• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.105-110
• /
• 2001

Autoclave curing using the vacuum bagging method is widely used for the manufacture of advanced composite prepreg airframe structures. Due to increasing use of advanced composites, specific techniques have been developed to repair damaged composite structures. In order to repair the damaged part, it is required that the damaged areas be removed, such as skin and/or honeycomb core, by utilizing the proper method and then repairing the area by laying up prepreg (and core) then curing under vacuum using the vacuum bagging materials. It shall be cured either in an oven or autoclave per the original specification requirements. Delamination can be observed in the sound areas during and/or after a couple times exposure to the elevated curing temperature due to the repeated repair condition. This study was conducted for checking the degree of degradation of properties of the cured parts and delamination between skin prepreg and honeycomb core. Specimens with glass honeycomb sandwich construction and glass/epoxy prepreg were prepared. The specimens were cured 1 to 5 times at $260^{circ}F$ in an autoclave and each additionally exposed 50, 100 and 150 hours in the $260^{circ}F$ oven. Each specimen was tested for tensile strength, compressive strength, flatwise tensile strength and interlaminar shear strength. To monitor the characteristics of the resin itself, the cured resin was tested using DMA and DSC. As a results, the decrease of Tg value were observed in the specific specimen which is exposed over 50 hrs at $260^{circ}F$. This means the change or degradative of resin properties is also related to the decrease of flatwise tensile properties. Accordingly, minimal exposure on the curing temperature is recommended for parts in order to prevent the delation and maintain the better condition.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
• /
• pp.501-504
• /
• 2011

본 연구에서 터보프롭 항공기의 프로펠러 블레이드에 대한 구조 설계 연구를 수행하였다. 프로펠러는 고속으로 비행할 수 있는 추력을 얻기 위해 구조적으로 높은 강도가 요구된다. 본 연구에서는 로펠러 구조 설계 시 고강도 및 고강성의 특성을 지닌 카본/에폭시 복합재료가 적용되었으며, 경량화를 위하여 스킨-스파-폼 샌드위치 구조 형태를 채택하였다. 구조 설계 하중은 블레이드에 작용하는 공력하중과 원심 하중을 분석하여 결정하였으며, 스파 플렌지는 굽힘 하중을 담당하고 스킨은 전단 하중을 담당하도록 복합재료 설계 개념을 반영하였다. 구조 안전성을 평가하기 위하여 상용 유한 요소 해석 코드인 나스트란을 활용하여 구조 해석을 수행하였다. 최종 공력 및 구조 설계 결과 분석을 통하여 설계된 프로펠러 블레이드의 효율이 우수하며 안전한 구조인 것으로 검토되었다.

• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.119-125
• /
• 2021

Subsea pipelines are widely used to transport hydrocarbons from ultra-deep seawater to facilities on the coast. A sandwich pipe is a pipe-in-pipe system in which the annulus between the two concentric steel pipes is filled with polymer cores and fillers for insulation and structural reinforcement. Sandwich pipeline is always exposed to complex loading such as bending moment, bulking, internal and external pressures caused by installation, operation and environmental factors. This research provides insights into the structural integrity of sandwich pipeline exposed to complex loading conditions using a linear matching method (LMM). The finite element model of the sandwich pipeline has been generated from previous research, and the model validation is performed by comparing the results of the linear analysis between the two models. The temperature dependent material properties are used to simulate the behavior of real pipeline, and the elastic-perfectly plastic (EPP) model has been taken into account for the material non-linearity. Numerical results provide comprehensive insights into the structural response of the sandwich pipeline under monotonic and cyclic loading and provide notable points about the evaluation of the plastic collapse limit and the elastic shakedown limit of the sandwich pipeline.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권2호
• /
• pp.149-156
• /
• 2007

본 연구에서는 한국의 차세대 해양 운송 시스템 구축의 일환으로 개발 중인 소형 위그선의 주익 및 수평 미익의 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조안정성과 경량화를 위해 스킨-스파-폼 샌드위치 구조를 채택하였으며 탄소/에폭시 복합재료를 주로 적용하였다. 구조 안전성 및 안정성 평가를 위해 상용 유한 요소 코드인 NASTRAN을 활용하였으며 단계별 구조 설계 변경을 통해 최종 설계 요구 조건을 만족시켰다. 또한 동체와 연결 부위는 용이한 장탈착과 20년 이상의 피로 수명을 보장할 수 있도록 8개의 고강도 볼트를 이용한 삽입 볼트 형태의 구조를 채택하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권4호
• /
• pp.336-343
• /
• 2014

깃끝단 후퇴각을 가지는 현대 터보프롭 항공기의 최신 프로펠러는 고속으로 비행할 수 있는 추력을 얻기 위해 구조적으로 높은 강도가 요구된다. 본 연구에서는 프로펠러 구조 설계 시 고강도 및 고강성의 특성을 지닌 카본/에폭시 복합재료가 적용되었으며, 경량화를 위하여 스킨-스파-폼 샌드위치 구조 형태를 채택하였다. 구조 설계를 위한 구조 하중은 블레이드에 작용하는 공력하중을 분석하여 결정하였으며, 스파 플렌지는 굽힘 하중을 담당하고 스킨은 전단 하중을 담당하도록 복합재료 설계 개념을 반영하였다. 구조 안전성을 평가하기 위하여 상용 유한 요소 해석 코드인 나스트란을 활용하여 구조 해석을 수행하였다. 시제품 블레이드의 구조 시험을 통하여 적용된 구조설계 방법론이 적절함을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제22권1호
• /
• pp.22-31
• /
• 2009

최근 화석 연료가 고갈됨에 따라 대체 에너지 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 여러 대체 에너지들 중 풍력 발전기는 바람의 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 시스템으로 매우 친환경적이기 때문에 다양하게 연구되고 있다. 따라서 본 연구의 목표는 500W급 소형 풍력 발전용 블레이드의 개발로서 외국에 비하여 상대적으로 풍속이 낮은 국내와 같은 지역에 적용할 수 있도록 설계 되어야 한다. 본 논문에서는 피로수명을 고려한 고효율 경량화 블레이드의 공력설계 및 구조설계 방법이 제안되었으며, 구조해석으로 선형 정적해석, 좌굴해석, 진동모드해석이 수행되었다. 또한 풍력 발전 시스템에 발생할 수 있는 유체충돌해석을 모사하였다. 해석결과들은 유압시험장비를 이용한 구조시험 빛 성능시험의 결과와 비교되었고, 비교적 잘 일치하여 설계결과의 안전성을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제30권4호
• /
• pp.235-240
• /
• 2017

아교는 수용성을 띄는 접착제로, 이 특징에 의해 물에 약하다는 단점에도 불구하고 전통적인 고가구에 많이 사용되어 왔다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브를 도입에 따른 아교의 계면특성 및 열적특성 그리고 방수특성 개선에 대한 연구를 진행하였다. 탄소나노튜브의 비율이 증가함에 따라 아교를 이용하여 접착한 돌침대용 목재 샌드위치 판 상부의 실시간 온도측정을 진행하였다. 나무와 아교접착제 간의 계면특성의 변화를 알아보기 위하여 랩 전단 실험을 실시하였고, 습도가 높아짐에 따라 물성이 약해지는 아교의 단점을 개선하기 위하여 탄소나노튜브를 도입에 따른 아교의 방수특성이 개선되는지 대한 실험을 진행하였다. 랩 전단시편을 물에 담근 후 랩 전단 실험을 진행하여 기존의 결과와 비교하여 차이가 얼마나 나는지 비교하였다. 이를 증명하기 위하여 물과의 정적 접촉각을 이용해 탄소나노튜브의 함량에 따른 아교접착제의 소수성 정도를 비교하였다. 실험결과 아교 접착제에 탄소나노튜브를 도입으로 계면특성, 열적특성 및 방수특성이 개선되었다.

• 한국안전학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.8-13
• /
• 2018

The light weight composite materials have been replacing in high performance structures. The object of this study is to examine the effects of the initial crack location about a delamination in a PVC foam cored sandwich composite that is used for the strength improvement of structures. The initial crack location and fiber laminates thickness were changed with several types. The MMB specimen was used for evaluating the fracture toughness and crack behaviors. The material used in the experiment is a commercial twill carbon prepreg in CFRP material and Airex in PVC foam core. Sandwich laminate composites are composed by PVC foam core layer between CFRP face sheets. The face sheets were fabricated as 2 types of 5 and 8 plies. The initial cracks were located in a PVC form core and the interface of upper CFRP sheet. From the results, the crack initiation was affected with the location of the initial crack inserted in the PVC foam core. Among them, the initial crack at 1/3 of the upper part of the PVC foam core was the most rapid progression. And the critical energy release rate was $0.40kJ/m^2$, which is the lowest value when the initial crack was inserted into the interface between a PVC foam core and CFRP laminated with 5 plies. Meanwhile, the highest value of $1.27kJ/m^2$ was obtained when the initial crack was located at the center line in case of the 8 plies.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
• /
• pp.56-56
• /
• 2012

본 연구는 가정용 및 산업용 유해가스제거용 필터여재의 제조에 관한 것으로 핫멜트(hot-melt) 분사 시스템에 의한 다층구조의 부직포와 활성탄 등의 흡착물질로 구성되는 샌드위치 복합시트 및 필터여 재의 제조에 사용되는 구성재료의 최적화에 관한 연구이다. 스프레이 본딩 시스템에 의한 공정은 종래의 유해가스제거용 필터 미디어의 제조하는 방법인 활성탄과 바인더 역할을 하는 핫멜트 수지를 혼합하여 부직포 원단에 도포하여 활성탄을 부착시키는 공정에 비해 도포되는 핫멜트 수지의 양이 감소에 의한 생산비절감과 충분한 활성탄 도포에 의한 기능성 향상 등에 의해 유해가스 포집율을 높일 수 있으며 공정 이후 스프레이에 의해 도포된 핫멜트수지의 자연건조 방식에 의한, 열원이 불필요하며, 에너지가 절감되며, 속도 향상에 의한 생산성 향상, 분진발생 최소화로 인한 제조현장의 환경개선이 가능할 것으로 사료된다. 1차적으로 본 연구의 필터제조의 최적화를 위해서 스프레이 본딩시스템에 효율적으로 사용가능한 다양한 수지를 검토하였으며, 기존 외산 캐빈필터여재의 미세구조 및 성능특성, 다양한 활성탄의 흡착성능검토, 사용 가능한 여재의 특성분석을 통해 다층구조의 필터 여재에 사용 가능한 구성재료의 최적화에 중심을 두었다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제44권4호
• /
• pp.378-383
• /
• 2009

본 연구에서는 피라미드 형상의 코어재를 갖는 복합판재의 성형해석을 위한 축약모델의 사용이 제안되었다. L형 굽힘성형에 대하여 유한요소해석에 의한 해석을 수행하여 제안된 축약모델의 정확성과 유효성이 검증되었다. 성형해석의 정확성을 향상하기 위하여 코어의 보다 상세한 모델링과 코어성형에 의한 가공경화의 고려가 수행되었다. 변형형상과 성형하중곡선에 대하여 비교하였으며 실험과 좋은 일치를 보였다. 힘-하중 곡선의 비교에서 본 해석이 좌굴후변형거동을 잘 예측할 수 있음을 보였다.