• 제목/요약/키워드: 복합재 손상

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배열 압전 능동 센서를 이용한 볼트 구멍의 층간분리 탐지 (Delamination Detection at a Bolt Hole Using a Built-in Piezoelectric Active Sensor Array)

  • 박찬익;김민성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.550-557
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    • 2008
  • 영구히 장착된 배열 압전 능동 센서를 사용하여 복합재 보강판의 볼트 구멍에 있는 층간분리 손상을 탐지하였다. 다양한 신호처리 기법을 사용하여 국부적인 수직하중에 의하여 발생한 볼트 구멍 주위의 눈에 보이지 않는 작은 층간분리를 탐지하였다. 배열 압전 센서를 사용하여 진단신호를 생성하였으며, 응답신호를 측정하였다. 응답신호를 신호 처리하여 손상에 민감한 특성들을 추출하였다. 이 특성들을 사용하여 손상 지수를 계산하였고, 손상 지수를 사용하여 손상의 유무와 위치를 추정하였다.

열중량분석기를 적용한 탄소섬유/에폭시 복합재의 구성재 함유율 측정 기법 (Measurement Method for Constituent Contents of Carbon Fiber/Epoxy Composites Using Thermogravimetric Analyzer)

  • 장정근;차재호;이보미;윤성호
    • Composites Research
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    • 제33권6호
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    • pp.341-345
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    • 2020
  • 열중량분석기를 적용하여 탄소섬유/에폭시 복합재의 구성재 함유량을 평가하기 위한 측정기법을 제시하였다. 시험에 사용된 시료는 탄소섬유/에폭시 토우 프리프레그로 제작된 스트랜드 시편에서 채취하였으며 시간에 따른 시료의 무게 변화를 실시간으로 측정하였다. 또한 전자현미경을 이용하여 수지 제거 여부와 탄소섬유의 열손상 상태를 관찰하였다. 연구결과에 따르면 열중량분석기를 적용하면 기존의 머플로를 적용한 경우에 비해 소량의 시료에 대해서도 시험이 가능하며, 설정 온도와 노출 시간을 제어함으로써 구성재의 함유량을 효율적이고 정량적으로 평가할 수 있음을 알 수 있었다.

압전필름센서를 이용한 복합재 샌드위치 보의 저속충격 모니터링 (Low Velocity Impact Monitoring for a Composite Sandwich Beam Using Piezo Thin Film Sensors)

  • 박찬익;이관호;김인걸;이영신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.51-56
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    • 2003
  • 압전필름센서는 우수한 동적 감지 특성을 갖고 있어 복합재 구조의 저속충격을 모니터링하는데 유용하게 사용될 수 있다. 복합재 샌드위치 보에 대한 충격응답함수를 유도하였으며, 이를 충격시험와 비교하였따. 충격시험은 손상이 발생하지 않는 저에너지 조건에서 계측장치가 부착된 낙하식 충격시험기를 이용하여 수행하였다. 충격하중에 으한 샌드위치보의 거동을 예측하는 정방향 문제와 압전필름센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석의 결과는 잘 일치하였다. 본 연구를 통하여 압전필름센서를 이용한 복합재 샌드위치 구조의 저속충격 모니터링 가능성을 확인하였다.

손상크기에 따른 시간영역에서의 구조물 진단 (Structural Diagnosis in Time Domain on Damage Size)

  • 권대규;임숙정;방두열;이성철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.259-262
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    • 2002
  • This paper provides the experimental verification of a non-destructive time domain approach to examine structural damage. Time histories of the vibration response of structure were used to identify the presence of damage. Damage in a structure cause changes in the physical coefficients of mass density, elastic modulus and damping coefficient. This paper examines the use of beam like structures with PVDF sensor and PZT actuator to perform identification of those physical parameters, and hence to detect the damage. Experimental results are presented from tests on cantilevered composite beams damaged at different location and with damage of different dimensions. It is demonstrated that the method can sense the presence of damage, and characterize the damage to a satisfactory precision.

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FEM을 이용한 DCB 구조체의 피로 해석에 관한 연구 (Study on Fatigue Analysis of DCB structure using FEM)

  • 최해규;김세환;조재웅
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.785-788
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    • 2012
  • 본 논문에서는 접착제로 접합된 DCB 구조체의 피로 해석을 수행하였다. 두께가 25및 40 mm인 두 모델들의 피로수명과 피로손상의 해석 결과를 비교해보면, 두께 25 mm인 모델이 두께 40 mm인 모델에 비하여 수명과 손상이 불리한 것으로 나타났으며 불규칙 피로하중에서는 'SAE transmission'에서 가장 불리한 값을 나타냈다. 또한 'SAE transmission'에서 가장 안정한 경향을 보이고 있고 상대적인 손상으로서 약 1.1에서 1.8 % 정도로 가장 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 접착제로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 피로거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.

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수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개의 피로수명 설계에 관한 연구 (A Study on Fatigue Life Design for Horizontal Axis Wind Turbine Composite Blade)

  • 공창덕;방조혁;정종철;강명훈;정석훈;류지윤;김기범
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.47-52
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    • 1999
  • 피로시험은 구조설계에 있어서 필수적인 과정으로서, 구조물의 요구수명 만족여부를 판단하기 위해 수행된다. 본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개가 요구수명 20년이상 안전하게 운용되어질 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. tan Bond의 실험식과 S-N선형 손상 방법을 사용하여 요구 피로강도를 계산하였으며, 설계된 복합재 회전날개의 유한요소 해석 결과와 비교하기 위해 측정하중 스펙트럼과 Spera의 피로하중 실험식을 이용하여 회전날개에 적용시킬 피로하중을 계산하였다. 계산된 피로하중에 대한 유한요소 해석을 수행하여 검토한 결과, fan Bond의 실험식을 이용하여 예측한 최대 요구 피로강도보다 낮은 범위에 있음을 확인하였다.

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고온분위기하에서 탄소섬유강화 복합재적층판의 충격손상과 잔류굽힘강도 (A Study on the Impact Damage and Residual Bending Strength of CF/EPOXY Composite Laminate Plates Under High Temperature)

  • 양인영;박정수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권8호
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    • pp.1930-1938
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    • 1994
  • In this paper, the effects of temperature change on the impact of CFRP laminates was experimentally studied. Composite laminates used for this experiment are CFRP orthotropic laminated plates, which have two-interfaces$[0_6^{\circ}/90_7^{\circ}]_s$ and four-interfaces$[0_3^{\circ}/90_6^{\circ}/0_3^{\circ}]_s$. The interrelations between the impact energy vs. delamination area, the impact energy vs. residual bending strength, and the interlayer delamination area vs. the decrease of the residual flexural strength of carbon fiber epoxy composite laminates subjected to FOD(Foreign Object Damage) under high temperatures were experimentally observed.

탄소섬유강화 복합재 적층판의 충격파괴 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Impact Fracture in CFRP Laminate Plates)

  • 양인영;정종안
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제3권5호
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    • pp.38-46
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    • 1995
  • In this paper, an experimental study on the effects of the impact damage and the perforation characteristic of CFRP laminates with different fiber stacking orientation and ply number was done through an observation of interrelations between the impact energy vs. transmitted energy and the impact energy vs. absorbed energy per unit volume. The velocities of the ball before or after impact are measured by the high-speed camera. And when CFRP laminates are subjected to tranverse impact by a steel ball(${\phi}10$), the delamination shapes generated by impact damage are observed by using SAM (Scanning acoustic Microscope).

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MFC와 능동 제어를 이용한 손상된 복합재의 동적 특성 복원 (Dynamic Characteristics Modification of Damaged Composite Structure Using MFC and Active Control Algorithm)

  • 손정우;김흥수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.1066-1072
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    • 2013
  • In this work, active control algorithm is adopted to reduce delamination effects of the damaged composite structure and control performance with MFC actuator is numerically evaluated. Finite element model for the damaged composite structure with piezoelectric actuator is established based on improved layerwise theory. In order to achieve high control performance, MFC actuator, which has increased actuating force, is considered as a piezoelectric actuator. Mode shapes and corresponding natural frequencies for the damaged smart composite structure are studied. After design and implementation of active controller, dynamic characteristics of the damaged smart composite structure are investigated.

필리멘트 와인딩 복합재 고압압력용기의 충격저항성 해석 (Analysis for Impact Damage Resistance in Filament Wound Composite Pressure Vessel)

  • 박재범;황태경;김형근;김정규;강기원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제29권8호
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    • pp.1109-1117
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    • 2005
  • To identify damage that develops in filament wound composite pressure vessels subjected to low velocity impact, a series of impact tests was performed on specimens cutting from the full scale pressure vessel. The resulting damages by the three different impactors were assessed by the scanning acoustic and metallurgical microscope. Based on the impact force history and damage, the resistance parameters were proposed and its validity in identifying the damage resistance of CFRP pressure vessel was reviewed. As the results, the impact resistance of the filament wound composites and its dependency on the impactor shape were estimated quantitatively.