• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.762-769
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• 2017

준등방성 라미네이트내의 확장강성 계수는 방사방향으로균일하지만, 굽힘강성 계수는 플라이 적층순서에 의해 방사방향으로 변화한다. 이 논문에서는 복합재 광학에서 사용되는 단방향섬유 복합재료와 무작위로 분포된 단섬유 복합재료로 이루어진 세 가지 유형의 준 등방성 라미네이트 반사경내의 굽힘강성 계수의 방사방향의 변화량을 비교하였다. 단섬유 복합재료 반사경 방사방향의 확장강성 계수와 굽힘강성 계수는 균일하게 나타나는 반면, 단방향섬유 복합재료 반사경의 경우에는 굽힘강성 계수의 방사방향으로의변화량이 11%에서 많게는 26%까지 변화하는 것으로 나타났다. 또한 강성계수의 차이로 인한 굽힘-비틀림-커플링 효과 등 강성 민감도 또한 큰 것으로 나타났다. 이러한 요소는 정밀성이 요구되는 광학분야에 복합재 반사경의 적용을 어렵게 할 커다란 문제점으로 인식되며, 이러한 복합재료의 이방성 성질로 인한 필연적인방사형 방향으로의 강성계수의 변화 및 그 영향성을 줄이기 위해서는 단섬유나 무작위로 공간에 흩어져있는 섬유 복합재료를 사용하는 것이 복합재 반사경내에 존재하는 굽힘강성 계수의 변화를 제거하는 하나의 방법이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.519-525
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• 2009

본 연구에서는 복합재료 적층판에서 균열 생성 및 전파로 이루어지는 계면박리 현상을 모사하기 위하여 응집영역모델을 사용하였다. 응집영역모델을 고려한 유한요소해석을 수행하기 위하여 응집요소를 수식화하였으며, 상용유한요소 프로그램인 Abaqus의 사용자 정의 서브루틴 UEL로 구현하였다. 제안된 응집요소의 타당성과 유효성을 평가하기 위하여 복합재료 적층판의 이중외팔보(double cantilever beam) 시험과 ENF(end notched flexure) 시험결과와 유한요소해석 결과를 비교하였다. 해석 결과는 거시적인 하중-변위 곡선을 비교적 잘 예측하였다. 또한 응집요소를 이용한 유한요소해석시 탄성계수와 응집요소의 크기가 구조물의 하중-변위 곡선에 미치는 영향을 수치적으로 연구하였다. 균열 전파 경로의 격자 의존성을 최소화하고 하중-변위 곡선에 나타나는 지그-재그 현상을 제거하기 위하여 균열 선단에서 충분히 작은 응집요소가 사용되어야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.161-171
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• 2006

본 논문은 고정과 자유 경계의 다양한 조합을 갖는 직사각형 복합적층판의 고유진동에하고 있다. 본 연구에서는 수학적으로 완전한 특성직교다항식으로 표현되는 근사변위와 Ritz법을 이용하여 Lagrange 범함수의 정상값을 구하였다. 3차원 모델의 정확성이 무차원 진동수의 수렴도를 검토하여 이루어졌으며, 또한 기존 문헌상의 해석결과와의 비교를 통하여 진동수의 정확성을 검토하였다. 본 논문에서 제시된 3차원 진동수의 결과를 이용하여 복합적층판의 기하 및 재료에 관한 매개변수 즉, 형상비(${\mathcal{a/b}}$), 폭두께비(${\mathcal{a/h}}$), 재료의 직교이방성, 플라이 수(${\mathcal{N}}$), 섬유배향각(${\theta}$) 및 적층순서가 미치는 효과를 설명하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.237-245
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• 2003

이방성 복합재료 적층판에서는 섬유의 배열방향에 따라 탄성계수가 변하므로 속도가 섬유의 방향성에 의존하게 된다. 등방성 속도를 기준으로 도달 시간차를 측정하는 전통적인 2차원 음향방출 위치표정 방법을 그대로 적용할 경우 위치표정의 오차가 매우 커지며, 그 과정이 복잡해지는 것을 피할 수 없다. 본 연구에서는 위치표정의 대상이 되는 관심영역(ROI)를 마치 유한요소법에서 사용하는 메쉬(mesh)처럼 적절한 크기의 정사각형 요소로 나눈 뒤, 각각을 가상의 AE 발생원으로 간주하였으며, 모든 요소에 대해 이방성을 고려한 속도를 기준으로 각 센서와의 도달시간차를 구하였다. 실험적인 검증을 위하여 알루미늄 박판 및 복합재료 적층판에 대해 $0^{\circ}$ 부터 $90^{\circ}$까지의 속도를 측정하고 위치표정을 실시함으로써 이방성 적층복합재로 이루어진 실제 구조물에서의 실시간 활용가능성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제25권5호
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• pp.147-153
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• 2012

본 논문에서는 복합재 적층판의 고속충격 관통에너지를 예측하는 방법 중 하나인 정적압입 관통 실험을 수행하였다. 정적압입 관통 에너지를 정확히 분석하기 위해서 세 가지 방법을 이용하였다. 첫 번째로 AE 센서 신호 변화를 이용해서 압입 관통 지점을 판단하고 관통 에너지를 구하는 방법, 두 번째는 관통된 시편에 다시 관통실험을 수행하여 두 에너지 차를 이용해서 구하는 방법, 세 번째는 재수행한 관통실험의 하중-변위 그래프에서 최대하중지점을 압입 관통 지점으로 판단하고 에너지를 구하는 방법이다. 위 방법들에 의한 관통에너지 예측 결과를 제시하였고 고속충격 실험 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-12
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• 2002

복합재료 적층판의 보다 정확한 해석결과를 얻기 위해서는 종방향 전단변형, 종방향 수직 변형율/응력에 의한 효과와 두께방향 좌표에 관한 면내변위의 비선형 변화등이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 개선된 고차이론을 이용하여 복합재료 적층구조물의 처짐 및 고유 진동수를 구한다. 점탄성 해석을 위하여 Quasi-elastic 방법을 사용하였다. 단순지지된 복합재료 적층판 및 샌드위치의 해석결과들은 3차원 탄성해석결과와 다른 이론들에 의한 결과와 비교하였다. 본 연구의 해석결과가 다른 이론들보다 좀 더 정확한 결과를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.97-107
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• 2003

복합재료 적층판의 보다 정확한 해석결과를 얻기 위해서는 종방향 전단변형, 종방향 수직 변형률/응력에 의한 효과와 두께방향좌표에 관한 면내변위의 비선형 변화등이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 3차원 고차이론을 이용하여 복합적층판의 좌굴하중 및 고유진동수를 구하였다. 단순지지된 적층판과 샌드위치의 해는 이중삼각함수형태의 Fourier 급수로 변환한 Navier 해법을 사용하였고, 일차전단변형, 고차전단변형이론에 의한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구는 매개변수 즉, 보강각도, 적층수와 배열조건, 폭-두께비, 형상비의 변화에 따른 수치 해석 결과를 제시하였다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.219-225
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• 2024

정찰위성의 탑재체인 위성용 전개형 반사판 안테나는 발사 환경에 대한 구조안정성 및 궤도 환경에 대한 운용 성능을 고려하여 경량화, 고성능의 구조 개발이 필수적이다. 그 중, 복합재 주반사판은 전개형 반사판 안테나를 구성하는 핵심 구성품이며, 발사체 탑재 성능을 고려한 경량 설계 뿐만 아니라 위성체 임무 수행 중 민첩한 자세제어 기동 이후 높은 품질의 위성 영상을 획득하기 위해서는 높은 전개 시 강성을 갖는 고성능의 주반사판 개발이 요구된다. 주반사판 개발을 위해 전개형 반사판 안테나를 구성하는 복합재 주반사판의 적층 설계 및 재료 물성에 따른 구조적 성능을 분석하여 주반사판의 초기 설계안을 도출하였으며, 도출된 초기 설계안을 기준으로 제작 공정을 변수로 4가지 타입의 복합재 주반사판을 제작하였다. 공정 변수로는 복합재 구조의 성형 공정, 탄소 섬유 복합재 시트와 허니콤 코어 간 접착 필름의 적용 유/무, 샌드위치 복합재 내부의 벤팅 경로를 선정하였다. 제작된 4가지 종류의 주반사판에 대해 무게 측정, 비파괴 검사, 표면오차 측정 및 모드 시험을 통한 전개 시 강성 측정을 수행하였으며, 경량 및 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 접착 필름을 미적용하며 벤팅 경로를 포함하는 주반사판 제작 공정을 선정하여 SAR(합성 개구 안테나)를 포함한 위성체에 실 적용이 가능한 복합재 주반사판을 개발하였다.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.1-8
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• 2003

본 논문에 한국항공우주연구원에서 개발 중인 KSR-III 로켓의 탑재부 축소형 킥모터 구조 설계와 제작공정 개발 내용을 정리하였다. 경량화를 위해 복합재료를 적용하였으며, 복합재 연소관 제작에 널리 사용되는 필라멘트 와인딩 방법을 도입하였다. 복합재 구조설계에는 망목이론(netting theory)과 적층판 이론을 사용하여 요구되는 내압하중에 적합한 와인딩 두께를 결정하였고, 돔형상은 와인딩 및 맨드렐(mandrel) 제작의 편이성을 고려하여 결정하였다. 재료는 경량화를 목표로 T-800 탄소 섬유와 고온용 수지로 선정하였다. 또한 와인딩 후 맨드렐를 제거하기 위해 조립식 맨드렐을 개발하여 적용하였다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.7-13
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• 2002

압전필름센서는 복합재 구조물의 저속충격응답을 관측하기에 우수한 특성을 지니고 있다. 본 연구에서는 Gr/Ep 복합재 적층판이 손상이 발생할 수 있을 정도의 충격에너지를 받았을 때 압전필름센서 신호를 이용하여 충격거동을 모니터링할 수 있는 가능성에 대하여 고찰하였다. 손상이 발생하지 않는 저에너지 충격조건부터 국부적인 손상을 유발할 수 있는 충격조건까지 압전필름센서가 부착된 Gr/Ep 복합재 적층판에 대하여 16가지의 저속충격시험을 수행하였다. 세 가지 조거의 충격시험에서 기지균열 및 층간분리 등의 국부적인 손상이 발생하였으나, 충격력과, 변위, 변형률, 압전센서 신호와의 관계를 이용한 선형해석 모델을 사용하여 충격하중에 의한 복합재 적층판의 응답을 예측하는 정방향 문제와 압전센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석 결과는 비교적 잘 일치하는 경향을 보였다. 복원된 충격력으로부터 국부적인 손상이 발생할 정도의 충격까지는 압전필름센서 신호를 이용하여 충격력을 정확히 복원할 수 있음을 확인하였다.