• 제목/요약/키워드: 섬유강화복합재료

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연속섬유강화 플라스틱 복합재료의 반구형 압축성형성에 관한 연구 (A Study on the Hemisphere-Type Compression Molding for Continous Fiber-Reinforced Polymeric Composites)

  • 임용진;오영준;김이곤
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.149-153
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    • 1999
  • During a hemisphere-type compression molding, the wrinkles are caused by complex stress condition. It is very important to clarify the degree of wrinkles in order to have good products. In this paper, the effects of numbers of needling and initial area on the degree of wrinkles are studied. the degree of wrinkle is expressed as nonhomogeneity.

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유리 섬유/열가소성 복합 재료의 기계적 및 함침 특성에 대한 직물 패턴의 영향 (Effect of Textile Pattern on Mechanical and Impregnation Properties of Glass Fiber/Thermoplastic Composite)

  • 김늘새롬;이은수;장영진;권동준;양성백;염정현
    • Composites Research
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    • 제31권6호
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    • pp.317-322
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    • 2018
  • 다양한 산업군에서 복합재료를 적용한 제품개발을 진행하고 있는 상황이며, 재활용이 가능한 장점으로 인해 열가소성 복합재료에 대한 개발이 활발하다. 장섬유 강화 열가소성 플라스틱(Long fiber thermoplastic, LFT)의 형태도 있지만, 연속섬유를 이용한 열가소성 복합재료(Continuous fiber thermoplastic, CFT)에 대한 활용도 증가하고 있다. 본 연구에서는 CFT를 제작할 때 사용되는 강화섬유의 제직 패턴에 따른 영향으로 CFT의 인장, 굴곡, 충격 강도의 변화를 확인하고자 하였다. 복합재료의 물성이 강화섬유의 제직 패턴에 의해 달라지는 원인을 기계적인 물성으로도 평가하였고, CT 촬영기법을 이용하여 내부 기공발생과 섬유 제직패턴과의 상관관계를 분석하였다. CFT의 경우 열가소성 필름이 섬유 로빙 내로 함침되는 수준이 낮기 때문에, 공극의 발생률이 높은 문제가 있다. 섬유 로빙과 로빙사이의 계면이 $100{\mu}m$ 수준으로 조밀하게 형성될 수 있는 평직 섬유 패턴이 CFT의 성형성 및 기계적 물성을 안정화시키는 강화섬유의 조직임을 검증하였다.

탄소/현무암 섬유강화 하이브리드 복합재료의 성형과 기계적 특성 평가 (Fabrication of Carbon/Basalt Hybrid Composites and Evaluation of Mechanical Properties)

  • 이진우;김윤해;정민교;윤성원;박준무
    • Composites Research
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    • 제27권1호
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    • pp.14-18
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    • 2014
  • 탄소섬유 복합재료는 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있는 우수한 재료이지만 가격이 비싼 결점이 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 기계적 강도를 가지며, 가격이 비싸지 않은 재료의 개발을 위해 탄소섬유에 현무암 섬유를 첨가하여 하이브리드 복합재료를 제작하였다. 현무암 섬유의 함유 비율이 높아질수록 강도는 감소하였으며, 탄소의 강화재 비율이 80% 정도에서 CFRP와 유사한 강도를 얻을 수 있었다. 또한 섬유 각각을 적층하여 복합재료를 제작하는 것 보다 섬유사를 혼합시켜 제작한 복합재료에서 더 우수한 기계적 특성을 얻을 수 있었다.

직접 수치 모사법을 이용한 섬유 강화 복합재료의 열팽창계수 예측 (Prediction of Thermal Expansion Coefficients for Fiber-Reinforced Composites by Direct Numerical Simulation)

  • 남윤식;오민환;김광식;조진연
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.771-777
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    • 2007
  • 본 논문에서는 직접 수치 모사 기법을 이용해 섬유 강화 복합재료의 열팽창계수를 예측하였다. 직접 수치 모사 기법을 통해 구한 열팽창계수 예측치와 실험치의 비교를 통해 본 논문에서 제안한 직접 수치 모사 기법을 이용하면 인위적인 가정을 최소화하면서 기존의 방법과 유사하게 복합재료 열팽창계수를 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한 섬유 체적비 변화에 따른 열팽창계수의 변화를 예측하고 그 경향성을 고찰하였다.

섬유강화복합재료 및 전기활성고분자가 적용된 경랑화·내부식성·자가발전 스마트 LED항로표지등 개발

  • 배지훈;송상빈;이윤철
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.130-132
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    • 2018
  • 등부표는 항로를 가리키는 표지의 한 가지로써 암초나 얕은 곳 따위를 알리는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 LED 등부표의 경량화, 내부식성, 높은 기계적 물성확보를 위해 탄소섬유/에폭시 복합재료를 적용하였다. 더불어, 자가발전이 가능한 스마트 LED 등부표 개발을 위해 전기활성고분자 필름을 적용하여 가능성을 확인하였다.

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원형 브레이드 강화 일가소성 복합재료의 역학적 특성 연구(II)

  • 이덕래;김학용;최종주;서민강
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
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    • pp.299-302
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    • 1998
  • Textile composite란 직물, 편성물, 브레이드, 3축포 등의 텍스타일 제품을 강화재로 사용한 섬유강화 복합재료의 충칭으로서 텍스타일이 지닌 뛰어난 기능을 matrix에 부가함으로서 단일재료로서는 얻지 못하는 뛰어난 공업재료를 만들 수 있다. 브레이드는 3가닥 이상의 실이 서로 교착하여 2축포를 형성하며, 조성과정에서 중앙사를 삽입하면 3축포가 된다. (중략)

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유리섬유/폴리카보네이트 복합재료의 기지 분자량에 따른 함침 및 기계적 물성 평가 (Evaluation of Impregnating and Mechanical Properties for Glass Fiber/Polycarbonate Composites Depending on Molecular Weight of Matrix)

  • 김늘새롬;장영진;이은수;권동준;양성백;이정언;염정현
    • Composites Research
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    • 제34권1호
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    • pp.1-7
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    • 2021
  • 열가소성 섬유강화 복합재료는 수송용 기기의 경량화 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 본 연구에서는 분자량이 다른 폴리카보네이트(PC)를 이용하여 연속섬유 강화 유리섬유(GF)/폴리카보네이트(PC) 복합소재의 함침성 및 기계적 물성에 대한 평가를 진행하였다. GF 직물과 PC 필름을 제조한 후, 이를 이용하여 연속가압성형법으로 연속섬유 강화 GF/PC 복합재 평판을 제조하였다. PC 분자량에 따른 용융지수를 측정 및 평가하였고, GF 제직물 강화 GF/PC 복합재료의 인장강도, 굴곡강도, 압축강도 및 기공체적률을 평가하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 인장파괴된 GF/PC 복합재료의 형태를 분석하여 파괴거동을 확인하였다. 분자량이 20,000일 때 최적의 기계적 특성이 발현되는 것을 확인하였다.

선형과 비선형 다중 스케일 재료 모델링을 활용한 유리섬유 강화 플라스틱의 피로해석 연구 (A Study on the Fatigue Analysis of Glass Fiber Reinforced Plastics with Linear and Nonlinear Multi-Scale Material Modeling)

  • 김영만;김용환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.81-93
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    • 2020
  • 본 연구를 통해 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 해석하고 예측하는 방법인 유한요소법(Finite Element Method, FEM)을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 피로 특성을 분석하였다. 이를 구현하기 위해 평균장 균질화(mean-field homogenization) 이론을 활용하여 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat을 이용하였다. 이를 통해 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 미세 구조와 재료 모델을 정의하여 더욱 현실적으로 고분자 복합재료의 피로 거동을 예측하고자 한다. 참고문헌을 통해 시험 온도, 섬유배향, 응력비, 시편의 두께 등 다양한 변수들을 사용하여 30wt%의 단 섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 고분자 복합재료의 피로 특성을 조사하였다. 섬유배향 정보를 계산하기 위한 사출해석은 Moldflow 소프트웨어을 활용하였으며, 이를 유한요소 피로시편 모델에 매핑하였다. 대표적인 유한요소 상용 소프트웨어인 LS-DYNA는 섬유배향에 따른 고분자 복합재료의 응력 진폭을 계산하기 위해 Digimat과의 연성해석에 활용하였다. 그리고 수치해석을 활용한 피로수명 해석을 위해 다양한 재료 모델들로 구성된 FEMFAT 소프트웨어를 사용하였다. 선형 재료 모델의 연성해석 결과는 높은 응력 진폭에 의한 재료의 국부적 비선형이 발생하는 LCF 영역의 피로 특성을 연구하기 위해 Neuber 법칙을 사용하여 재료의 피로 거동을 분석하였으며, 비선형 재료 모델의 연성해석 결과 역시 FEMFAT을 활용한 피로수명 해석에 사용되었다. 연성해석과 피로해석의 결과는 섬유배향에 따라 유한요소 시편의 두께 방향으로 분석하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 형태학적, 역학적 구조에 대해서 평가하였다.

반도체 섬유 강화 복합재료를 이용한 전자파 흡수 구조 (Microwave Absorbing Structure Using Semiconductive Fiber Reinforced Composite)

  • 최재훈;남영우;김천곤;이원준
    • Composites Research
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    • 제29권3호
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    • pp.98-103
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    • 2016
  • 본 연구에서는 반도체 섬유 강화 복합재료를 이용하여 전자파 흡수 구조를 제작하였다. 두 종류의 반도체 섬유를 사용하여 복합재료를 제작하고, 자유공간 측정 장비를 이용하여 각각의 전자기적 물성을 측정하였다. 두께 최적화 방법으로 두 종류의 단층형 흡수 구조와 한 종류의 이층형 흡수 구조를 설계하였다. 설계한 전자파 흡수 구조를 반도체 섬유 강화 복합재료로 제작하고 그 흡수 성능을 측정하였다. 사용된 두 재료의 유전율은 Cole-Cole plot에 나타내었을 때 무반사 곡선에 가깝지 못하여 높은 흡수 성능을 기대하기 어려웠다. 두 종류의 재료로 제작한 단층형 흡수 구조는 10 GHz 근처에서 각각 -14.2 dB와 -8.8 dB의 흡수 성능을 보였다. 이러한 한계점을 보완할 수 있는 이층형 전자파 흡수 구조는 10 GHz 근처에서 -43.9 dB의 좋은 흡수 성능을 보였다. 반도체 섬유 강화 복합재료로 제작한 이층형 전자파 흡수 구조는 기존의 전자파 흡수 구조에 비해 간단한 제작 과정을 거쳐 좋은 흡수 성능을 갖는 흡수 구조를 얻을 수 있었으며, 상대적으로 더 적은 오차 요인을 갖고 있다.