• 비파괴검사학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2007

섬유강화 복합재료가 항공기, 우주 구조물, 로봇 팔 등에 널리 사용됨에 따라 복합재료의 신뢰도와 안전성을 향상시키기 위하여 이에 대한 비파괴검사법은 매우 중요한 연구분야로 대두되고 있다. AE법은 복합재의 균열, 섬유 또는 수지재의 파손, 층간분리 등의 발생 및 성장과정에서 발생되는 탄성파로 인한 스트레인 에너지를 검출하는 방법이다. 본 논문에서는 $8{\times}8$ 매트릭스형 피에조 센서를 사용하여 인장시험 하에서 발생되는 AE신호를 측정하고 분석하였다. 이를 위하여 AE신호의 전달거리를 제어할 수 있는 전용회로를 설계하고 제작하였다. 또한 64채널의 AE신호를 획득하기 위하여 발광다이오드를 사용한 광학 저장장치를 구성하였다. 실험결과, $8{\times}8$ 매트릭스형 피에조 센서를 이용하여 복합재료에서 발생되는 AE신호의 발생지점과 전파경로를 효과적으로 검출할 수 있었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
• /
• pp.20-20
• /
• 2012

최근, 수송기기 분야는 국제 환경규제 강화에 따른 CO2 절감, 연비향상, 경량화를 위한 기술적 수요가 증대되고 있으며, 그린카, 그린선박 등 친환경 수송기기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존의 금속소재가 가지는 경량화의 한계를 극복하기 위해서는 CFRP, GFRP 등 금속대체 복합소재를 적용한 수송용 경량부품 개발에 대한 필요성이 요구되고 있다. 복합소재는 섬유사이에서 응력을 전달하는 기지(Matrix)와 하중을 전달하는 섬유(Fiber)의 종류와 양 및 적층 각도에 따라 수송용 부품에 적합한 기계적 특성을 얻을 수 있고, 높은 비강도와 비강성의 값을 갖게 되어 경량화가 용이한 장점이 있다. 반면, 섬유재의 종류, 성형방법, 경화온도 등에 따라 물리적 특성에 큰 변화가 발생하며, 수지의 경화조건에 따라 성형시간이 많이 소요되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 자동차, 선박, 항공기, 철도차량 등 각종 수송기기의 경량화를 목적으로 생산성 향상 및 성형시간 절감을 위해 열가소성 수지, 저온속경화 수지를 적용하여, 경화 시간을 단축시키고, 3D-fabric 및 다층구조 직물을 Vacuum Infusion 공법으로 성형하여, 기존의 섬유재 적층시 소요되는 작업 공정을 간소화 할 수 있도록, 고속성형 복합소재를 적용한 수송용 경량부품 개발에 관한 연구를 수행하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.92-102
• /
• 1998

섬유강화 복합재 연소관은 복합재료의 사용, 필라멘트 와인딩 및 경화공정 등으로 인하여 제작 중 다양한 결함이 발생할 수 있으며, 또한 사용 도중에도 예기치 않은 손상을 받아 기계적 성질이 저하될 수 있다. 따라서 제작 완료된 연소관의 품질 보증을 위해 수압보증시험이 사용되고 있으나 이를 위해 가한 수압이 오히려 연소관에 예기치 않은 손상을 가하여 실제 사용시 그 성능을 저하시키는 요인으로 작용하는 경우도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 수압보증시험시의 음향방출을 감지하여, 그 신호의 특성으로부터 복합재 연소관의 파손 거동을 예측하는 체계적인 기법의 개발을 시도하였다. 음향방출을 이용하여 연소관에 발생한 손상의 개략적 위치를 결정할 수 있었으며, 또한 파괴모드의 식별도 가능하였다. 다만, 시료의 부족으로 최종파열압력의 변화와 충격손상의 영향에 대한 신뢰성 있는 분석은 불가능하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.75-89
• /
• 2019

본 연구에서는 경량 코로게이트 3층 샌드위치 패널 구조체와 관련하여 구조해석 및 분석결과들에 대해서 언급되었다. 기계적 물성의 획득을 위해 코로게이트 변형거동에 기반을 둔 분석식이 이용되었으며 이 때 보다 실제적인 물성을 얻기 위해 위의 식은 수정되었다. 한편 본 구조체는 일축 섬유 강화 복합재와 유사성을 가지므로 복합재 균질화기법을 통해서도 비등방 기계적 물성이 획득되었으며 두 가지 기법으로 얻은 물성은 3층 구조체의 형상 변수에 따른 특정 하중에 대한 구조해석에 적용되었으며 그 결과 또한 비교되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제37권4호
• /
• pp.364-371
• /
• 2009

본 연구에서는 체적비 0.7%, 2.1%의 탄소섬유강화플라스틱 강화 낙엽송 집성재 보를 제작하여 휨강도 성능을 평가하였다. 휨강도 시험 결과 복합집성재의 파괴형상은 인장응력부 최하층에서 1차 파괴가 일어났지만 탄소 섬유 보강층 상층부는 파괴되지 않았다. 인장응력부위에서 1차 파괴가 일어난 후에도 보강층 상층부는 강도를 유지하고 있어 계속 하중이 증가하면 보강층 상층부에서 2차 파괴가 일어났다. 탄소섬유강화플라스틱 복합집성재의 휨강도는 체적비 0.7%를 보강한 집성재의 경우 대조군 집성재(control 재)에 비해 1차 파괴시 휨강도는 28% 향상되었다. 보강층 상층까지 완전한 파괴가 일어났을 때의 휨강도는 55% 향상되었다. 탄소섬유강화플라스틱을 체적비의 2.1% 보강한 경우 대조군 집성재에 비해 휨강도가 77% 증가하였다. Romani가 제안한 파괴모드를 이용하여 산출된 탄소섬유강화플라스틱 복합집성재의 예측 중립축과 스트레인 게이지로 측정된 실측 중립축의 높이가 1.03으로 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.15-21
• /
• 2011

복합재료가 건설 분야에서 보다 광범위하게 이용되기 위해서는 일반 기술자에게 이론을 쉽게 하기 위한 연구와 시험을 통한 데이터의 축적이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 복합재료인 FRP 바닥판 부재의 따른 정적 및 피로성능을 평가하고 향후 FRP 바닥판의 해석 및 설계기준의 기초 자료를 제공하여 복합재료의 구조재 활용을 위한 기반기술을 제공하고자 하였다. 정적시험 결과 섬유방향 시험체가 섬유직각방향 시험체보다 큰 강성을 갖고 있으며 데이터 값이 훨씬 수렴되는 경향을 보이는바 이는 파괴과정에서 기지 배열에 따른 구조 특성으로 보다 안정적인 거동을 보이는 것을 알 수 있었다. 피로시험 결과 섬유방향 시험체는 섬유직각방향 시험체가 초기에 균열이 발생하는 것과 달리 시험체의 반복횟수가 증가하면서 파괴 직전에 균열을 확인할 수 있었으며, 접착면이 떨어지는 양상을 보였다.

• Composites Research
• /
• 제36권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2023

미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.135-138
• /
• 2000

본 논문에서는 열팽창계수(CTE)가 거의 없는 카본게폭시, PZT 세라믹 박판, 그리고 열팽창계수가 큰 글래스/에폭시 층으로 이루어진 곡면형 복합재료 작동기(LIPCA)의 설계, 제작 및 성능실험에 대한 연구성과를 제시하고 있다. LIPCA의 른 요점은 기존 THUNDER의 성능을 유지하면서 이를 경량화 하기 위하여 THUNDER의 금속 층을 상대적으로 가벼운 섬유 강화 복합재료로 대체하는 것이다. 이러한 경량화 작업으로 LIPCA는 기존 THUNDER 보다 약 30~40% 정도의 무게를 감소시킬 수 있으며, 복합재료의 특성에 따라 설계의 유연성을 가질 수 있는 장점이 있다. 또한, 에폭시 수지를 사용함으로써 접착제 없이 평판 몰드에서 오토클레이브에서 177$^{\circ}C$로 경화되어, 탈형된 후 충분한 곡률을 형성하였다. 작동 성능 실험에서, LIPCA는 기존 THUNDER보다 작동변위가 향상됨을 보였다.

• 접착 및 계면
• /
• 제7권2호
• /
• pp.1-11
• /
• 2006

미처리 Jute와 Hemp섬유와 처리된 Jute와 Hemp섬유가 강화된 polypropylene-maleic anhydride-g-polypropylene copolymer (PP-MAPP) 복합재료의 계면 물성을 미세역학시험법과 동적접촉각 측정을 통해서 평가하였다. Jute와 Hemp섬유의 통계적인 인장강도의 경우 두 형태 와이블 분포가 단일 형태 분포보다 더 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 천연섬유 복합재료의 계면전단강도(IFSS)에 대한 산-염기 상호작용변수는 접착일($W_a$)의 계산을 통해 그 특성을 기술 할 수 있다. 천연섬유에 대한 알칼리, 실란커플링제의 영향은 PP-MAPP 기지재의 MAPP 함량을 변화시킴으로써 얻을 수 있었다. 알칼리 처리된 Jute와 Hemp섬유의 경우 약한 계면층이 모두 제거되고 표면적이 증가됨으로 인해 표면에너지는 더 증가하였다. 반면 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리된 Jute와 Hemp 섬유의 경우 차단된 높은 에너지의 기들로 인해 표면에너지는 감소하였다. PP-MAPP기지재속의 MAPP의 함량증가는 산-염기 기의 도입으로 인해 표면에너지는 증가하였다. 두 천연섬유 복합재료의 미세파괴 형상은 두 섬유의 인장강도가 다르기 때문에 명확히 구분되었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.96-104
• /
• 1994

The use of advanced composite materials has grown in recent years in aerospace and other structures. Out of various kinds of repairing methods the one selecteh for this study is an idealized case which simulates a situation where a damaged laminate has been repaired by drilling a hole and therefter plugging the hole with reinforcement. Two typesof reinforcement are investigated ;adhesively bonged plug reinforcement or snug-fit unbonded plug in the hole. For each case of reinforcement, four different sizes of hole diameter and three types of reinforcing material(steel, aluminum, plexiglass) are employed for investigation. The experiment are mainloy forced on the evaluation of ultimate strength of laminate with reinforced hole in comparison to its counterpart with the open hole.