• 제목/요약/키워드: 섬유 방향

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복합재료 바닥판 부재의 정적 및 피로거동에 관한 시험적 연구 (An Experimental Study of Fatigue and Static Behavior for Composite Deck Member)

  • 김두환;김영찬
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.15-21
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    • 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.

섬유가 보강된 단일방향 점탄성 복합재료에 발생하는 특이 잔류 열응력의 경계요소해석 (Boundary Element Analysis of Singular Residual Thermal Stresses in A Fiber-Reinforced Unifirectional Viscoelastic Laminate)

  • 이상순;박준수
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.181-187
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    • 1996
  • 이 논문에서는, 탄성 섬유와 점탄성 기지로 구성된 2차원의 단일방향 복합재료가 높은 제작온도로 부터 실온으로 냉각될때 섬유와 기지사이의 계면에서 발생하는 특이 열응력을 조사하고 있다. 계면을 따라 발생하는 잔류 열응력의 특성을 조사하는데 시간영역 경계요소법을 적용하였다. 수치해석 결과에 의하면, 계면응력들은 자유경계면 근처에 이르러 급속히 커지는데, 이러한 특이 잔류응력들은 자유경계면 가까이에서 국부 항복을 일으키거나 섬유와 기지의 결합분리를 야기시킬수 있다.

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필라멘트 복합사 제조기술과 기계 개발 동향(II) -인터레이스 노즐과 복합사 제조장치- (A Tendency of Manufacturing Technology and Machine Development of Filament Composite Yarns (II))

  • Kim, Seung Jin;Kim, Tae Hun
    • 한국염색가공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.50-60
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    • 1997
  • 최근섬유산업의 어려움은 국내 섬유산업이 시작된 이래 최대의 위기상황이라고까지 불리어지고 있다. 그러나 전자, 반도체산업의 불황국면의 예견은 전체 국가적인 차원에서 본다면 섬유산업의 재건을 꾀할 기회가 아닌가 보여진다. 이러한 상황에서 부가가치가 높은 제품개발만이 한국 섬유산업이 살아갈수 있는 방향이라는 것은 누구도 부인할 수 없는 현실이다. 최근 絲 생산업체에서는 모두 복합사의 생산에 모든 정보를 얻으려는 노력을 기울이고 있으며 기술개발에 노력을 경주하고 있다. 絲加工 공정을 포함한 제직준비 공정에서 부가가치가 높은 복합사 생산기술은 여러가지 방법이 있다. 본고에서는 인터레이스 노즐 종류별 絲 제품 개발 방향 및 Taslan 노즐과 이들 인터레이스 노즐을 이용한 특수 絲 개발 가능성 그리고 기타 여러가지 제직 준비시설을 이용한 특수 복합사 제조기술을 서술함으로써 중소기업 위주로 구성된 복합사 제조기업에 기초 기술자료를 제공하고자 한다.

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레이저 섬광법을 이용한 Carbon/Phenolic 및 Silica/Phenolic 내열복합재료의 열전도도 분석 (Analysis of Thermal Conductivities of Carbon/Phenolic and Silica/Phenolic Ablative Composites by Laser Pulse Method)

  • 김희영;김평완;홍순형;김연철;예병한;정발
    • Composites Research
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    • 제12권3호
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    • pp.75-83
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    • 1999
  • Carbon/Phenolic 및 silica/phenolic 내열 복합재료의 강화재의 종류와 적층방향에 따른 비열, 열확산 계수, 열전도도를 분석하였다. Carbon/Phenolic 및 silica/phenolic 복합재료의 비열은 시차 주사 열량법을 이용하여 측정하였으며, 열확산계수는 레이저 섬광법을 이용하여 laminar와 평행방향과 laminar와 직교방향으로 측정하였다. Carbon/Phenolic 및 silica/phenolic 복합재료의 열확산계수는 온도가 증가함에 따라 감소하였다. Carbon/Phenolic 및 silica/phenolic 복합재료의 열전도도를 밀도, 열확산계수 및 비열을 이용하여 계산하였다. 열전도도는 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, carbon/Phenolic의 경우 laminar와 평행방향의 열전도도가 laminar와 직교방향의 열전도도보다 2배 높은 이방성을 나타내었으며 이는 carbon 섬유의 열전도도 이방성 때문으로 해석되었다. 이차원 섬유강화 복합재료의 열전도도를 기지와 강화재의 열전도도와 부피분율을 이용하여 해석하였다. Carbon/Phenolic 및 silica/phenolic 복합재료의 열전도도를 적층방향에 따라 강화재와 기지의 열전도도를 이용하여 해석하여 carbon 섬유와 silica 섬유의 열전도도를 계산하였다. 계산된 섬유의 열전도도와 기지의 열전도도로부터 섬유의 부피분율에 따른 복합재료의 상온열전도도를 예측할 수 있었다.

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섬유현탁액의 섬유배향이 압출팽창에 미치는 영향 (The Effect of Fiber Orientation on the Extrudate Swell of Fiber Suspensions)

  • 이승종
    • 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.

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연속 섬유의 펼침에 대한 기술 현황 및 적용 (Review : Continuous Fiber Tow Spreading Technologies and Its Applications)

  • 노정우;이우일
    • Composites Research
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    • 제26권3호
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    • pp.155-159
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    • 2013
  • 연속 섬유의 펼침에 대한 기술 현황 및 이의 적용에 대해 본 연구에서 정리되었다. 이론적 접근을 통해 연속 섬유 펼침의 효과를 소개하였고, 섬유 펼침 수단과 섬유 펼침 장치의 공정 상 위치를 기준으로 연속 섬유의 펼침에 대한 기술을 분류 정리하였다. 또한, 각 기술의 일반적인 섬유 펼침 원리, 기술적용 및 기술의 장 단점에 대해 소개하였으며, 향후 연속 섬유의 펼침에 대한 기술 연구 방향에 대해서도 고려되었다.

원차층증착법으로 제작된 TiO2/ZnO 이중층 중공 나노섬유의 가스 감응 특성 (Sensing Properties of TiO2/ZnO Double-Layer Hollow Fibers Synthesized by Atomic Layer Deposition)

  • 김재훈;박유정;김진영;김상섭
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.133-133
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    • 2016
  • 화학저항식(Chemiresistive) 가스센서의 저항변화를 향상시키기 위해서는 센서 소재의 비표면적을 향상시키는 방향 및 전자천이를 증가시키는 방향으로 연구가 진행되어야 하며, 그 중 센서의 비표면적을 향상시키는 예로써 중공 나노섬유가 있을 수 있다. 본 연구에서는 비표면적의 향상뿐만 아니라 중공 나노섬유의 전자천이를 증가시켜 센서의 검출 성능을 더욱 향상시키기 위한 목적으로 $TiO_2/ZnO$ 이중층 중공 나노섬유를 제안하었다. 제안된 $TiO_2/ZnO$ 이중층 중공 나노섬유는 템플레이트 합성법을 통해 제작되었으며, 그 공정은 다음과 같다; 전기방사(Electrospinning) 공정을 통해 폴리머 나노섬유를 제작한 후 $TiO_2$ 층과 ZnO 층을 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정을 통해 차례대로 증착시킨다. 그 후 후열처리 공정을 통해 코어 폴리머를 제거함으로써 $TiO_2/ZnO$ 이중층 중공 나노섬유를 얻을 수 있다. 이 때, ZnO 층의 두께는 각각 달리하여 제작되었으며, 최종적으로 이들에 대한 가스 센싱 특성 및 메커니즘에 대한 체계적인 조사를 진행하였다. 단층 중공나노섬유는 셀 층의 두께가 Debye length와 유사할 때 셀 층 표면이 완전공핍층이 형성되고, 그 보다 크게 되면 부분적인 공핍층이 형성되게 되어 감응도가 감소하게 된다. 그러나 이중층 중공 나노섬유의 경우 셀 층의 두께가 Debye length 보다 더 크게 되더라도 TiO2와 ZnO의 헤테로접합으로 인해 ZnO에서 TiO2로 전자의 이동을 야기시키게 되어 환원성 가스에 대한 감응도가 단층 ZnO 중공 나노섬유에 비해 향상되게 된다.

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3차원 프리폼 T-빔 구조물의 개발을 위한 적층복합재료 섬유비율의 최적화 (Optimization of Fiber Ratio in Laminated Composites for Development of Three-dimensional Preform T-beam Structure)

  • 이동우;김창욱;변준형;송정일
    • Composites Research
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    • 제30권5호
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    • pp.297-302
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    • 2017
  • 본 연구에서는 적층복합재료에 발생하는 주요 손상인 박리를 방지하기 위하여, 굽힘-비틀림 하중이 작용하는 T-빔의 유한요소해석을 수행하였다. 복합재료 T-빔의 제작에 사용할 수 있는 3차원 직조 프리폼을 설계하고자 하였으며, 이는 2차원 구조의 직조섬유가 두께방향으로도 직조가 되어 있는 형태로서, 층간 분리에 의한 박리를 방지할 수 있는 구조이다. 적층복합재료의 해석 및 평가를 위하여 개발된 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS Composites PrePost를 이용하여 구조해석을 수행함으로써 적층복합재료의 섬유비율을 최적화하고, 이를 토대로 3차원 프리폼 T-빔의 제작을 위한 가이드라인을 제시하였다. 해석결과, T-빔의 길이방향 섬유의 비율이 수직방향 섬유의 2배일 때 가장 높은 강도를 보였으며, 하중조건의 변화에도 최적화된 빔 구조의 강도가 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 도출된 섬유비율을 이용하여 3차원 프리폼을 개발할 경우, 박리가 일어나지 않는 고강도의 T-빔 구조물을 제작할 수 있을 것으로 기대된다.