• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.29-29
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• 1997

각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.49-56
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• 2004

복합재료가 항공기 구조물 및 기계부품 등에 폭 넓게 적용됨에 따라, 복합재료 구조물에서 가장 취약한 복합재료 체결부의 설계는 매우 중요한 연구분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 복합재료의 기계적 체결부를 마찰이 없는 강체 핀으로 단순화한 선형 유한요소해석을 수행하여 파괴면적지수법으로 복합재료 체결부의 강도를 예측하였다. 파괴면적 지수법을 이용하여 형상, 원공의 크기 및 적층순서가 다른 기계적 체결구조를 갖는 복합 재료의 체결부의 강도를 예측한 결과, 12.2% 내에서 체결부의 강도를 예측할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제15권4호
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• pp.9-16
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• 2002

복합재료가 항공기 구조물 및 기계 부품등에 폭 넓게 적용됨에 따라, 복합재료 구조물에서 가장 취약한 복합재료 체결부의 설계는 매우 중요한 연구분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 동일 적층순서를 가지는 복합재료 기계적 체결부의 강도를 예측하기 위하여 파괴면적지수법을 제안하고 복합재료 체결부의 강도를 예측하였다. 제안된 파괴면적지수법에 의하여 기계적 체결구조를 갖는 복합재료의 체결부의 강도를 예측한 결과, 6.03%내에서 체결부의 강도를 예측할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제18권5호
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• pp.9-14
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• 2005

복합재 구조물에서 체결부위는 매우 취약한 부분이므로 복합재료 체결부에 대한 설계는 중요한 연구분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 클램핑 포스가 존재하는 복합재료 기계적 체결부의 파손강도를 파괴면적지수법으로 예측하였다. 클램핑 포스가 존재하는 기계적 체결부의 파손강도를 파괴면적지수법으로 예측한 결과, $22.5\%$ 범위 내에서 체결부의 강도를 예측할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.22-28
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• 2008

복합재료 체결부는 전체 복합재 구조물의 성능을 결정하는 중요한 부분이므로, 체결부에 대한 해석과 강도평가는 매우 중요하다. 본 논문에서는 복합재 접착 체결부의 강도를 실험적으로 평가하고 분석하였으며, 구조해석으로 평가한 체결부의 강도와 상호 비교하였다. 접착 체결부의 강도예측을 위하여 최대 변형률 이론과 파손영역 이론을 사용하였으며, 비선형 유한요소 해석을 통해 제안된 파손영역비를 기준으로 접착 체결부의 파손강도를 예측할 결과, 최대 22.2% 범위 내에서 파손강도를 예측할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권1호
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• pp.21-29
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• 2017

복합재료 적층판 기계적 체결부(ASTM D5961 Proc. A, B)에 대하여 치구 설계에서 시험 결과의 해석까지 전체 과정을 제시하였다. 복합재료 적층판 기계적 체결부를 유한요소법을 사용하여 분석하였으며 시험 결과와 비교하였다. 시험편의 파손 거동을 분석하기 위해 점진적 파손해석 방법을 유한요소법에 적용하였다. 시험 파손 하중을 예측하기 위해 3가지 파손이론(최대 응력, 최대 변형률, Tsai-Wu)을 FEM에 적용하였다. 기계적 체결부의 일반적인 변수들을 검토하였으며 주요 변수에 대하여 베어링 강도 차이를 비교하였다.

• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.213-218
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• 2014

본 논문에서는 특성길이 및 특성 곡선 방법을 굽힘 하중 상태의 복합재 기계적 체결부에 적용하여 강도를 예측하는 연구를 수행하였다. 선행 연구들이 특성길이 및 특성 곡선 방법을 인장과 압축 하중에만 적용한 것과 달리 본 연구에서는 굽힘 하중에 적용하고 그 가능성을 확인했다. 체결부 파손 해석을 위해 ABAQUS를 사용하여 핀과 모재의 접촉 및 마찰을 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 해석결과를 이용하여 얻은 특성 곡선상에서 Tsai-Wu 이론을 적용하여 파손 및 파단 양상을 예측하였다. 또한 복합재 시편에 굽힘 하중을 가해 파손하중을 알아보는 실험을 통해 검증한 결과 해석으로 얻은 복합재 체결부의 파손하중이 실험 결과와 매우 잘 일치함을 확인하였다. 결론적으로 특성길이 및 특성 곡선 방법이 굽힘 하중 상태의 복합재 기계적 체결부의 강도를 비교적 잘 예측할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.1-6
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• 2003

복합재료의 사용이 일반화되면서 복합재료 구조물의 효율성은 복합재료 구조자체 보다는 복합재료 체결부에 의해서 결정되기 때문에 복합재료 체결부의 설계는 매우 중요한 연구분야가 되고 있다. 본 논문에서는 체결부의 형상변화 및 적층순서의 변화에 따른 파손하중을 파괴면적지수법에 의한 수치적인 예측과 실험치를 비교하여 파괴면적지수법의 유용성을 검토하였다. 연구되어진 II cases에 대해서 파괴면적지수법에 의한 예측하중은 측정된 파손하중과 최대 9.96%내의 오차를 가짐을 볼 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.194-200
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• 2013

복합재료 적층판 기계적 체결부 표준시험(ASTM D5961) 결과에 대하여 이론적 강도 계산 및 유한요소 해석결과를 비교한다. 응력집중계수를 산출하기 위하여 ASM Handbook의 금속 및 복합재료에 대한 산출식을 이용하여 실험 결과값과 비교한다. 형상학적 인자들과 체결방식(단일/이중 겹칩)에 따른 체결강도의 차이도 비교한다. 유한요소 해석에 있어, 복합재료 적층판의 기계적 체결부의 효율적인 유한요소 모델을 찾기 위해 몇 가지 유한요소 모델들과 실험 결과들을 비교한다.

• Composites Research
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• 제30권4호
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• pp.229-234
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• 2017

일반적인 복합재료 구조물에서 체결부는 가장 취약한 부분이다. 복합재 체결법은 접착 조인트와 기계적 조인트로 크게 나눌 수 있으나, 환경조건에 덜 민감한 부분에는 주로 기계적 조인트가 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 5가지의 적층각 변화를 가지는 복합재료 기계적 조인트의 파손하중을 실험하고 예측하였다. 기계적 조인트에 대한 유한요소 해석을 수행하고 Tsai-Wu와 Yamada-Sun 파손이론을 이용하여 파괴면적지수법(FAI)으로 파손강도를 예측하였으며, 이를 실험 결과와 상호 비교하였다. 실험과 해석결과, 복합재 기계적 체결부는 0도 층의 비율이 낮을수록 파손하중이 저하되었으며, 파괴면적지수법과 Yamada-Sun 파손식으로 13.03% 오차범위 내에서 파손하중을 예측할 수 있었다.