• 천문학회보
• /
• 제37권2호
• /
• pp.192.2-192.2
• /
• 2012

위성시스템 소형화, 탑재체 수용증대, 발사비용절감, 탐사임무 효율화 등의 요구로 인하여, 위성 설계에 있어 경량화는 오랜 기간 진행되어온 연구 주제였다. 이러한 연구결과로서, 위성 구조체를 복합재료로 대신하기 위한 구조 경량화 연구와 적용이 성과를 거두었으며, 현재 위성체 프레임이나 전개형 안테나, 광학구조물 등에 경량 탄소섬유 강화 복합재료의 적용은 보편화되어 있다. 한편, 위성시스템에서 전력, 통신, 명령/데이터처리, 자세제어 및 관측기기의 각종 전자장비를 보호하는 하우징 구조물에는 여전히 금속재료가 광범하게 적용되고 있다. 특히, 알루미늄 합금은 하우징 재료로 널리 사용되는데, 강도, 강성, 열전달, 우주방사, 전기전도도 및 EMI 차폐특성과 더불어 가공성이 우수하다는 장점을 지닌 반면에, 금속재료로서 중량이 상당하여 위성 경량화 관점에서는 한계를 갖게 하는 단점이 있다. 전자장비에 부여된 전자기능 측면에서 보면, 하우징은 기생 구조물로서, 경량으로 제공될수록 전자장비 전체 무게에서 전자유닛만의 무게가 차지하는 전기전자기능비가 향상되고 위성 경량화에 크게 기여할 수 있다. 구조 경량화를 위하여 전자장비 하우징을 경량 복합재로 대체하여 설계 및 제작하였으며, 복합재 하우징의 강도, 강성, 열전달, 우주방사, 전기전도도 및 EMI 차폐를 검증할 수 있는 방법에 대하여 검토하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
• /
• pp.43-43
• /
• 2010

국내에 천연가스버스가 보급된 이래 5차례의 용기파열 사고가 발생하였는데 그중 2005년 8월 전주 덕진충전소에서 발생한 용기파열사고는 CNG용기의 라이너를 감싸고 있는 복합재료가 손상되어 발생한 사고로 보고되었다. 복합재료용기의 외피손상이 원인이 되어 발생한 사고사례는 해외에서 약 13건이 보고되었다. CNG용기 외피손상은 용기룰 고정하는 스트랩과 밀접한 관련이 있다. 용기고정이 불완전하면 슬립이 발생하고 이는 복합재의 손상으로 이어진다. 본 연구에서는 ISO 19078, CGA C6.4 등 국제코드의 규정을 고려하여 국내에서 제조된 Type 2, 3, 4 용기와 외국에서 생산된 Type 3 용기를 대상으로 결함깊이, 길이, 넓이에 따른 복합재료 결함 내구성시험을 수행하여 CNG용기의 내구성능을 평가하였고, 시험과 동일한 조건으로 복합재료 손상결함 조건을 컴퓨터로 전산모사하여 시험결과의 타당성과 유효성을 비교 검증하였다. 실험결과, Type 2 용기의 경우, 11,250회의 최소반복가압 회수를 충족하였으나 외피손상부와 반복가압에 따른 실제누출부위가 일치하지 않아 실험조건을 달리한 추가실험이 요구되었다. Type 3 용기의 경우에는 복합재 결함부위와 누수부위가 일치된 시험용기의 수는 67%정도로, 복합재료 용기의 수명을 저하시키는 원인으로 라이너와 외피손상이 서로 밀접한 관련이 있음을 확인하였다. Type 4 용기는 국제기준에서 요구하는 반복횟수를 만족하였고, 손상깊이 0.75mm와 1.25mm에서 반복가압회수가 60,000회 이상이 되어도 누설이 발생되지 않았다. 이는 라이너의 재질이 폴리머로서 균일한데다 탄소섬유 복합재료층 위에 유리섬유 복합재료 층이 1.5mm 정도 추가로 적층되어 있어서 3등급의 손상결함(결함깊이 1.25mm)에서도 구조 층이 전혀 손상되지 않은 것으로 판단되며, 이는 Type 2 용기의 강재라이너나 Type 3의 알루미늄 라이너와 비교하여 Type 4 용기의 폴리에틸렌 라이너의 물성이 반복성능이 탁월함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권10호
• /
• pp.2114-2121
• /
• 2002

In order to study the effects of oblique tabs on the in-plane shear properties of unidirectional carbon fiber reinforced aluminum laminate composites, the 10$^{\circ}$off-axis tensile test, the 45 $^{\circ}$off-axis tensile test and Iosipescu shear test were performed to determine the shear properties. Off-axis tension test was studied by using new oblique-shaped tabs proposed by Sun and $Chung^{(7)}$. Iosipescu shear test was studied by using modified Wyoming test fixture. The oblique tabs reduced remarkably end-constraint effects of off-axis specimens with a aspect ratio of about eight. The experimental results show that there is no significant difference between off-axis test results and those of Iosipescu shear test. The 45$^{\circ}$off-axis tensile tests are recommended for the determination of the shear properties of unidirectional carbon fiber reinforced aluminum laminated composites.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
• /
• pp.179-189
• /
• 1996

X-선 회절법에 의하여 Graphite 화이버-알루미늄 매트릭스 복합 재료 계면에서의 잔류 응력을 정량적으로 측정하였다. X-선 회절법으로 측정한 잔류 응력 값과 수치 해석 모델 계산 결과와 비교하였다. 모델 계산 결과보다 낮은 측정 결과를 얻었으며 이는 매트릭스의 응력 이완 또는 화이버의 basal palne sliding 현상에 기인한 것으로 추정된다.

• Composites Research
• /
• 제27권2호
• /
• pp.72-76
• /
• 2014

본 연구에서는 알루미늄 합금으로 된 경사진 이중외팔보의 충돌에 대해서 각각의 충격속도 2.5m/s, 7.5m/s, 12.5 m/s 별로 실험과 시뮬레이션 해석을 하였다. 접착부분에 발생하는 에너지 해방율과 응력을 평가하여 알루미늄 합금의 기계적 특성을 고찰하였다. 실험상에서는 접착 부분에서 에너지 해방율의 값이 높은 것으로 나타났다. 이는 실험에서 시험편이 분리된 후에도 접착력이 유지되는 특성 때문인 것으로 사료된다. 충격속도와 상관없이 균열이 진전하다가 접착된 부분의 끝에서 높은 응력을 발생하기 때문에 최대 등가응력은 마지막 단계에서는 올라간다. 본 연구에서의 실험 및 해석결과들은 충돌에 의한 균열 진전을 방지할 수 있는 복합재료에 대한 안전설계의 개발에 필요한 자료로 사료된다.

• Composites Research
• /
• 제19권4호
• /
• pp.23-30
• /
• 2006

극저온 추진제 탱크를 개발하는 과정에서 복합재와 알루미늄 라이너를 접합하기 위한 접착제의 선택은 탱크의 안전성과도 직결된 매우 중요한 문제이다. 따라서 적합한 극저온용 접착제를 선택하기 위해 3종류의 접착필름이 선정되었으며 극저온용으로 개발된 탄소섬유/에폭시와 라이너 재료로 사용되는 알루미늄으로 구성된 양면 겹치기 조인트 시편을 제작하였다. 제작된 시편을 극저온 환경챔버를 사용하여 상온과 $-150^{\circ}C$에서 인장실험을 수행하여 각 접착제의 접착강도를 비교하였으며 파손 특성을 분석하였다. 또한 양면 겹치기 조인트 시편의 각 구성재료의 온도에 따른 기계적 물성변화를 측정하였으며 이를 이용하여 ABAQUS를 통한 유한요소해석을 수행하여 양면 겹치기 조인트 시편의 인장시험결과를 분석하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.76-79
• /
• 2005

Bending deformation and energy absorption characteristics of aluminum-composite hybrid tube beams have been analyzed for improvement in the bending performance of aluminum space frame by using experimental tests combined with theoretical and finite element analyses. Hybrid tube beams composed of glass fabric/epoxy layer wrapped around on aluminum tube were made in autoclave with the recommended curing cycle. Basic properties of aluminum material used for initial input data of the finite element simulation and theoretical analysis were obtained from the true stress-true strain curve of specimen which had bean extracted from the Al tube beam. A modified theoretical model was developed to predict the resistance to the collapse of hybrid tube beams subjected to a bending load. Theoretical moment-rotation angle curves of hybrid tube beams were in good agreement with experimental ones, which was comparable to the results obtained from finite element simulation. Hybrid tube beams strengthened by composite layer on the whole web and flange showed an excellent bending strength and energy absorption capability.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.35-38
• /
• 2004

Graphite nanofiber (GNF) and carbon nanotube (CNT) are novel fiber reinforcing materials which have outstanding physical and mechanical properties. Aluminum matrix composites reinforced graphite nanofiber were fabricated by conventional powder metallurgy (PM) method. The composites were prepared through ultrasonication, ball milling, and hot isostatic pressing. A uniform distribution of GNF in aluminum matrix could be obtained. To measure the mechanical properties of GNF-Al composites testings were done in indentation and compression. The compressive strength was enhanced according to reinforcing graphite nanofiber while the hardness was decreased. This study makes the high performance composites for future applications.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.78-82
• /
• 2004

The co-cured joint has been widely used in joining process of composite structures due to its simple and easy manufacturing process. In this paper, the effect of stacking sequence of the carbon epoxy prepreg, bonding length and thickness of the aluminum plate on the static tensile load capability of the co-cured aluminum-composite double lap joint were experimentally investigated. From experimental results, the optimum EA ratios with respect to stacking sequence and bonding length of the co-cured joint were obtained, which may be useful for the joining of hybrid structures.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.183-186
• /
• 2003

Long shafts for power transmission should transmit torsional load with vibrational stability. Hybrid shafts made of unidirectional fiber-reinforced composite and metal have high fundamental bending natural frequency as well as high torque transmission capability. However, thermal residual stresses due to the coefficient difference of thermal expansion of the composite and metal are developed so that the high residual stresses decrease fatigue resistance of the hybrid shafts, especially at low operating temperatures. In this work, axial compressive preload was given to the shaft in order to change the residual stresses. Static and fatigue torsional tests were performed and correlated with stress analyses with respect to the preload and service temperature.