• 한국주조공학회지
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• 제28권4호
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• pp.175-178
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• 2008

우주선, 항공기, 수송차량 등은 기능은 집적 다양화 그리고 성능의 고도와 됨에 따라 에너지 효율성을 위해 구조부재의 경량화가 중요성은 증가되고 있다. 경량화 구조부재 재료 중에는 알루미늄 합금, 세라믹, 복합재료 등이 개발되어 우주선, 항공기, 수송차량 구조부재에 적용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이들 중, 20세기 초 알루미늄합금이 초 경량화 구조부재로서 많이 이용되었다. 본 논문에서는 경량화 재료 중 이방성을 가지는 복합재료를 구조부재에 적용하였다. 그러나 구조부재에 적용되기 위한 이방성 복합 재료는 강한 충격 이후 취성의 특징 때문에 하중과 흡수에너지가 급속히 감소하는 단점을 가지고 있다. 그래서 이방성 복합재료의 각 층간을 완전히 접합하여 성질이 매우 우수한 부재를 제작할 수 있는 Autoclave 성형법으로 제작하였다. 이방성 복합재료 중 CFRP를 설계 메커니즘 변수에 따라 Autoclave 성형을 하고 하중과 흡수에너지가 높음 평가하기 위해 굽힘실험을 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.887-897
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• 1991

본 연구에서는 이와 같은 배경에서, Fig. 1(f)와 같이 가장 일반적인 이방성 재료가 접합된 경우의 응력확대계수를 명확히 정의하고, 수치해석법으로 구할 수 있는 외삽식을 제안한다. 또한, 탄성문제의 수치해석 방법으로 적은 요소의 분할로써 고 정밀도의 수치해석 결과를 얻을 수 있는 경계요소법(boundary element method:BEM), 특히 저자들이 개발한 복합재료에 대한 2차원 경계요소법 프로그램을 이용하여 이방성 이종재료 접합계면 균열의 응력확대계수를 해석하고, 복합재료내의 섬유방향에 대한 접합계면 균열의 정성적 거동을 고찰하고자 한다.

• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.39-44
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• 2003

복합재료에 삽입된 점탄성 재료는 복합재구조물의 감쇠물성을 크게 증가시킨다. 일반적으로 점탄성 재료는 등방성이므로 모든 방향의 감쇠물성이 동일하다. 최근 재료의 방향에 따라 감쇠물성이 변하는 이방성 감쇠재료의 개발이 요구되고 있다. 이방성 감쇠재료는 점탄성 재료 내부에 얇은 섬유를 삽입하여 제작한다. 삽입된 섬유는 댐핑재료의 강성에 큰 영향을 주며 강성은 고전 적층판 이론을 따르게 된다. 본 논문에서는 Ni와 Adams의 이론을 이용하여 손실계수를 평가하였다. 그리고 방향성 있는 감쇠재료의 영향을 평가하기 위해 저속충격 거동해석을 수행하였다. 해석결과로부터 방향성 있는 감쇠재료는 복합적층판의 진동 및 감쇠특성에 큰 영향을 줌을 보였다

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.269-276
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• 2001

복합재료의 초음파검사는 매직의 탄성이방성으로 인해 빔스큐(beam skew)현상 등이 발생하기 때문에 등방성 재료의 검사에 비해 훨씬 어렵다. 그 동안의 많은 연구의 결과로서 이방성 재료 네 탄성파의 전파 현상에 대한 해석해법이 정립되어 있으나, 그 해석해가 매우 복잡하여 실제 문제의 해를 구하기 위해서는 수치적인 방법에 의존하여야 하는 경우가 많다. 본 연구에서는 횡등방 이방성(transversely isotropic)으로 가정할 수 있는 단일방향 섬유 복합재료 내 점원에 의한 초음파 전파의 해석해를 먼저 구하고, 이러한 복합재료를 질량-스프링 모델로 모델링하여 해석해에 상응하는 수치해를 구하였다. 그 결과, 초음파의 전파에 대한 수치해와 해석해가 매우 잘 일치하는 것을 확인하였다. 동일한 수치해석법을 사용하여 초음파가 복합재료의 자유표면에서 반사되는 현상과 균일에 의해 산란되는 현상에 대한 수치해도 구하였으며 그 결과를 파동역학의 관점에서 고찰하였다. 본 연구에서 그 유효성이 확인된 수치 모델은 복합재료의 초음파검사를 시뮬레이션 함에 있어 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권4호
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• pp.239-245
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• 2006

이방성을 지닌 복합재료에서 측정한 군속도와 램파 방정식을 이용하여 계산한 군속도는 서로 일치하지 않는다. 이러한 차이는 이방성 재료에서 군속도 방향과 위상속도 방향이 서로 일치하지 않는 현상에서 기인된 것이다. 본 연구에서는 램파 분산방정식을 이용하여 이방성을 지닌 단일방향, 양방향, 준등방성 복합재료 판에서 $S_0$모드 위상속도곡선을 전파 방향 변화에 따라 구하고, 위상속도의 역수 값으로 구성되는 slowness surface를 이용하여 군속도의 방향과 크기를 결정하였다. 이와 같이 계산된 군속도는 측정한 군속도와 잘 일치함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.8-13
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• 2005

회전원판은 전통적인 산업기기 뿐만 아니라 최근에 정보저장기기에 많이 사용되고 있다. 특히 빠른 정보전달 속도를 위해서는 회전정보기기의 회전수를 증가시키는 것이 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 CD에 복합재료를 적용하여 강도해석을 수행하였다. 회전하는 극직교 이방성 원판의 응력분포의 계산을 위해 변위에 대한 미분방정식을 유도하였다. 기존 제품인 폴리카보네이트 CD 뿐만 아니라 전형적인 유리섬유 복합재료와 탄소섬유 복합재료를 선정하여 응력분포를 계산하였으며 인강강도를 구속조건으로 하는 최대 허용회전수를 구하였다. 해석결과 탄소섬유 복합재료 원판의 경우 최대 허용 회전속도가 증가하지만 유리섬유 복합재료 원판의 경우에는 그렇지 않음을 보였다.

• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.78-91
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• 1996

단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.595-603
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• 1989

본 연구에서는 양단이 단순지지되어 있는 특수 직교이방성 적층 복합재료 원추셸의 자유진동에 관한 지배방정식을 Flugge 이론으로부터 유도하고 Galerkin 방법을 적용하여 해를 구하였으며, 원추셸의 기하학적 매개변수 및 직교이방성 매개 변수의 변화에 따르는 진동특성을 고찰하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.107-110
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• 2003

본 연구에서는 3차원 브레이딩 기계를 이용하여 제작된 6 layer의 3차원 원형 형태로 브레이드된 유리 섬유 강화 복합재료의 프리프레그를 이용하여 에폭시 수지를 모체로 하는 RTM(Resin Transfer Molding) 공정을 통해 직교 이방성 복합재료를 제작하였다. 또한 탄성한계 내에서의 구성방정식을 얻기 위해 unit cell 모델링을 통해 복합재료의 기하를 모사하고 method of cells 이론과 homogenization technique를 이용하여 복합재료의 구성방정식을 나타내는 수치해석 코드를 개발하였다. (중략)

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.309-317
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• 1999

이 논문에서는, 섬유가 보강된 직교 이방성 복합재료의 제작 과정에서 발생하는 잔류 응력을 조사하였다. 직교 이방성 복합 재료의 제작 과정은 경화 과정과 냉각 과정으로 나누어 지며 이 과정에서 발생하는 잔류 응력을 3차원 경계요소법을 이용하여 해석하였다. 모재는 선형 점탄성 거동을 한다고 가정하고, 종속 영역법을 도입하여 해석 모델을 섬유 영역과 모재 영역으로 나누었다. PATRAN을 사용하여 모재에서의 잔류 응력 분포를 도시하였으며 해석 결과를 검토하여 잔류 응력이 국부적으로 모재의 항복을 야기시킬 수 있음을 제시하였다.