• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.78-91
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• 1996

단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.52-58
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• 2014

사출 성형을 통해 제조된 단섬유 강화 복합재는 사출 성형 중 발생하는 수지 유동으로 인해 동일 시편 내에서도 다양한 섬유 배향을 갖는다. 이러한 섬유의 배향은 최종 복합재의 기계적, 열적 특성에 많은 영향을 주므로, 본 연구에서는 사출 성형된 탄소단섬유 강화 PA6/PPO 복합재의 섬유 배향을 광학 현미경 분석을 통하여 측정하고 섬유의 배향이 복합재의 충격강도 및 열팽창 계수에 미치는 영향을 분석하였다. 충격강도의 경우에 섬유의 배향이 크랙이 전파되는 방향에 수직으로 배향되어 있을수록 더 높은 충격강도를 보였으며, 이는 섬유의 배향에 따른 충격내성 강화 메커니즘과 밀접한 연관성을 보여주었다. 열팽창 계수의 경우에는 섬유가 열팽창률을 측정하는 방향과 동일한 방향으로 배향되어 있을수록 더 낮은 열팽창계수를 보였으며, 이 결과 역시 섬유의 배향이 열팽창 특성에 미치는 메커니즘과 밀접한 연관성을 보였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
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• pp.311-315
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• 1998

고분자 재료의 섬유 배향 상태는 각종 물성치의 지표가 되는 가장 기본적인 인자이므로 섬유 배향각 분포의 측진법을 확립하여 섬유 배향 상태를 밝혀두는 것은 재료 설계, 성형조건의 결정, 성형품의 역학적 특성 둥을 예측하는데 있어서 매우 중요하다. (중략)

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.107-110
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• 1999

본 연구에서는 진공압추출법에 의해 제조되는 알루미나(AI$_2$O$_3$) 단섬유예비성형체의 제조공정시 발생하는 섬유들의 배향분포의 특징을 2차원 수치모사를 통해 밝혔다. 수치해석은 섬유의 배향분포를 2차원으로 가정한 후 제조공정시 섬유들이 적층되는 현상을 섬유의 낙하, 회전, 미끄러짐, 이동의 단계의 나누어 모델링하였다. 해석결과 섬유의 배향과 부피분율은 섬유의 종횡비(길이/지름)에 의해 크게 영향을 받으며, 배향 분포는 정규분포와 유사한 것으로 밝혀졌다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.834-842
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• 1991

본 연구에서는 화상처리에 이용되는 차분오퍼레이터중 Sobel오퍼레이터를 이 용하여 성형품의 윤랑선유추출을 하여, 섬유배향각분포를 구하고, Prewitt 오퍼레이터 의 경우와 비교한다. 또 프레스성형시 발생하는 장섬유의 2차원배향상태를 파악하기 위하여 섬유배향함수에 미치는 명종 성형조건의 영향에 대한 결과를 보고한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.587-596
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• 2009

섬유 가교 곡선은 섬유보강 시멘트 복합체의 인장 거동을 예측하고 분석하는데 중요한 요인이다. 이 연구의 목적은 ECC에서 섬유 배향각의 분포와 섬유 개수를 정량적으로 고려할 수 있는 섬유 가교 모델을 제시하는 것이다. 이를 위하여 먼저 섬유 배향각과 섬유 개수를 정량적으로 고려할 수 있는 섬유 가교 모델을 유도하였다. 섬유 배향각과 섬유 개수는 이미지 프로세싱 기법을 사용하여 계측하였다. 이미지 분석을 통하여 계측한 섬유 배향각에 대한 확률밀도함수와 섬유 개수는 섬유 배향각을 2차원이나 3차원에 무작위로 분포된 것으로 가정하는 것과 큰 차이를 보였다. 이는 타설방법이나 유동흐름에 따라 섬유 분포 특성이 영향을 받기 때문으로, 모델의 검증을 위해 정확한 섬유분포 특성을 파악할 필요가 있다. 따라서 이미지 프로세싱 방법으로 계측한 섬유 분포 특성을 근간으로 보강섬유의 배향각과 단면 내 섬유 개수를 고려하여 얻은 섬유 가교 곡선으로 1축 인장 거동을 모사하였다. 모사한 1축 인장 거동은 실험 결과와 유사하게 다중 균열과 변형률 경화 거동을 보이는 등 1축 인장 거동을 정확히 나타낼 수 있는 것으로 검증되었다.

• 유변학
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• 제4권1호
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• pp.70-81
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• 1992

비교적 묽은 섬유현탁액의 압출팽창 유동을 수치모사하기 위하여 유동장과 섬유배 향 사이의 상호작용을 고려하고 연속체이론에 기초한 유변방정식을 사용하였다. 또한 섬유 배향분포를 얻기 위하여 배향텐서로 표시된 섬유배향방정식을 사용하였는데 이때 섬유간 상 호작용의 효과를 고려해 주기 위하여 현상학적 확산항을 추가하였다. 실험결과와 비교가 용 이한 원통관을 통과하는 섬유현탁액의 압출팽창 유동을 수치모사한 결과 관 입구에서 섬유 가 유선방향으로 정렬되어 유입될 때 현탁강도가 증가함에 따라 팽창비는 감소함을 알수 있 었다. 하지만 관 길이가 짧고 또한 관 입구에서 섬유가 임의 배향상태로 유입될 경우에는 반대로 팽창비가 증가함을 보였다. 관 입구에서의 다른 배향상태에 의해 발생하는 팽창비의 서로다른 경향은 외부 표면부분과 내부중심부분의 신장점도의 차이로 설명할 수 있었다.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.49-57
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• 1996

단섬유 강화복합재료의 가공공정에 있어서 유동 중에 일어나는 섬유 배향상태를 정 확히 예측하고 제어하는 일은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 섬유현탁액의 거동을 살펴보 기 위하여 뉴톤유체를 매질로하는 섬유현탁액을 대상으로 하여 유변학적 해석을 하였다. 이 를 위해 섬유간 상호계수는 섬유배향상태의 함수의 섬유간 평균거리를 이용하여 계산하였는 데, 섬유간 평균거리는 변형된 Doi-Edwards의 방법을 이용하였다. 축대칭 압출팽창 문제를 예로 수치모사를 하여 본 저자들이 앞서 행한 결과와 비교하였다. 유동장을 축대칭 이차원 으로 하고 섬유배향을 삼차원 모두 고려하여 구한 수치모사의 결과는 실험과 잘 일치하였 다. 진한 섬유현탁액의 경우 섬유간 상호계수는 중요한 인자로서 이것을 섬유 배향상태에 의존하는데 이섬유간 상호계수를 섬유간 거리와 섬유배향상태의 함수로 나타내는 방법을 사 용하여 보다 실제적인 해석을 할수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권5호
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• pp.357-364
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• 1998

농도법과 카운트법에 의한 섬유 배향각 분포 측정의 정확도에 대해서 비교 검토하기 위하여, 섬유 종횡비와 면적비 및 섬유 배향 상태를 변화시켜 플로터로 섬유 배향 시뮬레이션 그림을 작도하여 섬유 배향 함수값을 구하였다. 이 섬유 배향 함수값을 시뮬레이션 그림에 대해 농도법과 카운트법으로 측정한 섬유 배향 함수값과 비교 검토하였다. 결국, 섬유 배향각 분포 측정의 정확도는 카운트법이 농도법보다 약 4% 정도 높게 나타남을 알 수 있었다.

• 유변학
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• 제4권2호
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• pp.138-147
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• 1992

사출성형충전공정에서 금형구조가 단섬유배향에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수 치모사 프로그램을 개발하였다. 유한요소 /관찰 부피 방법에 복잡한 금형에서의 유동을 해 석하고 섬유와 섬유간의 상호작용을 고려한 섬유배향텐서 변화식을 이용하여 입자 추적법으 로 섬유배향분포를 구하였다. 수치모사 결과 금형 옆벽면과 내부 방해체의 주위에 있는 섬 유들이 전단변형의 영향으로 그들주위를 따라서 정렬되려는 경향을 보였다, 두 유동이 내부 방해체를 지나 접하면서 생성된 웰드라인을 따라서 단섬유들이 정렬되려는 경향을 나타내엇 다. 그리고 수축유동에서는 흐름방향으로 정렬되나 확장유동에서는 흐름방향에 수직으로 배 열되려는 경향을 확인하였다. 위아래 벽에 의한 전단변형의 영향으로 서로 다른두 배향구조 를 보여주는 skin-core 구조를 두께방향의 속도구배를 고려한 수치모사를 통하여 예측할 수 있었다. skin구조에서는 섬유들이 흐름방향으로 정렬되고 core 구조에서는 흐름방향에 수직 으로 배향되는 것을 확인하였으며 섬유상호계수값이 커질수록 임의 배향화하는 경향을 보였다.