• 제목/요약/키워드: 복합재료 이방성

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CAS 복합재료 항공기 날개의 에일러론 역전 특성 연구 (A Study on the Aileron Reversal Characteristics of CAS Composite Aircraft Wings)

  • 송오섭;김근택
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권12호
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    • pp.1192-1200
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    • 2009
  • 본 논문에서는 굽힘-비틀림 연성운동이 일어나는 CAS 형태의 이방성 복합재료 항공기 날개의 에일러론 역전 특성에 관한 해석적인 연구를 수행하였다. 복합재료 날개는 박판보로 모델링되었다. 복합재료 날개의 에일러론 역전 특성에 관한 연구에서, 횡전단변형 및 와핑구속, 굽힘-비틀림 연성, 후퇴각, 날개의 가로세로비, 날개와 에일러론의 길이비 및 시위비, 등을 고려하는 것이 필요하다. 얇은 벽 보의 항공기 날개에 대한 보다 더 효과적인 설계를 위해, 에일러론 역전 특성과 관련한 연구 결과는 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.

극직교 이방성 회전원판의 진동에 대한 횡전단변형 및 회전관성 효과 (Effects of Transverse Shear Deformation and Rotary Inertia on Vibration of Rotating Polar Orthotropic Disks)

  • 김동현;구교남
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.43-49
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    • 2007
  • 회전원판의 동적 불안정성은 회전속도를 제한하는 가장 중요한 요인이다. 복합재료를 회전원판에 적용시킬 경우 동적 안정성을 증가시킬 수 있어 경량화와 고속화를 동시에 이룰 수 있다. 티모쉔코 효과라고 불리는 횡전단변형과 회전관성이 판 구조물의 동적거동에 미치는 영향은 많은 연구가 진행되어왔으나 원판의 회전이 이 효과에 미치는 영향에 대한 연구는 극히 제한적이며 복합재료 원판의 경우는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 티모쉔코 효과를 고려한 직교이방성 회전원판의 동적 방정식을 유도하였으며 상용 유한요소 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 특정 모드에서는 일반적으로 알려진 바와는 달리 회전수의 증가에 따라 티모쉔코 효과가 감소하다 증가하는 현상을 보였다. 또한 데이터만을 기초로 회전증가에 따른 티모쉔코 효과의 감소는 두께비가 작아질수록 증가하고, 반경비, 탄성계수 대 전단계수 비, 진동 모드 수가 커질수록 증가하는 것으로 결론지을 수 있다.

초음파의 에너지속도와 위상속도의 주행시간 동시성과 이방성 재료의 탄성계수 결정 (Equivalence of the times of flight by ultrasonic energy and phase velocities and determination of the elastic constants of anisotropic materials)

  • 정현조
    • 한국정밀공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.95-103
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    • 1994
  • The purpose of this paper is to provide the experimenters who use the oblique incidence ultrasonic method for anisotropic elastic constants measurement eith some useful relations. In particular, the equivalence of the times of flight by the energy ad phase velocities, which is key to the oblique incidence method, is proved explicitly. This equivalence greatly simplifies the analysis of immersion measurement results. In oredr to correctly measure the transit time of an immersed sample using the oblique incidence, the receiving transducer should be shifted laterally, and an expression in given for this shift. A method for determining all nine elastic constants of an orthotropic material is briefly described and the measurement results are listed for SiC particulate reinforced A1 matrix composites.

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섬유강화 복합재료 내 탄성파 반사현상의 제3임계각 (The Third Critical Angle in Reflection of Elastic Waves in Fiber-reinforced Composites)

  • 임현준;백은솔
    • Composites Research
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    • 제20권1호
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    • pp.15-22
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    • 2007
  • 이 논문에서는 섬유강화 복합재료에서의 초음파의 거동에 대해 파동의 모드, 방향, 자유표면에서의 반사파의 반사계수 등을 예측하는 해석적인 방법을 소개한다. 이 논문은 또한 복합재료의 자유표면에서 반사가 일어날 때의 특이한 현상을 새로이 고찰하였는데, 이는 완도면(slowness surface)만을 고려하면 존재할 것으로 예상되지만 실제로는 존재하지 않는 반사파에 대한 것이다. 이는 입사파가 유사횡파일 경우, 입사각이 이 논문에서 새로 정의된 제3임계각을 넘어설 경우 나타나는 현상이다. 본 논문의 내용은 초음파검사와 같은 해당 분야에 종사하는 연구자들에게 유용한 가이드라인을 제시할 것으로 기대된다.

건설용 적층복합재료판의 예비설계를 위한 간편해석법을 사용한 [$\alpha/\beta/\beta/\gamma/\alpha/\alpha/\beta$r 형 적층판의 진동해석 (Vibration Analysis of [$\alpha/\beta/\beta/\gamma/\alpha/\alpha/\beta$]r type Composite Laminated Plates by the Simple Method of Analysis for Preliminary Design for Civil Construction)

  • 김덕현;이정호;이남주
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.22-27
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    • 1999
  • 고급복합재료(advanced composite material)는 여러 가지 훌륭한 장점에도 불구하고 건설기술자에게는 그 이론이 너무 복잡하여 건설구조에 대한 응용이 지연되고 있다. [$\alpha/\beta/\beta/\gamma/\alpha/\alpha/\beta$]r, $\alpha$=-$\beta$, $\gamma$=0$^{\circ}$ 또는 90$^{\circ}$ 와 같은 몇 가지 배향각을 갖은 적층판은, r이 증가함에 따라, $B_{i,j}$강성이 0으로 접근한다(1995). 건설구조물은 그 치수가 커서 r이 증가해도 지간 대 두께비가 충분히 커서, 횡방향 변형율(${\varepsilon}_{xz}$,${\varepsilon}_{yz}$)의 영향이 무시될 수 있다. 이 경우 판의 지배방정식은 간단한 특별직교이방성판의 식으로 변화된다. 김덕현은 토목구조물에 흔히 적용될 수 있는 이러한 배향각을 가진 적층판의 지배방정식을 취급이 간단한 특별직교 이방성 판의 경우로 변경시킨 다음 해석을 더 간단히 진행할 수 있도록 기술자들이 유사 등방성 상수(quasi-isotropic constant)를 사용하여 낮익은 등방성판의 방정식을 사용하여 답을 구한 다음 그가 개발한 "수정계수(correction factor)"를 사용하여 "정확한"해를 구하는 방법을 발표한바 있다(1991).는 방법을 발표한바 있다(1991).

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ESPI를 이용한 복합재료 박리결함의 정량평가 (Quantitative Evaluation of Delamination Inside of Composite Materials by ESPI)

  • 김경석;양광영;강기수;지창준
    • 비파괴검사학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.246-252
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    • 2004
  • 복합재료는 이방성의 특징으로 매우 복잡한 역학거동을 하며, 해석 및 신뢰성 검사에 많은 어려움이 있다. 특히, 기존의 비파괴검사기법으로 내부손상을 검출하는 것은 매우 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 복합재구조물의 가장 취약한 분야인 충격에 의한 손상이 발생할 경우 효과적인 검출기법을 개발하고, 충격에 따른 내부결함의 정량평가에 ESPI를 활용하였다. 인공결함을 이용하여 ESPI기법의 신뢰성을 확보하고 실제 충격손상 시험편에 대해 적용하여 5%이내의 오차율로 결함을 정량평가하였다.

XRD를 이용한 고강성 탄소섬유의 이산화탄소 산화 중에 발생하는 구조변화 해석 (Microstructural Evaluation of $CO_2$ Oxidation Process of High Modulus Carbon Fibers by XRD Analysis)

  • 노재승
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.228-228
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    • 2003
  • 고강성 탄소섬유는 높은 비강도 및 고 강성 특성 때문에 탄소-탄소 복합재료의 가장 우수한 강화재로 각광을 받고 있다. 이 섬유는 미세 결정립의 높은 이방성을 나타내며, 이러한 높은 흑연화 특성은 기계적, 전기적, 전기적 그리고 화학적 특성 등을 좋게한다. 이러한 모든 방면에서의 우수한 특성 때문에 항공우주 재료분야에 의심 없이 가장 우수한 재료로 고려되고 있다. 이렇게 가벼우면서 고온강도가 요구되는 재료로써 탄소재료가 이용되면서 rocket의 nozzle이나 nosecone으로의 응용에는 고온 산화가 중요한 연구주제로 대두되어 왔다. 탄소재료의 산화반응은 결정구조 인자 및 그 배열에 가장 큰 영향을 받는다고 알려져 있는데, 출발원료 및 제조 조건에 따라 그 구조 및 배열이 현격하게 달라진다. 탄소재료의 구조 해석은 주로 TEM과 XRD를 이용해 왔다. 많은 연구자들은 오래 전부터 탄소재료 연구에 TEM에서 얻은 상이 불확실하고 문제가 있다고 보고하였고, 최근 TEM 장치의 발달과 더불어 실제 구조를 얻기가 가능함을 보여주고 있다 그러나 TEM 시편은 여전히 작고 시편으로부터 얻는 정보는 불과 nm 수준이다. 따라서 일반적으로 TEM으로 얻은 정량적인 정보는 불과 특정한 점에서의 정보이기 때문에 여전히 논란의 소지가 많다. XRD는 탄소재료의 미세구조 해석을 위하여 가장 널리 이용되는 분석기기이다.

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고분자 기기 복합재료 적층판의 전자파 흡수 최적화 (Optimization of Microwave Absorbing Performance in Polymer Matrix Composite Laminate)

  • 김진봉;김태욱
    • Composites Research
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    • 제14권6호
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    • pp.38-46
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    • 2001
  • 본 연구에서는, 전자파 흡수능을 가진 경사 복합재료 적층판를 설계할 수 있는 최적화 코드를 개발하였다. 또한, 유리 섬유/에폭시 직조 적층판, 알루미늄 첨가물을 함유간 유리섬유/에폭시 직조 적층판과 카본/에폭시 직조 적층판의 유전율을 구하고, 최적화 로드를 이용하여 3층형 전자파 흡수 복합재료 적층판을 개발하였다. 실험에 사용된 복합재료 적층판은 모두 전자기적으로 면내등방성을 가지며 따라서, 동축선과 망분석기를 이용하여 유전율을 측정하였다. 이 로드는 전자기적으로 직교이방성을 가지는 고분자기지 복합재료의 적층각을 포함한 다양한 변수를 고려할 수 있다.

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폼 코어 샌드위치 구조물에서 복합재료 스킨의 이방성 특성이 전자기파 투과 특성에 미치는 영향에 관한 연구 (Effects of Anisotropic Properties of Composite Skins on Electromagnetic Wave Propagation in the Foam Core Sandwich Structures)

  • 신현수;전흥재
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.234-237
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    • 2001
  • In this study, efforts were made to understand the propagation of electromagnetic wave through the foam core sandwich structure by the analytical model. Foam core sandwich structure is composed of glass/epoxy composite skins and foam core. Transmittance and reflectance of the arbitrary linearly polarized incident TEM waves through the unidirectional composites, foam and foam core sandwich structures were determined as functions of thickness, fiber orientation of composites, incident angle and polarization angle by the analytical model. From the results of the analysis, the general tendency of transmittance and reflectance of electromagnetic wave through composites, foam and foam core sandwich structures was obtained.

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복합재료 회전원판의 면내응력 해석 (In-plane Stress Analysis of Rotating Composite Disks)

  • 구교남
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.176-179
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    • 2005
  • Rotating annular disks are widely used in data storage devices such as CDs, DVDs(digital versatile disks), and HDs(hard disks) as well as in traditional industrial machines like sawing machines, turbines, brake disks. The exact stress distribution of rotating polar orthotropic disk is derived by solving directly the equilibrium equation instead of using stress function. Stress distributions for typical GFRP and CFRP disks are presented in addition to polycarbonate disk. The results show that the application of CFRP to rotating disk can increase the maximum allowable rotating speed but this may not be applicable to GFRP disk.

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