• 한국정밀공학회지
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• 제22권11호
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• pp.99-103
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• 2005

It is generally accepted that fracture toughness of fiber-reinforced polymer composites is affected by strain rate in an atmospheric pressure condition. For a present study, the strain rate effect on the fracture toughness of fiber-reinforced laminated composites in the hydrostatic pressure condition was investigated. For this purpose, fracture tests have been conducted using graphite/epoxy laminated composites applying three steps of the strain rate at 270 MPa hydrostatic pressure condition. The strain rates applied were $0.05\%/sec,\;0.25\%/sec$, and $0.55\%/sec$. Fracture toughness was determined from the work factor approach as a function of applied strain rate. The result showed that fracture toughness decreased as the strain rate increased. Specifically, the fracture toughness decreased $12\%$ as the strain rate increased from $0.05\%/sec$ to $0.55\%/sec$.

• 한국재료학회지
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• 제4권7호
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• pp.817-822
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• 1994

비슷한 역학적 특성을 갖는 단면의 형상이 C형인 탄소섬유와 전형적인 원형탄소섬유를 에폭시를 모재로 하여 상호의 단면 형상이 강화 효과에 미치는 영향을 실험하였다. 실험결과 C 형 탄소 섬유 강화 복합재가 굴곡강도(218%), 굴곡탄성률(223%), 충간전단강도(157%), 충격강도(227%), 횡굴곡강도(184%)등의 모든 기계적 특성 부분에서 우수한 성능을 보였으며, 또한 재료의피로수명, 마찰/마모계수와 같은 기계적 특성과도 많은 상관을 보이는 것으로 알려진 제진(damping)특성에 있어서도 약 185% 정도의 높은 값을 보였다. 본 연구팀은 이와 같은 비원형 탄소섬유(C형)의 강화 효과및 가능성을 확인하여 제시하는 바 이다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.38-45
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• 2011

본 논문에서는 유리섬유 강화 복합재 적층판으로 이루어진 단일층 Dallenbach layer의 전파흡수체의 최적화 기법을 제시하고 그 성능을 분석하였다. 복합재 적층판의 전기적 특성을 제어하기 위해서 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 프리프레그를 사용하였다. 최적화 설계 기법은 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 다양한 주파수에서 흡수체를 설계하고, 복합재의 두께 및 CNT 함유율을 최적화하였다. CNT 함유율의 최적화를 위해서는 복합재의 복소 유전율의 수치적 모델이 사용되었다. 전파흡수체의 최적설계에서 주파수에 따라서 CNT 함유율은 비례하여 증가하고, 흡수체의 두께는 반비례하여 감소한다. 흡수체의 -10 dB 흡수대역폭은 흡수체가 설계된 중심주파수에 비례하여 증가한다. 설계된 흡수체의 검증을 위해서 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 흡수제를 제조하고 그 성능을 평가하였다. 복합재 적층판의 복소 유전율과 전파흡수체의 반사손실은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 측정하였다. 복합재의 두께와 복소 유전율에 있어서의 측정된 값과 예측치의 차이에 의해서 중심주파수의 이동, 중심주파수에서의 반사손실의 감쇄, 흡수대역폭의 감소가 발생하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.320-323
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• 2004

This work investigated fatigue characteristics of aluminum repaired by CFRP composites. Three specimens, cracked aluminum, cracked aluminum patched by CFRP, and plasma-treated aluminum patched by CFRP were used for the fatigue tests. The results showed that the fatigue crack growth behavior of cracked aluminum was improved by repairing the cracked area with composite patch. Specifically, the specimen repaired by composite patch showed about three times more fatigue life than the cracked aluminum. The plasma-treated aluminum repaired by composite patch showed about five times more fatigue life than the cracked aluminum.

• 동력기계공학회지
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• 제10권1호
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• pp.46-51
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• 2006

Present study was investigated the effect of the particle of the counterface of unidirectional carbon fiber reinforced composite. The friction coefficient of composite and the specific wear rate different sliding velocity were measured for this materials. The friction track of counterface was observed by an optical microscope and scanning electron microscope. There were insignificant effects of the specific wear rate under lower Sic abrasive particle, however it showed high effect on $30{\mu}m$ abrasive particle size. There were significant effects of friction and wear behavior of the fiber direction under 0.3m/s sliding speed. Major failure mechanisms can be classified such as microfracture, plowing, microcutting, cutting and cracking.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제8권4호
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• pp.136-145
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• 2005

특이응력해석을 위한 일반화된 가역상반일 경계적분식이 섬유강화복합재를 모형화한 직교 이방성 크랙평판의 수치해를 위하여 발전시켰다. 이 적분방정식은 평판경계에서의 탄성변위와 트랙션의 변수로 구성된 경계적분식의 형태로 하중이 없다는 두 크랙면의 경계조건과 유한의 탄성변형에너지의 개념에서 경계적분식에 필요한 특성해를 규정하고 대응되는 보조해를 계산하였다. 대칭모우드 I형의 중앙원공크랙평판 및 복합모우드형의 반원편측크랙 일단고정평판의 응력확대계수가 임의의 섬유방향각에 따라서 계산되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.361-365
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• 2001

Laboratory tests are conducted to validate the mechanical model of a filament-wound composite shaft. Also, design charts are produced by validated analytical calculations based on the Timoshenko beam model of a layered steel/composite structure. The major results found are that steel/composite hybrid shafts can lead to better dynamic and static performances over steel or pure composite shafts of the same volume, and the most effective composite structures contain some steel in the form of a tubular core. These results can be used in the design process of composite boring bars and automotive drive shafts.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.29-35
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• 2006

첨단 전자무기체계의 지속적인 발전으로 인하여 현대전의 승패는 적 레이더 탐지의 회피에 크게 좌우된다고 할 수 있다. 반사되는 레이더의 탐지신호를 최소화시키기 위한 다양한 연구가 수행되어 왔는데, 본 연구에서는 뛰어난 기계적, 전자기적 물성으로 응용분야가 지속적으로 확대되고 있는 섬유강화 복합재료를 이용하여 레이더 전자파 흡수체(Radar absorbing structure, RAS)를 제작하고 레이더 단면적(Radar cross section, RCS)을 평가하였다 유리섬유 복합재에 뛰어난 유전적 특성을 지닌 나노 크기의 카본블랙(Carbon-black)을 첨가하여 흡수층을 구성하고, 반사특성이 탁월한 탄소섬유 복합재를 후면의 반사층으로 배치하여 "C" 및 "U" 형상의 하이브리드 복합재 RAS 겔을 제작하였다. RAS 쉘의 제작간 서로 다른 두 재료의 열적물성치 차이로 스프링 백이라 불리는 변형이 발생하였는데, 금형의 굽힘각도 제어를 통하여 효과적으로 보정할 수 있었다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 스프링 백 보정 결과를 예측하고 실험결과와 비교하였다. 제작된 RAS쉘의 RCS는 근사적 계산기법인 물리광학법을 이용하여 예측하고 컴팩트 레인지(Compact range)를 이용하여 측정한 실힘결과와 비교하였다 두가지 형상의 RCS 모두 측정결과와 예측된 RCS 값이 일치하며 우수한 레이더 전자파 흡수 특성을 지닌 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제30권5호
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• pp.316-322
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• 2017

탄소섬유는 매우 우수한 기계적, 전기적, 열적 특성을 가진 소재로써, 고분자를 매트릭스로 하는 복합재료로써 산업적으로 널리 쓰이고 있다. 하지만 이 복합재료는 높은 강도 및 탄성을 가진 탄소섬유에 비해, 약한 고분자 매트릭스로 인한 분리 형상이 약점으로 지적되고 있다. 이를 해결하기 위해 강화재의 첨가가 필수적이다. 그래핀은 매우 우수한 기계적 물성을 지닌 강화재로써, 첨가 시에 높은 물성 향상을 기대할 수 있다. 하지만 그래핀 자체의 응집현상과 고분자 기지와의 약한 결합이 강화효과를 제대로 구현해내지 못하는 결과를 초래하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 핵심 기술로 제시된 것이 기능기화 방법이며, 이를 통해 분산성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 멜라민을 이용하여 그래핀 나노플레이틀릿의 기능기화를 진행하고, 이를 에폭시 고분자 기지와 혼합하였다. 제조된 그래핀 나노플레이틀릿/에폭시을 이용하여 탄소섬유 강화 고분자 복합재료를 제조하고 굽힘 특성과 층간전단강도를 측정하였다. 그 결과 복합재료의 기계적 물성이 증가되었으며, 그래핀 나노플레이틀릿의 분산성이 향상됨을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.176.1-176.1
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• 2011

세계적으로 석유 기반 자원의 고갈에 따른 부족, 기후변화협약 및 환경규제 강화에 의해 세계적으로 바이오소재를 이용하고자 하는 연구와 더불어 유리강화복합재료의 대체물질로 적합한 천연섬유를 보강재로 사용하는 바이오복합재료의 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 최근 새로운 신재생에너지원으로 각광 받고 있는 바이오에너지 중 해조류는 가장 자연친화적이고 생산력이 뛰어난 바이오매스로 알려져 있다. 해조류는 바닷물 속에 녹아 있는 탄소를 흡수할 뿐만 아니라 광합성을 통해서도 탄소를 흡수하면서 성장하기 때문에 탄소흡수원의 역할을 하게 되며, 해조류 바이오에너지를 생산할 경우 화석연료를 대체하여 지구온난화의 주범인 온실가스를 감축하는 기능을 한다. 본 연구에서는 해조류를 이용한 바이오에너지 생산 공정에서 2차적으로 발생하는 부산물을 보강재로 사용한 바이오복합재료의 제조와 제조된 바이오복합재료의 열적 특성 및 동역학적 특성을 분석하였다. 해조류 부산물의 화학적 전처리에 따른 Thermogravimetric analysis(TGA) 분석 결과로 cellulose 함량이 가장 높고 불순물이 적은 황산 처리한 파래를 이용해 파래/Polypropylene(PP) 바이오복합재료를 다양한 보강비율 (20-50wt%)로 압축성형 하였다. 파래/PP 바이오복합재료의 저장탄성률은 파래 함량이 40wt%일 때 4.0 Gpa으로 최대값을 보였으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 8.1% 향상된 결과이다. 파래/PP 바이오보합재료의 열팽창 특성은 파래 함량이 증가함에 따라 열팽창계수가 낮아지는 경향으로 50wt%일 때 가장 낮은 값을 나타내었으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 56% 향상된 결과이다. 따라서 비생분해성 고분자에 새로운 신재생 바이오매스인 해조류를 보강재로 사용하여 열적 특성 및 동역학적 특성이 향상된 친환경적인 바이오복합재료의 제조 가능성을 확인하였다.