 1994.
  • 윤성호, “재료 비선형해석을 이용한 유리섬유 충진재가 보강된 나일론 66의 기계적 특성 평가,” 한국복합재료학회지, 제7권, 제2호, pp.39-50, 1994.
  • 권진회, 주상건, 홍창선, 윤성호, 조원만, “원공이 존재하는 필라멘트와인딩 압력용기의 응력해석,” 한국복합재료학회지, 제5권, 제2호, pp.53-65, 1992.
  • 권진회, 주상건, 홍창선, 윤성호, 조원만, “필라멘트와인딩 압력용기의 비선형 유한요소해석,” 한국항공우주학회지, 제20권, 제4호, pp.71-81, 1992.
  • 윤성호, 홍창선, “보 형태의 굽힘시편을 이용한 적층복합재료의 혼합모우드 층간파괴인성 평가,” 대한기계학회논문집, 제13권, 제5호, pp.911-920, 1989.
  • 윤성호, 홍창선, “탄소섬유강화 복합재료의 혼합모우드 층간파단면 고찰,” 한국복합재료학회지, 제1권, 제1호, pp.1-9, 1988.
  • 윤성호, 홍창선, “탄소섬유강화 복합재료의 혼합모우드 층간파괴인성 평가,” 한국항공우주학회지, 제16권, 제4호, pp.53-60, 1988.
  • 윤성호, 홍창선, “탄소섬유강화 복합재료의 혼합모우드 층간파괴인성치에 대한 연구,” 대한기계학회논문집, 제10권, 제2호, pp.198-207, 1986.
연구과제
  • 용지 물성치(점탄성계수) 측정시험 (2011.10~2011.11) 삼성전자
  • 장보고3 체계종합 음향창 기본구조강도 실험 (2011.6~2011.9) (주)한국화이바
  • 내고온 경량 복합재 연소관 기술시제 연구개발 (2011.1~2013.11) (주)한국화이바
  • LED용 Wafer 정밀공급 시스템 장비개발 (2010.6~2011.5) 비테크/산학연공동기술개발컨소시엄
  • 다목적 저소음 고속 Multi Door 개발 (2010.5~2010.12) 세원정밀/구미시
  • KOA PIPE DATA BASE 구축 및 구조설계 전산프로그램 개발 (2009.12~2010.6) (주)코오롱인더스트리
  • 복합재 기본 특성 평가 (2009.8-2009.9) (주)에이엠아이
  • 복합재 기본 물성 시험평가 (2009.6-2009.12) (주)에이엠아이
  • 복합재 레이돔 구조해석 (2009.8-2009.11) (주)한국화이바
  • 배기가스 저감장치 체결용 V-Insert Clamp 제작 Machine 개발 (2009.6.1-2010.5.31) 테스크/산학공동기술개발사업
  • 복합적인 환경인자의 영향에 따른 탄소섬유/에폭시 복합재의 열화 특성 (2009.5-2010.4) 교내학술연구
  • 수지변경에 따른 시편의 재료물성 및 노화특성 평가 (2007.11-2009.9) (주)한국화이바
  • 구조해석을 이용한 초광폭 자동문 개발 (2007.7-2008.1) (주)세원/산학공동기술개발사업
  • Experimental Investigation of Thermo-Mechanical Behaviors of Ni-Ti Shape Memory Alloy (2007.5-2008.4) 교내학술연구
  • 어닐링 열처리 조건에 따른 NITINul 형상기억합금의 상변환 특성 연구 (2003.5-2004.4) 교내학술연구
  • 자가치료 개념을 이용한 폴리머 복합재의 손상보수 연구 (2003.9-2004.8) 한국과학재단
  • 틸팅차체구조의 환경영향 내구성 평가를 위한 가속노화시험 (2003.5-2004.4) 한국철도기술연구원
  • 틸팅차량용 복합소재 및 접합체결부의 기계적 특성 평가 (2003.10-2004.7) (주)한국화이바
  • LCD 포장설계 시스템 개발 (2003.12-2004.3) 삼성전자
  • 유한요소 구조해석을 적용한 연료전지 컨테이너 안전성 평가 (2003.3-2003.8) (주)한국화이바
  • FS 모터구조 소재특성 물성시험 평가 (2003.5-2003.12) (주)한국화이바
  • 덮개 인장/굽힘시험 평가 (2003.12-2003.11) (주)한국화이바
  • PDP 63" 굽힘 및 비틀림 특성 평가 (2003.10-2003.11) 삼성 SDI
  • 염수환경에 노출된 유리섬유직물/페놀 복합재의 내구성 평가 (2004.5-2005.4) 금오공대교내학술연구
  • 자가치료용 마이크로캡슐 제조공정 최적화를 위한 교반속도 영향 연구 (2004.5-2005.4) 금오공대발전기금연구
  • 고속, 고정밀도 x-y 스테이지용 샌드위치 복합재 플레이트 개발 (2004.9-2005.6) 나노정밀부품인력양성사업단
  • 자가치료 개념을 적용한 폴리머 복합재의 손상보수 연구 (2004.9-2005.8) 한국과학재단
  • 틸팅차량용 접합체결부 설계검증 및 노화특성 평가 (2004.8-2005.7) 한국철도기술연구원
  • J-Type 전지 컨테이너 구조안전성 평가 (2004.7.1-2004.12.30) (주)한국화이바
  • 샌드위치 판넬의 기계적 특성 및 접합체결부 특성 평가 (2004.8.1-2005.7) 산업기반기술개발사업
  • Study on Phase Transformation Constitutive Behaviors of Shape Memory Alloy, (2005.5-2006.4) 교내학술연구
  • 염수환경 하의 복합재 차체 적용재료의 내구성 평가 (2005.8-2006.7) 한국철도기술연구원
  • 샌드위치 판넬의 기계적 특성 및 접합체결부 특성 평가 : 고성능 복합재의 재료물성 시험평가 (2005.8-2006.7) 산업기반기술개발사업
  • 탄소섬유직물/에폭시 복합재의 혼합모우드 층간파괴 거동 (2006.5-2007.4.) 교내학술연구
  • 차세대 LCD용 초대형 유리판넬의 이송시스템 국산화 개발 (2006.8-2007.6) 산학연공동기술컨소시움사업
  • 복합재 재료특성 및 손상허용 평가 연구 (2006.1-2006.12) (주)한국화이바
  • 차기 전차용 제연기 구조해석 (2006.6.15-2006.9.30) (주)한국화이바
  • 접착제 열화시험 (2006.8-2007.12) (주)넥스원퓨처,
  • 환경노화시편 제작용 치구설계/제작 및 성능평가(2006.9-2007.12) (주)지성정밀
  • 자동화 와인딩 장치를 통해 제작된 스트랜드 시편의 인장특성 평가(2007.5.1-2008.4.30) 교내학술연구