• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.90-95
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• 2011

이 연구는 압축천연가스자동차용 Type III 용기 복합재에 발생한 스크래치, 컷, 가우지 등의 손상을 평가하여 계속 사용여부를 판정하기 위해 수행하였다. 결함내구성 시험결과, 복합재의 손상등급에 따라 ISO 19078에서 정한 최소요구 반복회수(11,250회)는 모두 만족하였고 용기의 반복성능은 손상등급 1, 2에서는 20,000회를 상회하다가 손상등급 3에서는 18,000~21,000회의 범위를 나타내었다. 실험용기 12개 중 8개가 Type III 용기복합재 결함의 영향을 받아 파괴되었고 나머지는 결함과 관계없이 파괴된 것으로 판단된다. 전산모사에 의한 구조해석결과는 $1.25\;mm{\times}200\;mm$의 결함모델에 사용압이 가해졌을 때 발생한 응력은 79.5 MPa이고 무결함 용기의 라이너 평탄부에 발생한 응력은 66.6 MPa로서 약 19.37%의 차이가 발생하였다. 이것은 라이너의 피로수명에 영향을 미칠 수 있는 차이로 볼 수 있고 이 결함은 용기의 반복성능에 영향을 미치는 임계값으로 판단할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.279-285
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• 2012

본 논문에서는 섬유강화 복합재에 대해 균질화법과 접목된 페리다이나믹 전산해석 방법론을 제시하였다. 복합재료에 대해 제시된 해석모델로 동적 취성 파괴 및 손상해석을 수행하였다. Coker 등(2001)에서 제시된 비대칭 하중 하의 섬유강화 복합재의 동적 파괴 실험결과와 비교하여 페리다이나믹 비국부 해석모델이 다양한 동적 파괴특성 및 극초음속으로 균열이 진전되는 것을 잘 모사할 수 있음을 검증하였다. 또한 대칭 하중조건에 대한 해석결과와 비교하여 비대칭 하중이 더 높은 균열전파 속도를 유발하는 것을 확인하였다. 수치해석 결과들이 실험 결과들에 부합함을 또한 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.42-51
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• 2001

본 연구에서는 복합재료에 삽입된 광섬유센서의 인장하중하에서의 정적 물성치와 피로하중하에서의 동적 물성치를 실험적인 방법과 유한요소해석을 통하여 고찰하였다. 결과에 의하면 삽입된 광섬유센서는 인접한 강화섬유에 수직한 방향으로 삽입된 피로하중의 경우를 제외하고 복합재료의 기계적인 물성치에 큰 영향을 끼치지 않는다고 결론지을 수 있다. 광강도형 광섬유센서를 복합재료 적층판에 삽입하여 복합재 적층판의 강성저하를 측정함으로써 직교적층판 피로손상을 검출하였다. 이 실험의 결과에 의하면 광강도형 광섬유센서는 간단하고 저렴한 장치와 측정된 신호의 복잡한 후처리 과정이 필요 없다는 장점으로 인하여 구조물의 강성저하를 측정하여 피로손상을 감시하는데 있어서 큰 잠재력을 가진다고 할 수 있다. 또한 삽입된 광강도형 광섬유센서는 우수한 내 피로성과 넓은 강성측정 범위를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.147-156
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• 2004

최근에 구조적인 손상을 입은 철근콘크리트 구조물은 내구성과 내력 향상을 위해 보수 보강이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보가 휨에 의해서 손상되었을 경우 손상이전의 상태로 내력복원을 할 수 있는지를 규명하고자 한다. 실험결과 기준실험체와 강판 탄소섬유시트 격자탄소섬유판으로 보강한 실험체를 비교할 때, 휨내력은 상승하였고, 연성도와 에너지흡수능력도 기준실험체에 비해 큰 차이를 보이지 않아 보강재인 강판 탄소섬유시트 격자탄소섬유판(복합재)은 R.C보의 휨보강재로 매우 우수한 성능을 보유하고 있다고 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권6호
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• pp.377-384
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• 2022

복합재 항공기 구조물의 설계 시 인증을 고려한 재료 허용치와 설계치의 설정이 매우 중요하다. 그리고 복합재 구조물의 재료 허용치와 설계치의 설정은 정적강도, 손상허용 요구 조건 및 환경효과가 고려되어야 한다. 빌딩블록 접근법은 오랫동안 민간 및 군수 항공 산업에 적용되어 왔으며 중요한 인증 방법론을 제공하였다. 현재의 인증 방법은 시편, 요소, 부구성품 및 전기체 시험을 포함하는 광범위한 실험을 기반으로 한다. 본 논문에서는 복합재 허용치 실험 사례가 제시되며 빌딩 블록 접근 방식의 중요한 배경 및 적용방법이 제시된다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.337-343
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• 2004

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인레스 강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 미끄럼 방향의 효과는 다르며 작용하는 마모 메커니즘의 형태에 의존한다. (2) 상온에서 경면 가공한 스테인리스 스틸에 대하여 미끄럼이 일어나면 AP 방향에서 높은 마모 저항과 낮은 마찰계수가 관찰되었다. (3) 복합재의 비마모율은 미끄럼 속도가 증가하면 N방향과 P방향에서는 감소하는 경향을 보이며, AP 방향에서는 증가하다가 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (4) 복합재의 마찰계수는 미끄럼 속도가 증가하면 3방향 모두 증가하다가 일정한 값에 수렴하면 N방향이 가장 크며, P방향과 AP방향 순이다. 이는 N방향에서 마찰초반에 발생한 섬유의 쟁기질에 의한 상대재 표면의 손상과 돌기변형에 따른 것이며, AP방향의 마찰계수가 가장 낮다.

• Composites Research
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• 제18권3호
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• pp.7-13
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• 2005

본 논문에서는 하이브리드 복합재 철도차량차체에 적용되는 복합적층판에 대한 저속충격시험을 수행하였다. 이를 위해 2.4J, 2.7J 및 4.2J의 세 가지 충격에너지 조건에서 세 가지의 다른 적층구조를 갖는 적층판에 대한 저속충격시험을 수행하였다. 시험에 적용된 직조된 카본/에폭시 적층판의 크기는 $100mm\times100mm$ 이다. 충격시험 후 충격하중이력, 흡수된 에너지 및 손상면적 등이 각 충격에너지와 적층순서에 따라 고찰되었다. 손상면적은 육안검사와 C-scan을 이용하여 동시에 검사하였다. 시험결과 흡수된 에너지는 $[fill]_8$, 적층판이 가장 높았고 $[fill_2,/warp_2)_s$ 적층판이 가장 낮았다. 또한 손상면적은 $[fill]_8$, 적층판에서 가장 넓은데 이것은 상대적으로 흡수에너지가 높기 때문이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권5호
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• pp.445-454
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• 2003

구조건전성 모니터링은 복합재 구조물이 운용되는 단계에서뿐만 아니라 설계 및 제작단계에서도 중요한 관심사가 되고 있다. 과도한 하중이나 저속충격은 모재균열이나 층간분리와 같은 복합재 파손의 원인이 될 수 있으며 이러한 손상은 구조물의 하중지지성능을 저하시키게 된다. 지능형 복합재 구조물에서의 구조건전성 모니터링기술의 개발은 항공기와 길은 복합재 구조물의 안전성 향상에 도움이 될 수 있다 본 연구에서는 압전세라믹 센서 및 광섬유 센서를 복합재 구조물의 건전성 모니터링에 적용하였으며 파손신호의 특징파악 틴 충격위치 검출을 위한 신호처리 방법을 제안하였다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.238-245
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• 2018

수압램 현상은 전투용 항공기의 주요 전투 손상 중 하나이며, 항공기 기체 생존성 평가에 중요한 영향을 미친다. 수압램 효과는 유체-구조물간의 상호관계를 통하여 나타나며, 구조물의 동적 변형률을 측정하여 파손 거동 및 파손 여부를 확인할 수 있다. 본 논문에서는 수압램 현상을 모사할 수 있는 수압램 시험 장치를 이용하여 수압램에 의한 복합재 T-Joint의 파손 시험을 수행하였다. 또한 계측기기의 입력 정전용량과 시간 상수 확인을 위해 PVDF 센서 보정 시험을 수행하였다. 복합재 T-Joint에 스트레인 게이지와 전하증폭기를 사용하지 않은 PVDF 센서를 부착하여 수압램 현상에 의한 복합재 T-Joint의 동적 변형률을 측정하였다. PVDF 센서와 스트레인 게이지의 동적 변형률을 이용하여 복합재 T-Joint의 파손 거동 및 파손 여부를 확인하였다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.9-17
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• 2008

본 논문에서는 저속충격하중을 받은 필라멘트 와인딩 탄소섬유강화 복합재 압력용기의 잔류강도 저하특성에 대한 수치해석 및 실험결과에 대해서 논한다. 복합재 압력용기의 원통부의 여러 곳에 대해 낙하 공구의 끝단을 모사한 삼각형 충격자를 사용한 저속 충격시험이 실시되었고, 유한요소해석을 수행하여 충격시의 기계적 변형 및 응력분포 거동에 대한 예측을 실시하였다. 충격하중을 받은 복합재 압력용기의 잔류강도 저하 특성을 정량적으로 평가하기 위해, 충격부위를 포함하는 원환시편을 압력용기의 실린더부로부터 채취하여, 원주방향 내압인장강도 측정 수압시험법으로부터, 원환시편의 수압파열 압력을 측정하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 충격 에너지의 수준에 따른 잔류강도 변화가 성공적으로 계측되었으며, 복합재 압력용기의 충격손상허용을 정량적으로 평가하기 위한 유용한 방법론이 정립되었다.