• 제목/요약/키워드: 복합재료판

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4절점 준적합 쉘 요소를 이용한 점진기능재료(FGM) 판과 쉘의 구조적 안정 및 진동 연구 (A Study of Structural Stability and Dynamics for Functionally Graded Material Plates and Shells using a 4-node Quasi-conforming Shell Element)

  • 한성천;이창수;김기동;박원태
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.47-60
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    • 2007
  • 본 논문에서는 전단변형률과 회전관성을 고려한 준적합 쉘 요소를 이용한 점진기능재료 판과 쉘의 고유진동수와 좌굴하중을 연구하였다. S 형상 함수를 이용한 세라믹과 금속의체적요소의 변화에 따른 점진기능재료 판과 쉘의 고유치 문제를 연구하였다. 점진기능재료 쉘 요소의 면내 강성, 휨 강성 및 전단 강성의 수식은 등질 요소보다 복잡한 재료의 성질들로 결합되어 있다. 유한요소의 수치적 결과를 검정하기 위해 1차 전단변형 이론에 의한 직사각형 판의 Wavier해를 제시하였다. 적층복합 구조 및 S 형상 점진기능재료 구조의 수치해석해는 Navier의 해로 검증하였으며, S 형상 점진기능재료 구조물의 다양한 예제를 제시하였다. 해석결과는 Navier의 이론해와 아주 잘 일치함을 알 수 있었다.

탄소섬유판 복합재료의 내후성/내화학성에 관한 연구 (The Weatherability and Chemical Resistance of CFRP)

  • 최영철;윤희석
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.151-154
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    • 2002
  • The durability of two kinds of CFRP plates, carbon/UP and carbon/V, was studied under severe environmental conditions. Immersion into the chemical solutions and accelerated weathering were executed on the CFRP plates and the weight change under each condition was measured. After those treatments, the plates were tested by tensile testing machine to measure the mechanical properties and observed by SEM to find the damage behaviour of the surface. Comparing the virgin plates and the chemically exposed plates, both plates show severe deterioration of the mechanical properties. But, the plates subjected to alkali solution show much larger reduction than those of acidic solution and carbon/V has better chemical resistance than carbon/UP. The material properties of CFRP plate exposed to the weathering were deteriorated linearly proportional to the exposure time.

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혼합모우드 층간분리하에 있는 탄소/에폭시 복합재료의 변형에너지 방출율 (Strain Energy Release Rate of Carbon/Epoxy Composite Material under Mixed Mode Delamination)

  • 염영진;유희
    • Composites Research
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    • 제12권3호
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    • pp.66-74
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    • 1999
  • 탄소/에폭시 복합재료 적층판의 혼합 모드 층간분리 연구를 위하여 수정 혼합 모드 굽힘시험이 수행되었다. 하중레버의 하중 부가점 위치와 시편에 작용하는 굽힘 하중점 위치를 변화시킴으로써 다양한 혼합 모드 비를 구할 수 있었다. 이론과 시험 및 유한요소 해석을 병행하여 변형에너지방출율을 구한 결과 이들은 잘 일치하여 일반적으로 사용될 수 있는 시험 방법으로 정립될 수 있음을 확인하였다.

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2개의 원형개구부가 있는 복합재료 적층판의 응력해석 (Stress Analysis of Composite Laminated Plates with 2 Collinear Circular Cutouts)

  • 이윤복;이영신
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.223-226
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    • 1999
  • This paper presents the theoretical analysis method to determine the stress concentrations around the circular cutouts with various geometrical parameters. The purposes of this study are to investigate on the stress distribution around the circular cutouts due to interaction between two circular cutouts and to develop the design method in composite plates. The composite laminated plate with 2 equal collinear circular cutouts under inplane loads is treated as an quasi-isotropic, symmetric, finite, square, multiply connected and thin plate. The effects of cutout sizes, distances between two circular cutouts and inplane load conditions on stress distribution are studied in detail.

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Al 2024-T3 판에 AFRP를 접착한 복합재료의 인장강도에 대한 통계적 특성 (Statistical Properties for Tensile strength of Composite Materials Patched with AFRP on 2024-T3 Aluminum Alloy plate)

  • 윤한기;안원기;허선철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권7호
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    • pp.1810-1816
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    • 2000
  • A hybrid composite APAL(Aramid Patched Aluminum alloy) , consisting of Al 2024-T3 aluminum alloy plate sandwiched between two aramid/epoxy laminates, was developed. The characteristics of tensile s trength were investigated and statistical properties of tensile strength were studied in terms of Weibull distribution probability with number of AFRP laminates. The tensile strength of APAL was inproportional to number of AFRP laminates and followed the two-parametic Weibull distribution.

물성치의 불확실성을 고려한 복합재료 적층판의 최적 설계 (Optimal Design of Composite Laminated Plates with the Uncertainty in Material Properties Considered)

  • 김태욱
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.169-172
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    • 2000
  • Although extensive efforts have been devoted to the optimal design of composite laminated plates in recent years, some practical issues still need further research. One of them is the handling of the uncertainties in material properties, which were ignored in most researches in the past. In this paper, the convex modeling is used in calculating the failure criterion, given as constraint, to consider the uncertain material properties in the thickness optimization. Numerical results show that the optimal thickness increases when the uncertainties of elastic moduli considered, which shows such uncertainties should not be ignored for safe and reliable designs.

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저속 충격을 받는 적층 복합재의 응력파 전파에 관한 연구 (A Study on the Stress Wave Propagation of Composite Laminate Subjected to Low-Velocity Impact)

  • 안국찬;김문생;김규남
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.9-19
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    • 1989
  • 본 논문에서는 복합 적층판의 이론적 충격 응답을 통한 충격 응력 및 충격파 전파를 해석하기 위하여 이질, 이방성 판에 전단 변형을 고려한 Whitney와 Pagano의 이론에 기초를 두고 정적 접촉법칙과 연계한 동적 유한요소해석(FEA)을 하여, 이 중 충격 접촉력에 관하여는 각각 [0。/45。/0。/-45。/0。]$_{2s}$와 [90。/45。/90。/-45。/90。]$_{2s}$의 두 적층 형태를 가지는 흑연/에폭시와 유리/ 에폭시 복합 재료에 대한 강구에 의한 충격 해석을 하여, Yang의 식에 의한 최대 접촉력과 비교 검토하였고, 다음 변형율 파형을 파동 전파(wave propagation) 이론에 의해 비교 검토하므로써 본 이론해석의 타당성을 입증하였고, 재료 및 적층 형태에 따른 충격 응답, 충격 응력 및 충격파 전파 특성에 대하여 연구하였다.하였다.

고주파에서의 카본 블랙/에폭시 복합재료 복소유전율 모사에 대한 연구 (A Study on the Simulation of Complex Permittivities of Carbon Black/Epoxy Composites at a High Frequency Band)

  • 김태욱;김천곤;김진봉
    • Composites Research
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    • 제18권3호
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    • pp.14-20
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    • 2005
  • 본 논문에서는 카본 블랙/에폭시 복합재료 적층판의 유전율에 대한 연구를 수행하였다. 유전율 측정은 $1\;GHz\~18\;GHz$의 주파수 영역에서 수행하였으며, 복합재료의 유전율은 카본 블랙 함유율의 주파수의 함수로 얻을 수 있었다. 유전율 및 전기 전도도의 주파수 특성은 Percolation 이론에서 제시된 경향을 만족하였다. 측정에 사용된 주파수 영역은 전기 전도도가 주파수의 함수관계를 가지는 최소 주파수인 임계주파수보다 크며, 복합재료의 유전율과 전기 전도도는 카본 블랙의 함유량과 일정한 관계를 가졌다. 본 연구에서는, 카본 블랙의 함유율에 따른 복합재료의 유전율을 모사하는 혼합법칙을 얻기 위하여 Lichteneker-Rother 방정식에 기초한 새로운 방법이 제시되었으며, 혼합법칙으로 계산된 복합재료 유전율 모사 결과는 실험적으로 얻은 유전율을 비교적 잘 모사하는 결과를 얻을 수 있었다.

Wavelet 변환을 이용한 이방성 적층판의 판파 해석과 음원 위치 결정 (Wavelet Analysis of Plate Waves in Anisotropic Laminates and Acoustic Source Location)

  • 장영수;정현조
    • Composites Research
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    • 제13권1호
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    • pp.61-68
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    • 2000
  • 이방성 적층 복합재 판의 과도적인 파동 해석을 위한 새로운 방법을 제시하였다. Gabor wavelet을 사용하는 wavelet 변환을 분산성 굽힘파의 시간-주파수 해석에 적용하였다. 시간-주파수 영역에서 wavelet 변환의 크기의 최대값은 군속도의 도달시간을 나타냄을 보였다. 음향방출원으로서 연필심 파단을 사용하여 준등방성 판과 일방향 보강 적층판에서 실험을 수행하였다. 굽힘파의 분산 예측을 위하여 Mindlin 판이론을 사용하였으며,주파수의 함수로 몇 개의 방향에 대해 측정한 군속도 실험 결과와 잘 일치하였다. 굽힘파의 주파수 의존 도달 시간과 같은 파의군속도 방향의존성을 이용하여 이방성 판에서의 파손 위치를 결정하였으며, 그 결과를 제시하였다.

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FEM에 의한 부직포 삽입 예각 적층판의 전단특성 해석 (Analysis of Shear Characteristics of Angle-Ply Laminates with Non-woven Tissue by FEM)

  • 이승환;정성균
    • 한국결정학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.69-72
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    • 2002
  • 본 연구에서는 적층판 자유단 근처에서의 층간응력 문제를 해석하였다. 탄소섬유 복합적층판 [+40/-40]s과 탄소 부직포가 삽입된 적층판 [+40//-40]s 이 인장하중을 받고 있는 경우에 대하여 해석한다. 부호 “//”는 층간에 부직포가 위치함을 의미한다. 부직포를 삽입함으로서 모우드 Ⅱ의 층간파괴인성치는 크게 증가하지만 모우드 I의 값은 크게 변하지 않음이 보고되어 있다./sup 3)/ 복합재료 구조물에 있어서 모우드 Ⅲ 층간파괴인성치가 중요하지만 그 값을 실험적으로 평가하기는 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 부직포 효과 특히, 적층판 자유단 근처에서의 모우드 Ⅲ층간파괴 특성을 이해하기 위하여 유한요소 해석을 통해 전단응력을 분석하고자 한다.