• Composites Research
• /
• 제14권2호
• /
• pp.50-59
• /
• 2001

다목적헬리콥터용으로 설계된 복합재 무힌지 로터깃에 대하여 강도저하모델을 활용하여 비행모사 하중스펙트럼에 따라 피로파손 확률분포와 잔여강도 변화거동을 해석하여 피로수명을 예측하였다. 이때 작용하는 피로하중은 실제 헬리콥터 운용상태를 모사하는 무힌지 로터깃의 표준하중스펙트럼인 FELIX 데이터로부터 비행 대 비행 하중스펙트럼을 구성하였고 피로손상이 가장 극심하게 예상되는 깃뿌리 부근의 국부응력스펙트럼은 스킨과 스파의 적층구조해석을 수행함으로써 구하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.535-540
• /
• 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.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권5호통권72호
• /
• pp.621-628
• /
• 2004

본 연구에서는 보강판의 좌굴방지를 위해 기존에 주로 사용되는 보강재를 복합재료를 사용하여 대체하는 새로운 개념을 소개한다. 강재 보강재를 복합재료로 대체함으로써 용접의 불편함과 피로 등에 의한 손상 및 부식을 원천적으로 제거할 수 있다. 강판에 접착되는 복합재료는 강판이 좌굴할 때까지 완전히 접착된 것으로 가정하였다. 이렇게 구성되는 판은 길이와 폭 방향으로 변단면의 형태를 가지며 비등방성의 재료특성을 나타낸다. 이러한 비등방성 변단면 판의 좌굴해석을 위해 범용 유한요소 프로그램인 LUSAS를 사용하였으며 여러 가지 매개변수 변화 해석을 통해 비등방성 변단면 판의 좌굴거동 특성을 살펴보았다.

• Composites Research
• /
• 제23권6호
• /
• pp.7-13
• /
• 2010

CNG 차량에서 실사용 중 Type3 복합재료 압력용기의 외부 복합재 층에 결함이 발생된다면, 용기의 구조적 성능 즉, 원래의 설계수명보다 반복수명이 감소되는 현상을 초래할 수 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 복합재 결함을 고려한 복합재료 압력용기의 유한요소 모델링과 해석 기법을 제시하였다. Type3 복합재료 압력용기의 유한요소해석은 자긴처리 공정에서 알루미늄 라이너의 소성 변형으로 인해 경로 의존적 현상을 보이므로, 실사용 중 결함이 발생되는 실제 환경을 고려한 해석에서 결함은 자긴압력 이후에 도입되어야한다. 이러한 상황의 사실적인 시뮬레이션을 위해, 해석의 중간단계에서 결함이 도입되는 유한요소 모델링과 해석 기법이 제시되었으며, 해석결과는 해석의 시작단계에서부터 모델에 초기결함을 내포하는 일반적 유한요소해석과 비교되었다. 제안된 해석 기업은 Type3 복합재료 압력용기의 복합재층 손상에 따른 영향성 평가 및 실사용 중에서의 검사 기준을 마련하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제16권4호
• /
• pp.66-73
• /
• 2003

충격 시나 충격 후 압축 할 때 구조용 복합재의 거동에 대한 중요성은 충격 손상과 충격후압축강도 예측에 대한 해석적 모델을 개발하기 위해 간과될 수 없을 것이다. 본 연구는 3mm두께의 $[45/-45/0/90_{3s}$ - IM7/8552린복합재판들을 이용하여 준정적횡하중시험, 저속충격시험, 충격후압축강도시험 및 구멍이 있는 시편의 압축강도시험 등을 수행한 후 이로 부터 발견된 결과들을 제시하였다 준정적횡하중과 충격하중시험에서 발생한 손상면적들이 서로 유사하며. 또한 5.4 J 부터 18.7 J 까지의 다양한 에너지준위들을 가진 낙하충격 시험 곡선들과 정적시험 곡선들도 서로 유사하다는 결론을 얻었으며. 이때 주어진 에너지 준위에서 정적과 충격시의 최대하중 값들이 잘 일치한다는 사실을 확인 하였다. 충격 후 압축시험에 의한 시편들의 파괴거동이 압축하중하의 구멍이 있는 적층판에서 관찰된 파괴거동과 매우 유사하과는 사실도 확인 되었다. 충격손상 후 잔류강도는 충격손상 등가구멍이 있는 경우의 시편에서 측정된 압축 강도와 잘 일치 하였다. 이와 같은 실험적 연구 결과들은 충격손상면적과 충격후압축강도의 예측에 대한 단순만 해석모델들이 이들 시험결과들로부터 관찰된 파괴기구를 기초로 하여 개발될 수 있음을 제시하고 있다.

• Composites Research
• /
• 제26권3호
• /
• pp.175-181
• /
• 2013

고속충격을 받는 복합재 적층판의 충격거동 특성 중에서 관통 후 잔류속도, 시편에 의한 충격흡수에너지 그리고 충격손상영역에 대한 평가와 예측이 중요하다. 본 논문에서는 고속충격을 받는 Carbon/Epoxy 복합재 적층판의 잔류속도와 흡수에너지를 준실험적 방법을 통하여 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 고속충격에 의한 시편의 흡수에너지를 정적에너지와 동적에너지로 구분하였으며 정적에너지는 보강섬유의 파손과 정적 탄성에너지와 관련 있는 준정적압입실험을 통한 관통에너지를 사용하였다. 동적에너지는 고속충격 시 시편 일부의 움직임과 관련한 운동에너지에 대하여 몇 가지 모델을 제안하여 비교하였다. 공압을 이용한 고속충격실험을 수행하고 예측 값과 비교 분석하였다. 시편의 손상영역은 C-scan을 통하여 측정하였다. 관통한계속도보다 큰 초기 속도인 경우, 정적에너지인 관통에너지 뿐 만 아니라 시편의 동적 에너지가 시편 전체 흡수에너지에 크게 기여함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.237-247
• /
• 1993

본 연구에서는 CFRP 적층재를 구조재료로 사용할 경우 우수한 인장강도를 갖 지만, 충격하중에 취약한 특성을 갖기 때문에 구조안정성에 관한 큰 문제의 하나로 충 격손상을 받은 적층판의 잔류 압축강도가 현저히 저하되는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.특히, 충격손상에 의한 압축강도의 저하는 인장강도보다 압축강도에 중점을 두는 항공기의 강도설계에서 중요한 문제가 되므로, 저속충격에 의한 복합재료 구조체 의 충격파괴의 문제를 잘 이해하는 것이 요구된다. 지금까지의 연구에 의하면 CFRP 복합적층재의 손상은 주로 층간박리현상과 손상역의 크기변화를 실험적으로 고찰하였 다.

• Composites Research
• /
• 제28권4호
• /
• pp.155-161
• /
• 2015

본 연구는 복합재료 구조물에 전기-기계 변환 기능을 융합한 센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법에 관한 것으로 복합재료 구조물 자체가 센서 역할을 수행할 수 있도록 하여 구조 스스로 충격이나 진동 신호를 감지하고 손상 위치 또는 손상 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다기능 복합 구조물에 관한 연구이다. 복합재 구조물에 전기-기계 변환 기능을 부여하기 위해 복합재 제작에 사용되는 에폭시 수지 대신 전기-기계 변환기능을 갖는 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,\;Ti)O_2$ (PNN-PZT) 분말과 에폭시 수지를 1:30 wt% 혼합하여 제작된 스마트 수지를 사용하였다. Hand Lay-up 공법과, VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방법을 이용하여 유리섬유에 스마트 수지를 함침시켜 센서-구조 일체형 복합재료 구조물을 제작하였다. 구조물을 센서로 사용하기위해 시편의 윗면과 아랫면에 전도성 도료를 사용하여 전극을 제작하였고, 고전압 앰프를 이용하여 상온에서 30분간 4kV/mm의 전계로 분극 처리를 수행하였다. 이후 충격망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 출력되는 전기 신호와 충격망치 신호를 비교하여 충격 신호 감응 및 감도를 측정하고 그 결과를 기술하였다.

• Composites Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2006

적층 복합재료에 가해지는 저속충격에 의한 동적 거동 및 손상의 예측은 복합재 구조물의 설계에 중요한 문제가 되고 있다. 특히 저속충격에 의한 손상을 기술하기 위하여 적층판 내의 면내응력 뿐만 아니라 층간응력이 중요한 역할을 하는데, 기존의 전통적인 접근 방법은 이들을 효과적으로 기술하지 못하는 단점이 있다 본 논문에서는 이러한 동적거동 및 손상을 기술하기 위한 수치해석 모델로서 내부 미시구조를 고려한 직접수치모사(DNS)방법을 이용하여 DNS 모델을 구성하였다. 그리고 이를 저속충격 문제에 적용하여 저속충격에 의한 동적 거동 및 재료내의 층간응력 해석을 미시적으로 접근하였다. 이때 기존의 거시적인 접근 방법에 따른 균질모델의 결과와 비교 해석을 보였다. 한편 복합재료 적층판의 효율적인 저속충격해석을 위하여 DNS 개념을 적용한 멀티스케일 모델을 개발하여 기존의 균질화된 모델에서 보일 수 없었던 충격 부위의 국부적인 동적 거동을 효과적으로 기술하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권12호
• /
• pp.1345-1350
• /
• 2014

본 연구에서는 자동차 판스프링을 대상으로 유리섬유 복합재의 적용을 위한 해석적 방법들을 제시하였다. 즉, 판스프링의 정적거동에 영향을 미치는 복합재 재료의 구성 성분비와 섬유각의 변화 등을 고려한 해석을 수행하였다. GFRP 복합재의 기계적 성질들은 ASTM 표준시험 방법을 따라서 직접 측정하였으며, 역해석 방법을 통해서 섬유와 수지 각각의 직교이방성과 등방성 성질들을 시험결과들로부터 재구성하였다. 다음으로 섬유의 방향과 섬유와 수지의 함유량 비와 같은 주요 재료변수들의 변화에 따른 스프링 계수들의 변화를 분석하였다. 마지막으로 초기 파괴하중을 예측하기 위해서 선형 탄성해석과 파손조건식을 이용해서 점진적 파괴해석을 수행하였으며, 그 결과 최초의 손상부위는 전단응력에 의해 판스프링의 모서리 부위에서 발생하였다.