Composite Structures Laboratory
School of Aerospace Engineering
임형준 교수
유한요소해석
복합재료 기술
3D프린팅
임형준 교수 연구실
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Composite Structures Laboratory
School of Aerospace Engineering 임형준 교수
Composite Structures Laboratory는 연구재단 과제를 통해 전산해석 기반의 멀티스케일/멀티피직스 해석 기법을 개발하여 복합재료의 손상거동 예측 및 최적 설계에 적용하고 있습니다. 특히, 미세구조 수준에서의 물성 모델링부터 구조 수준의 성능 분석까지 연계하는 다중스케일 접근법을 통해 복합재료의 기계적/기능적 특성을 정밀하게 예측하고 있습니다. 또한 산학 협력과제를 통해 3D 프린팅을 활용한 성형 및 구조 설계를 수행하고 있으며, 제조공정 중 발생하는 다양한 변수들을 인공지능 기반 데이터 분석 기법으로 특성화하여, 제조 효율과 품질을 동시에 확보하는 연구를 진행 중입니다. 이러한 연구는 항공, 자동차, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 적용 가능한 경량/고성능 소재 및 구조 개발로 이어질 수 있으며, 산업체와의 협력을 통해 실용적 기술로 확산되는 것을 목표로 하고 있습니다.
유한요소해석복합재료 기술3D프린팅인공지능전산해석
대표 연구 분야
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복합재 다중스케일 손상·내구성 예측 모델링 연구
Multiscale damage and durability modeling for composite materials
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복합재 다중스케일 손상·내구성 예측 모델링 연구
Multiscale damage and durability modeling for composite materials
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경량 격자·샌드위치 복합재의 기계·음향·마모 성능 설계 연구
Performance design of lightweight lattice and sandwich composites for mechanical, acoustic, and wear
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불확실성에 강인한 구조·구동계 위상 최적화 연구
Robust topology optimization for structural systems and actuators under uncertainty
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
5개년 연도별 논문 게재 수
22총합
5개년 연도별 피인용 수
236총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
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인용수 9
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2025Improvement adhesion durability of epoxy adhesive for steel/carbon fiber-reinforced polymer adhesive joint using imidazole-treated halloysite nanotube
Jong‐Hyun Kim, Hye Jin Kim, Donghyeon Lee, Seong Baek Yang, Seoyoon Yu, Hyeon‐Gook Kim, Bongkuk Seo, Sang Yong Nam, Hyoung Jun Lim, Choong‐Sun Lim, Dong-Jun Kwon
Advanced Composites and Hybrid Materials
표면 처리는 하이브리드 구조 재료에서 접착 내구성을 향상시키고 기재 손상을 최소화하는 데 필수적이다. 본 연구는 접착 성능과 열충격 내성을 개선하기 위해 에폭시 접착제에 할로이사이트 나노튜브(halloysite nanotube, HNT)를 이미다졸(imidazole) 작용화 표면(IM-HNT) 형태로 포함시켜 하이브리드 접착 라플 조인트를 개발하는 데 초점을 둔다. HNT를 이미다졸(IM)로 처리한 결과, 경화 촉매 효과가 도입되어 작용에너지가 50% 감소하고 경화 시간이 90% 단축되었으며, 이는 Kissinger의 plot과 유전율(permittivity) 측정으로 확인되었다. 최적화된 IM-HNT 함량은 열팽창을 제어함으로써 열안정성을 향상시키고 기계적 물성을 개선하였으며, 인장강도는 15% 증가, 파괴인성은 50% 향상에 이르렀다. 강철/탄소섬유강화플라스틱(carbon fiber-reinforced polymer, CFRP) 하이브리드 조인트의 접착 성능은 단일 라플 전단(single-lap shear) 시험을 통해 평가하였고, 전단강도는 25% 향상되는 것으로 나타났다. 접착 내구성은 반복 열충격 조건에서 시험하였으며, IM-HNT 함량이 증가할수록 30% 증가하였다. 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 결과 접착제-계면에서의 잔류응력이 감소하여 향상된 열 및 기계적 견고성을 뒷받침함을 확인하였다. 본 연구는 표면 처리된 할로이사이트 나노튜브가 하이브리드 접착 라플 조인트에서 접착 내구성과 열충격 내성을 유의미하게 개선할 잠재력을 지니고 있음을 보여주며, 이는 하이브리드 구조 재료에 대한 핵심 요구사항을 충족시키는 데 기여할 수 있다.
https://doi.org/10.1007/s42114-025-01224-1
Halloysite
Adhesive
Materials science
Epoxy
Durability
Composite material
Carbon nanotube
Carbon fiber reinforced polymer
Adhesion
Polymer
2
article
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인용수 41
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2023A data-driven framework for designing microstructure of multifunctional composites with deep-learned diffusion-based generative models
Kang‐Hyun Lee, Hyoung Jun Lim, Gun Jin Yun
IF 7.5 (2023)
Engineering Applications of Artificial Intelligence
https://doi.org/10.1016/j.engappai.2023.107590
Computer science
Finite element method
Surrogate model
Hyperparameter
Inverse
Artificial intelligence
Mathematical optimization
Machine learning
Algorithm
Mathematics
3
article
|
인용수 38
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2023Durability and Performance Analysis of Polymer Electrolyte Membranes for Hydrogen Fuel Cells by a Coupled Chemo-mechanical Constitutive Model and Experimental Validation
Hyoung Jun Lim, Geonwoo Kim, Gun Jin Yun
IF 8.3 (2023)
ACS Applied Materials & Interfaces
소성(plasticity) 기반 재료 모델링. 경화(hardening) 매개변수와 영률(Young's modulus)을 포함하는 재료 매개변수는 역해석(inverse analysis)을 통해 불소(fluoride) 방출 수준과의 관련성으로 특성화한다. 이어서, 습도 사이클링(humidity cycling)에 따른 수명 예측을 조사하기 위해 막(membrane) 모델링을 수행한다. 기계적 응력에 대응하여 연속체(continuum) 기반 기공(pinhole) 성장 모델을 채택한다. 그 결과, 기공의 크기를 막에서 생성되는 가스 크로스오버(gas crossover)와 상관시켜 가속 스트레스 시험(Accelerated Stress Test, AST)과의 비교를 통해 검증을 수행한다. 본 연구는 성능을 위한 열화(degraded) 막의 데이터셋을 제공하며, 계산 시뮬레이션을 통해 연료전지 내구성의 정량적 이해와 예측을 시사한다.
https://doi.org/10.1021/acsami.2c15451
Materials science
Durability
Membrane
Electrolyte
Multiphysics
Composite material
Ultimate tensile strength
Polymer
Finite element method
Thermodynamics
최신 정부 과제
3
과제 전체보기
1
2025년 11월-2027년 12월
|108,863,000원딥러닝 기술을 이용한 통합 다중스케일 계산 프레임워크 기반 극한환경 복합재 최적설계
본 연구개발의 목표는 극한환경 복합재 구조의 최적 설계를 지원하는 다중스케일·AI·실험 통합 계산 프레임워크를 구축함에 있음. 구체적으로 다음을 달성하고자 함:1. 다중스케일 복합재 파손 메커니즘 모델링 플랫폼 개발? 미시(Micro)·중간(Meso)·거시(Macro) 스케일별 손상·파괴 거동 해석 기법을 수립함? 스케일 간 물성치 전달 및 손상 이력 연계...
복합재료
다중스케일 모델링
인공지능
마이크로 CT 영상
피로 수명 예측
2
2024년 8월-2026년 8월
|62,944,000원3D 프린팅 복합재료를 위한 다물리/다중스케일 손상 예측 시뮬레이터
극한환경에 노출된 3D 프린팅 복합재료의 수명예측을 위한 다물리/다중스케일 손상 예측 시뮬레이터 개발 및 검증
복합재료
3D 프린팅
상장
손상
다중스케일
3
2021년 3월-2024년 12월
|453,500,000원30g 수직 충격 흡수 성능을 가진 경량 복합재 UAM시트 구조 개발
[주관연구개발기관 (㈜에이엔에이치스트럭쳐)]o UAM 복합재 Seat 시제품에 대한 동적 성능 실험 평가 및 검증o 최종평가 보고서 작성 [공동연구개발기관1(㈜한화첨단소재)]o 부품 제작/평가를 위한 열가소성 복합재 프리프레그 제작o 기계적 물성 개선 [공동연구개발기관2(경상국립대학교 산학협력단)]o UAM 복합재 Seat 동하중 Test Correl...
도심항공모빌리티좌석
난연성
복합재
정적동적 성능
충격시험
연구실 하이라이트
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AI융합
AI 기반 복합재 설계 및 공정 혁신
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지속가능기술
차세대 에너지 시스템을 위한 멀티피직스 내구성 평가
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기술파급력
디지털 트윈 기반 복합재 손상 및 피로 수명 예측
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기업협력
미래 모빌리티를 위한 경량 구조 최적 설계
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상용화성공
고기능성 스마트 소재 및 접합 기술
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제조혁신
적층제조(3D 프린팅) 공정-구조 연계 해석
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연구 트렌드부터 공동 연구 방향성 기획까지
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