• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.11-18
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• 1999

섬유로 강화된 열가소성 복합재의 성형과정 중에는 유동특성에 미치는 금형내 충전패턴의 제어나 섬유배향 및 섬유함유율과 같은 성형공정 인자들의 영향을 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 등온상태에서 두께가 얇거나 두꺼운 성형품을 압축성형하는 경우에 발생하는 유동선단과 압력분포, 속도구배 등을 예측함을 목적으로 한다. 이때 복합재는 비압축성 뉴턴유체로 하였으며, 성형공정 변수들에 미치는 미끄럼 지배상수 $\alpha$와 점성비 $\zeta$의 영향에 대해서 고찰한 내용을 보고한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.96-99
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• 2005

단조 성형공정의 공정변수 중에 소재와 금형과의 마찰과 성형품과의 관계를 알아보기 위해 마찰계수 결정 프로그램을 제작하여 링 압축 시험을 통해 마찰조건별 마찰계수를 구하였다. 금속 성형공정에 있어서 널리 응용될 수 있는 스파이크 단조 공정을 통해 단조 공정에서 시편과 금형사이의 마찰조건과 성형품의 형상과의 관계를 시험을 통해 규명하고, 소성가공 전문 해석프로그램 DEFORM을 사용하여 마찰조건에 따른 해석을 수행하여 시험과 해석의 결과를 토대로 단조 성형공정변수의 하나인 마찰에 대하여 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.45-52
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• 2005

본 연구의 대상은 두개의 박판 냉간성형 C형강 스터드와 벽체 마감재로 구성되어 있다. 보거동 해석에서는 풍하중을 받고 있는 벽체로 가정하여 패널 축방향에 대하여 횡방향으로 등분포하중이 작용하는 단순지지보로 간주하여 해석한다. 그리고 합성패널의 주요 강도감소인자를 고려한 처짐을 산정한다. 또한 기둥거동에서는 합성패널을 내력벽으로 가정하여 축방향 압축력이 작용하는 기둥으로 간주하여 해석한다. 이 패널은 근사해법인 에너지법을 사용하여 휨 좌굴 하중과 휨-비틂 좌굴 하중을 고려한 공칭 압축강도를 산정할 수 있다. 상기과정은 개발된 전산 프로그램을 이용하여 가용한 실험 결과와 비교하여 검증된다. 보거동에 있어서 실험치가 이론치의 97%의 근사치를 보였고, 기둥거동에서도 이론치에 대한 실험치 압축강도가 유사함을 보였다.

• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.20-26
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• 2009

본 연구에서는 직조섬유복합재료를 이용한 계란판 모양의 시편에 대한 드래이핑 공정과 압축 해석을 비직교성 재료 모델을 이용하여 수행하였다. 비 직교 재료 구성 모델은 Xue 등이 2003년에 발표한 것을 상용 프로그램인 LS-DYNA에서 제공하는 사용자 부프로그램 (user subroutine)을 이용하여 본 연구에 적용하였다. 비 직교 재료 구성 모델에서 빙향성은 변형 기울기 텐서를 이용하여 계산하였고, 각 단계마다 재료 물성 행렬을 갱신하였다. 비 직교 물성 모델은 바이어스 인장 실험 결과와 비교 검증을 한 후에 계란 판 성형에 적용하였다. 계란 판 해석을 위해 본 연구에서는 열 성형 공정 (드래이핑)과 압축 해석을 수행하였다. 압축 해석을 위한 유한요소 모델은 드래이핑 해석으로부터 얻은 유한요소결과를 이용하여 구축하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1563-1571
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• 1991

본 연구에서는 가상일 원리로 부터 유한 요소 수식화를 updated-Lagrangian 형태로 유도하였으며, 유도된 수식화를 연속체 유한 요소로 유한 근사화 하였다. 이 때 초소성 재료의 거동은 비압축성, 비선형 점성 유ㄷ옹으로 묘사하였다. 유한 요소 프로그램은 성형 기구 해석과 하중 압력을 제어하는 기법으로 구성되어 있으며 하중 압력의 제어는 성형 시간이 최소가 되게 하기 위하여 변형률 속도 민감 계수가 최대가 되고, 국부 변형에 의한 두께 감소를 방지하며 변형률 속도는 일정하게 유지되면서 성 형이 될 수 있도록 하였다. 즉 하중 압력 제어는 상당 변형률 속도가 최대가 되게하 여 성형 시간을 최소화하게 구성하였다.개발된 유한 요소 프로그램은 정수압 벌징 가공에 적용하였으며 최적 압력 시간 선도, 성형 형상, 두께 및 두께 변형률 분포, 상 당 변형률 분포 등을 구하였다.

• 유변학
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• 제10권4호
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• pp.217-226
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• 1998

단섬유 강화 고분자의 사출성형시 고분자 수지의 유동에 의하여 섬유배향이 필연적으로 일어나며, 섬유배향에 의한 이방성 (anisotropy)은 최종성형물의 품질과 기계적인 특성 등에 많은 영향을 미친다. 사출공정 중에서 충전과정(filling stage)은 섬유배향에 지배적인 역할을 하므로, 충전과정의 유동장을 정확하게 해석하는 것은 매우 중요하다. 형상이 복잡한 캐비티(cavity)와 다중 캐비티에서는 먼저 충전이 완료되어 현탁액(suspension)이 압축을 받고 있는 영역들이 존재하게 된다. 기존의 방법처럼 사출성형의 충전과정을 비압축성 유동으로 가정하면 정확한 유동장을 계산할 수 없다. 본 연구에서는 충전과정에서 압축성을 고려한 혼합 유한요소법/유한차분법을 이용하여 유동장을 계산하였다. 충전이 완료되는 순간에서, 이차배향텐서에 대한 배향변화방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 해석함으로써 3차원 섬유배향장을 예측하였다. 충전시간이 다른 4개의 캐비티를 갖는 금형을 제작하여 충전과정에서 압축성 효과를 고려한 수치해석 결과가 실험과 잘 일치함을 보였다. 또한, 압축성과 비압축성 유동장에서 이론적으로 계산된 섬유배향의 차이를 정성적 및 정량적으로 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.615-624
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• 2006

본 논문에서는 부재의 lay-up에 상관없이 사용할 수 있으며 복합재료 부재의 거동에 중요한 영향을 미치는 포아송 효과를 고려할 수 있는 확장된 복합재료 보이론을 제시하고, 확장된 보이론을 바탕으로 축방향 압축력을 받는 복합재료 박판부재의 좌굴식을 유도하였다. 유도된 좌굴식을 검증하기 위해서 기존에 발표된 인발성형 vinylester/E-glass 및 polyester/E-glass T형 부재의 휨-비틀림 좌굴실험결과와 vinylester/E-glass H형 부재의 휨 좌굴실험결과를 수치예제로 사용하였다. 이론적 좌굴하중과 실험적 좌굴하중 및 유한요소해석 결과와의 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 좌굴식이 인발성형부재의 좌굴하중을 7% 정도 안전측으로 예측하는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.188-195
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• 2022

본 논문은 멀티스케일 공정-구조 해석의 방법론을 제안하고 단섬유층과 직물층으로 이루어진 배터리 하우징 파트에 적용한다. 특별히 마이크로스케일 대표체적요소(RVE: Representative Volume Element)안 기지의 불확정성을 고려하였다. 마이크로스케일의 RVE내 기지 물성의 랜덤한 공간내 분포는 KLE(Karhunen-Loeve Expansion)을 통해 구현하였다. 공간상 랜덤분포된 기지 물성을 갖는 RVE의 유효 물성을 전산균질화를 통해 얻어 매크로스케일 유한요소 모델에 매핑하였다. 또한 하이브리드 공정해석을 통해 압축 성형 해석으로부터 얻은 잔류응력과 섬유배향을 매핑한 유한요소 모델과 드레이핑 공정 해석결과로부터 얻어진 섬유배향을 매핑한 모델을 결합하였다. 본 연구에 제안된 방법은 배터리 하우징 뿐만 아니라 다양한 재료 구성을 갖는 복합재료의 공정-구조해석을 통해 설계요구도를 엄밀하게 평가할 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.349-356
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• 2002

현재 우리나라 스틸하우스 건설에 사용하는 구조재는 SGC41 강종으로 제작된 보통 C-형강이나 Lip-C-형강이 주를 이루고 있으나 이 분야의 선진국가에서는 좌굴 강도가 높고 시공성이 좋은 고유의 단면 형상을 개발하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 정량이면서 강도 및 강성이 높고 다양한 시공상 장점이 있는 고강도 신형상 박판냉간성형단면의 압축부재로서의 구조적인 고동과 성능을 연구하기 위하여 재료실험 및 압축실험을 수행하고 해석치와 비교하여 보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권3호
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• pp.581-592
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• 2000

To obtain an excellent product and decide on optimum molding conditions, it is important to establish the relationship between molding conditions and viscosity. The composites is treated as a pseudoplastic fluid, and the expansional/contractional viscosity of the fiber-reinforced polymeric composites is measured using the parallel plastometer, and the model for flow state has been simulated with the viscosity. The effects of expansional slip parameter $\alpha_{e}$, and expansional/contractional viscosity ratio ${\mu}_{\gamma}$, on the mold filling parameters are also discussed.