• 비파괴검사학회지
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• 제17권3호
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• pp.151-155
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• 1997

본 연구에서는 방사성동위원소 $^{241}Am$의 감마선 감쇠를 이용하여 유리섬유 및 탄소섬유 복합적층판의 섬유체적분율을 비파괴적으로 측정하였다. NaI(Tl) detector에 의해 섬유와 기지의 방사선 감쇠계수를 측정하고, 시험체의 두께를 $2{\sim}20mm$로 변화시키면서 섬유체적분율을 측정하였으며, 적층판과 에폭시판을 겹쳐서 섬유체적분율을 변화시키면서 섬유체적분율을 측정하였다. 연구 결과 단면을 현미경으로 관찰하여 구해진 값과 비교 할 때 오차 ${\pm}1{\sim}2.5%$ 범위 이내로 측정이 가능하였으며, 방사선원의 energy, activity의 선택에 따라서 대부분의 복합재료에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.412-420
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• 2021

본 연구에서는 탄소 단섬유를 천연고무 기지에 혼합한 탄소섬유/고무 시편과 그에 니켈입자를 추가한 탄소섬유-니켈입자/고무 시편의 초기 전기전도도를 측정하고, 그 시편에 압축스트레인을 가하면서 변화하는 전기전도도를 측정하였다. 실험을 통해 탄소섬유의 체적분율 및 추가된 니켈입자, 외부스트레인 등이 전기전도도에 미치는 영향을 관찰하였다. 탄소섬유 체적분율은 작은 차이로도 시편의 전기전도도의 변화에 매우 큰 역할을 하였고, 외부스트레인에 따른 탄소섬유 재배열에 의해 압저항이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 니켈입자의 추가는 탄소섬유가 임계체적분율 이상인 시편에서 전기전도도를 개선하는데 기여하는 것을 볼 수 있었는데, 이로부터 외부변형에 따른 탄소섬유의 재배열에 의해 압저항이 증가하는 현상을 상쇄하는 효과가 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.305-310
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• 2021

섬유강화복합재료의 기계적물성은 섬유의 체적분율 및 사이징제 조건에 의한 계면강도에 영향을 받는다. 최적의 계면은 기지층에서 강화재로의 기계적 응력을 효과적으로 전달하여 응력 집중을 완화하고 결과적으로 복합재료의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 사이징제 조건 및 섬유체적분율에 따른 에폭시 수지와 유리섬유 간의 젖음성 및 계면강도를 평가하였다. 정적 및 동적접촉각을 이용하여 사이징제가 다른 유리섬유와 에폭시 수지의 표면에너지를 계산하였고, 이를 활용하여 접착일을 계산하였다. 유리섬유 토우 캐필러리 시험법을 이용하여 젖음성을 평가하였고, 마이크로드롭렛 인발시험을 통해 계산된 계면전단강도를 이용하여 계면강도를 평가하였다. 최종적으로 젖음성과 계면강도를 활용하여 최적의 유리섬유강화 복합재료 제작 조건을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권1호
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• pp.89-96
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• 2007

A volume integral equation method (VIEM) is applied for the effective analysis of plane elastostatic problems in unbounded solids containing single isotropic inclusion of two different shapes considering composite fiber volume fraction. Single cylindrical inclusion and single square cylindrical inclusion are considered in the composites with six different fiber volume fractions (0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.50). Using the rule of mixtures, the effective material properties are calculated according to the corresponding composite fiber volume fraction. The analysis of plane elastostatic problems in the unbounded effective material containing single fiber that covers an area corresponding to the composite fiber volume fraction in the bounded matrix material are carried out. Thus, single fiber, matrix material with a finite region, and the unbounded effective material are used in the VIEM models for the plane elastostatic analysis. A detailed analysis of stress field at the interface between the matrix and the inclusion is carried out for single cylindrical or square cylindrical inclusion. Next, the stress field is compared to that at the interface between the matrix and the single inclusion in unbounded isotropic matrix with single isotropic cylindrical or square cylindrical inclusion. This new method can also be applied to general two-dimensional elastodynamic and elastostatic problems with arbitrary shapes and number of inclusions. Through the analysis of plane elastostatic problems, it will be established that this new method is very accurate and effective for solving plane elastic problems in unbounded solids containing inclusions considering composite fiber volume fraction.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.7-13
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• 2010

체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 이방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 이방성 함유체가 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에 대하여, 다양한 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 이방성 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 단일의 이방성 함유체에 대한 체적 적분방정식법을 이용한 해와 해석해를 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

• Composites Research
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• 제24권6호
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• pp.37-48
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• 2011

체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 등방성 또는 이방성 타원 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 등방성 또는 이방성 타원 함유체의 중심이 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 타원을 포함하는 원형 실린더 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 타원 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 유한요소법을 이용한 해 및 해석해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권4호
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• pp.564-573
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• 2001

The mechanical properties of short carbon/glass fiber reinforced polypropylene are experimentally measured as functions of fiber content and nozzle diameter. Also, these properties are compared with the survival rate of reinforced fibers and fiber volume fraction using image analysis after pyrolytic decomposition. The survival rate of fiber aspect ratio as well as fiber volume fraction is influenced by injection processing condition, the used materials and mold conditions such as diameter of nozzle, etc. In this study, the survival rate of fiber aspect ratio is investigated by nozzle size variations in injection/mold sides. It is found that the survival rate of glass fiber is higher that the survival rate of glass fiber is higher than that of carbon fiber. Both tensile modulus and strength of short-fiber reinforced polypropylene are improved s the fiber volume fraction and nozzle diameter are increased.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.881-889
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• 2010

체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 등방성 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 등방성 함유체가 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 등방성 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 해석해 또는 유한요소법을 이용한 해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.59-71
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• 2012

체적 적분방정식법(Volume Integral Equation Method)이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 서로 상호작용을 하는 등방성 또는 이방성 다이아몬드 형 함유체를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 매우 효과적으로 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 등방성 또는 이방성 다이아몬드 형 함유체의 중심이 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 다이아몬드 형을 포함하는 원형 실린더 함유체의 체적비에 대하여, 중앙에 위치한 다이아몬드 형 함유체와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하기 위하여, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 유한요소법을 이용한 해와 비교해 보았다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.276-281
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• 2018

본 논문에서는 이론적인 계산 모델을 이용하여 다양한 섬유 다발 구조를 갖는 직조섬유강화 복합재의 탄성 거동을 예측하였다. 직조 복합재의 기계적 물성을 대표할 수 있는 대표체적요소 (RVE)을 설정하였으며, 직조 다발의 굴곡을 다양한 정현파 함수로 정의하였다. 고전적층이론 (CLPT)를 이용하여 영률, 전단 탄성계수, 포아송비와 같은 직조복합재의 유효물성을 예측하였다. 섬유 다발의 구조와 형태 (평직, 능직)에 따라 섬유 부피 분율을 계산하였으며 각각의 탄성 거동을 이론적인 계산 모델을 통해 예측하였다. 또한, 이론적 예측 결과의 검증을 위해 진공수지주입(VARTM) 공정을 사용하여 평직 및 능직 형태의 복합재 시편을 제작 후 물성 시험을 진행하여 실험 결과를 이론적 예측 결과와 비교하였다. 결과적으로 직조 복합재의 탄성 거동에 대한 이론적 결과와 실험 결과 간에 매우 높은 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.