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복합재-알루미늄 단일겹침 하이브리드 체결부 강도 특성 실험 연구 (An Experimental Study on the Strength of Composite-to-Aluminum Hybrid Single-Lap Joints)

  • 김중진;성명수;김홍주;차봉근;권진회;최진호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.841-850
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    • 2008
  • 본 연구에서는 탄소 복합재와 알루미늄 2024-T3 단일겹침 체결부에 대해, 체결방법을 접착, 리벳, 리벳/접착 하이브리드의 세 가지로 변화시키면서 체결방법에 따른 파손하중과 파손모드를 실험을 통해 연구하였다. 세 가지 체결방법에 대해 각각 겹침길이 3가지와 적층순서 2가지, 총 82개의 시편을 제작하였다. 접착제는 FM73m, 리벳은 NAS9308-4-03을 사용하였다. 접착 체결과 하이브리드 체결에서는 겹침길이가 커짐에 따라 파손하중이 증가하였고, 리벳 체결에서는 겹침길이에 따른 파손하중 변화가 나타나지 않았다. 단순 접착 및 리벳 체결부에서는 적층순서에 따른 일관된 경향을 발견하기 어려운 반면, 하이브리드 체결부에서는 인접층의 적층각 차이가 작은 적층판을 사용한 체결부의 파손하중이 높게 나타났다. 접착 체결과 하이브리드 체결의 주된 파손모드는 층간분리이고 리벳 체결은 국부적 베어링 파손을 동반한 리벳 파손으로 나타났다.

항공용 복합재 단일겹침 접착 체결부의 제작공정에 따른 강도 연구 (Strength of Composite Single-Lap Bonded Joints with Various Manufacturing Processes for Aircraft Application)

  • 송민규;권진회;최진호;김효진;송민환;신상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.751-758
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    • 2009
  • 본 논문에서는 항공기 구조용 탄소 복합재 단일겹침 접착 체결부에서, 파손하중에 영향을 미치는 주요인자들의 효과를 실험으로 연구하였다. 실험을 위해 제작공정 4가지, 겹침 길이 5가지, 모재 두께 4가지에 대한 시편 총 335개를 제작하였다. 예상대로 겹침길이가 감소할수록, 모재두께가 증가할수록 파손강도가 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 제작공정의 측면에서는, 접착제가 없는 일체성형 시편과 이차접착 시편의 강도가 동시접착이나 접착제를 사용한 일체성형 시편에서보다 높은 파손강도를 보이는 흥미로운 사실을 발견하였다. 특히 이차접착 시편의 강도가 일체성형 시편의 강도와 유사하거나 더 높은 현상을 발견하였는데, 이는 접착제의 강도가 모재의 층간강도보다 높거나 최소한 비슷한 수준임을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

탄소 복합재-알루미늄 단일겹침 접착 체결부의 강도에 관한 인자연구 (A Parametric Study on the Strength of Single-Lap Bonded Joints of Carbon Composite and Aluminum)

  • 김태환;성명수;최진호;권진회
    • Composites Research
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    • 제20권5호
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    • pp.34-42
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    • 2007
  • 본 논문에서는 탄소 복합재와 알루미늄으로 구성된 이종재료 단일겹침 접착 체결부에서, 파손하중에 영향을 미치는 주요인자들의 효과를 실험적으로 연구하였다. 실험을 위해 접착압력 4가지(2, 3, 4, 6기압), 겹침길이 6가지(15, 20, 25, 30, 35, 40 mm), 모재 두께 2가지(1.58, 3.01 mm)에 대한 시편 총 66개를 제작하였다. 실험 결과 접착제 FM73에 대해 제작사에서 제시한 접착압력은 약 3기압이었지만 본 연구에서 사용한 이종재료 접착의 경우, 최소 4기압 이상의 접착압력이 필요함을 확인하였다. 겹침길이를 증가시킬 경우 파손하중이 증가하지만 접착부의 폭과 길이의 비가 1을 넘어갈 경우 접착강도 즉 단위 접착면적당의 파손하중의 증가는 크지 않았다. 모재의 두께도 접착부 파손하중 및 강도에 큰 영향을 미쳤으며 모재의 두께가 약 2배로 증가할 때 접착강도는 $12{\sim}32%$까지 증가하였다. 접착부의 파손은 대부분 복합재 모재의 층간분리 형태로 발생하였으며, 접착압력이 높아질수록, 접착길이가 길어질수록 층간분리가 발생하는 위치가 적층판 내부로 깊게 확대되는 경향이 있다.

스카프 패치로 수리한 복합재 단일겹침 체결부의 파손 특성 연구 (Failure Characteristics of Scarf Patch-repaired Composite Single-lap Joints)

  • 김충현;유재승;변창석;주현우;박민영;최진호;권진회
    • Composites Research
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    • 제29권3호
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    • pp.117-124
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    • 2016
  • 본 연구에서는 스카프 패치로 수리한 복합재 단일겹침 체결부의 파손강도를 시험과 해석으로 연구하였다. 스카프 비, 모재의 적층패턴, 결함크기를 달리 하며 총 45개의 시편에 대한 시험을 수행하여 파손강도와 파손모드를 분석하였다. 다양한 형상의 시편에 대한 시험 결과, 한 경우를 제외하고는 수리 후의 체결부가 결함이 없는 체결부 강도 이상의 강도를 회복하며, 체결부 인자에 따른 특별한 차이는 나타나지 않는 것을 확인하였다. 파손강도가 낮게 나타난 한 경우에 대한 파손면 분석결과 모재의 표면층인 평직층의 표면처리가 충분치 않은 것이 원인인 것으로 판단되었다. 시험 결과의 분석을 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였는데, 유한요소해석에서도 고려한 체결부 인자가 상하부 모재와 패치, 접착층에서의 응력에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 이는 단일겹침 체결부의 경우 외부 인장하중이 겹침영역을 통과하면서 상하부 모재로 분산되기 때문인 것으로 판단된다. 시험과 해석 결과 모재 중앙에 결함이 존재하는 단일겹침 체결부의 경우 절차에 따라 패치 접착이 이루어지고, 모재의 표면처리가 충분히 이루어진다면 수리를 통해 손상 전 강도를 회복할 수 있는 것으로 판단된다.

탄소 복합재와 알루미늄 이종재료 단일겹침 접착 체결부의 강도에 관한 실험 연구 (An Experimental Study on the Strength of Single-Lap Bonded Joints of Carbon Composite and Aluminum)

  • 강태환;이창재;최진호;권진회
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.204-211
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    • 2007
  • 연구에서는 5가지의 접착길이를 갖는 탄소 복합재-알루미늄 단일겹침 체결부에 대한 실험을 통해 단일겹침 접착 체결부의 파손양상 및 강도를 연구하였다. 시편은 필름 형태의 접착제인 FM73m을 사용하여 이차접착으로 제작하였다. 실험 결과, 이종재료 접착 체결부의 강도는 금속-금속 체결부의 강도보다는 낮고, 복합재-복합재 체결부의 강도보다는 높게 나타났다. 접착길이 대 폭의 비가 1보다 작은 경우, 접착길이의 증가가 강도 저하에 미치는 영향이 컸지만, 접착길이 대 폭의 비가 커질수록 접착길이의 효과는 줄어드는 것으로 나타났다. 모든 시편은 최종적으로 층간분리의 형태로 파손되었다. 따라서 고강도 접착제를 사용한 체결부의 강도향상을 위해서는 적층판의 층간분리 파손을 지연시킬 수 있는 설계가 중요할 것으로 판단된다.

칼만 필터와 차량 특징 정보를 이용한 중첩된 다중 차량 추적에 관한 연구 (A Study on tracking of multiple vehicle occlusions in road images using Kalman filter and vehicle feature information)

  • 강은구;김성동;최기호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권4B호
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    • pp.491-504
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    • 2001
  • 본 논문은 고정된 카메라를 통해 들어오는 도로연상에서 추적되는 다중 차량들의 겹침(occlusion)발생시 칼만 필터와 차량의 특징정보를 이용하여 개별 차량을 분할하고 추적 가능한 시스템을 제안하고 구현하였다. 다중 차량을 추적할 시 가장 큰 문제점이 되고 있는 차량 겹침을 해결하기 위해 카메라와의 거리를 이용하여 해결하는 방법 3D 모델을 이용하여 해결하는 방법, 겹침 추론 등 차량 겹침을 해결하기 위한 여러 가지 방법들이 제시되고 있다. 그러나 영상에 연속적으로 나타나는 다중 차량의 겹침을 단일 차량으로 인식할 수 는 단점이 있다. 따라서 칼만 필터와 차량의 특징 정보로서 차량의 높이와 넓이의 비, 추적에 사용되는 박스에서 차량과 여백의 비를 이용함으로서 연속적으로 나타날 수 있는 차량 겹침을 분할하고 추적 가능하게 하는 시스템을 구현하고 실험하였다. 본 시스템에서는 256X 256의 크기로 15 frames/sec로 저장된 AVI 파일 형식의 동영상을 사용하여 실험에 이용하였으며, 시내 도로에서의 차량들의 실험 결과 기존의 방법 보다 차량 특징 정보를 이용한 방법이 연속적 겹침에 대한 처리에 우수함을 보였다.

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Z-피닝 패치를 사용한 복합재 단일-겹침 전단 접합 시편의 정적강도 (Static Strength of Composite Single-Lap Shear Joint Specimen Using Z-pinning Patch)

  • 최익현;임철호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.613-618
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    • 2013
  • 본 논문에서는 복합재 구조물의 제작 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 장점을 갖는, 저자에 의하여 'Z-피닝 패치'로 명명된 새로운 Z-피닝 기술에 대하여 소개하였다. 시제작된 'Z-피닝 패치'를 사용하여 Z-핀이 박힌 복합재 단일-겹침 전단 접합시편을 성공적으로 제작하였고, 접합강도의 향상을 점검하기 위하여 시험을 수행하였다. Z-핀의 재질은 스테인레스 강이며, 복합재료와의 접합력을 향상시키기 위하여 Z-핀의 표면은 요철 형상으로 가공하였으며, 화학적으로 부식시켰다.

금속 핀으로 보강된 복합재 단일겹침 체결부의 강도 연구 (Strength of Stainless Steel Pin-reinforced Composite Single-lap Joints)

  • 이병희;박용빈;권진회;최진호;최익현;장성태
    • Composites Research
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    • 제25권3호
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    • pp.65-69
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    • 2012
  • 본 논문에서는 금속 핀으로 보강된 일체성형 복합재 단일겹침 체결부에 대해, 보강 핀이 체결부의 파손거동에 미치는 영향을 시험으로 연구하였다. 핀의 지름(0.3, 0.5, 0.7 mm)과 밀도(0.5, 2.0, 4.0%)를 달리하여 총 6종류의 시편을 제작하였다. 복합재료와 보강핀은 각각 Toray사의 일방향 탄소-에폭시 프리프레그 T700-12K-31E#2510와 스테인리스 강이다. 핀 밀도가 매우 낮은 한 경우(0.5%)를 제외하고는, 모든 체결부에서 두께방향 핀의 보강으로 인해 초기균열의 발생이 더 빨라지는 것으로 나타났다. 그러나 극한강도는 최대 45%까지 증가하고, 특히 접착면의 완전한 분리 후에도 대변형 상태에서 핀이 추가적인 하중을 지지함으로써, 구조물이 안정적 파괴거동을 갖도록 하는 것을 확인하였다.

자외선과 가시광선 극초단 펄스 실험의 군속도 차이에 의한 시간 분해능 및 공간 겹침의 제한 (Limitations of time resolution and spatial overlap caused by group velocity mismatch in experiments using ultrashort UV and visible optical pulses.)

  • 김성규
    • 한국광학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.252-259
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    • 1994
  • 초고속 띄움-들띄움 광학 실험에서 자외선과 가시광선을 쓸 때, 이들의 군속도 차이에 의한 두 펄스 겹침의 불일치를 계산하는 방법을 제시하여 이 효과에 의한 시간 분해능 및 실험 신호 세기의 제한을 논하였다. 이 결과에 의하면 단일 집속 렌즈를 사용하는 실험에서는 나쁜 시간 분해능과 약한 실험 신호를 야기시킨다. 색수차 보정 렌즈 쌍을 이용하는 실험의 해답은 비현실적이다. 그렇지만 각 펼스에 개별 렌즈를 사용하는 실험이나 잘려진 보조 렌즈를 주 렌즈와 함께 사용하는 실험에서는 단일 렌즈를 사용하는 실험에 비해 시간 분해능 및 실험 신호 세기의 현저한 개선을 기대할 수 있다.

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겹침이음부 및 국부적 층댐퍼를 갖는 보의 횡진동 특성 (Lateral Vibration of Beams with a Bonded Lap Joint and Partial Layered Dampers)

  • 박정일;최낙삼
    • 소음진동
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    • 제9권1호
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    • pp.174-183
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    • 1999
  • An analytical model for the lateral vibration of beams with a bonded lap joint and partial layered dampers has been proposed in this paper. Both shear and normal forces acting along the interface between the elastic and viscoelastic layers were considered in the vibration analysis. Analytical results were compared with those obtained by a finite element method. Effects of the size and location of layers in partial dampers on system loss factor($\eta_s$) and resonant frequency($\omega_r$) were studied. which showed that partial dampers adhered to the site exhibiting the maximum amplitude of vibration were most influential in the increase of $\eta_s$ and the decrease of $\omega_r$. Specific system loss factor( $\eta_s$ divided by total mass of system) was also evaluated in the analysis.

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