• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.53-61
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• 2011

본 연구는 편측 노치가 삽입된 A16061-T6 알루미늄 합금 평판 시편에 대해 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 복합재 패치의 적층수를 변수로 하여 보수히고, 인장 하중에 따른 시편의 손상 과정을 음향방출법(acoustic emission, AE)으로 실시간 분석하였다. AE 에너지 발생률(AE energy rate), hit 발생률(hit rate), AE 진폭(AE amplitude) 거통과 파형 및 1차 중심주파수(1st peak frequency)의 대역을 조사하여, 시편 파괴시 알루미늄 크랙(Al cracking), 섬유 파단(fiber breakage), 수지 균열(resin cracking), 층간 분리(delamination)로 분류하였다. 시편의 변위를 음향방출 특성에 따라 구간(region) I, II, III으로 나눌 수 있었으며, 패치 자체가 실제 파괴되는 구간인 구간 II를 세부적으로 분석하여 패치의 적층수에 따른 AE 특성 차이를 구하였다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.38-45
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• 2011

본 논문에서는 유리섬유 강화 복합재 적층판으로 이루어진 단일층 Dallenbach layer의 전파흡수체의 최적화 기법을 제시하고 그 성능을 분석하였다. 복합재 적층판의 전기적 특성을 제어하기 위해서 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 프리프레그를 사용하였다. 최적화 설계 기법은 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 다양한 주파수에서 흡수체를 설계하고, 복합재의 두께 및 CNT 함유율을 최적화하였다. CNT 함유율의 최적화를 위해서는 복합재의 복소 유전율의 수치적 모델이 사용되었다. 전파흡수체의 최적설계에서 주파수에 따라서 CNT 함유율은 비례하여 증가하고, 흡수체의 두께는 반비례하여 감소한다. 흡수체의 -10 dB 흡수대역폭은 흡수체가 설계된 중심주파수에 비례하여 증가한다. 설계된 흡수체의 검증을 위해서 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 흡수제를 제조하고 그 성능을 평가하였다. 복합재 적층판의 복소 유전율과 전파흡수체의 반사손실은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 측정하였다. 복합재의 두께와 복소 유전율에 있어서의 측정된 값과 예측치의 차이에 의해서 중심주파수의 이동, 중심주파수에서의 반사손실의 감쇄, 흡수대역폭의 감소가 발생하였다.

• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.349-354
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• 2019

복합재료 중심인장선의 구성은 강화재로 사용되는 탄소섬유 및 유리섬유와 기지재로 사용되는 속경화 열경화성 에폭시로 되어있다. 본 연구에서는 가공송전선의 복합소재 중심인장선(ACCC)에 사용되는 에폭시 경화물에 대하여 분석하였다. 다관능성 에폭시 중 4관능성 에폭시(PA 806)을 사용하고 MNAn, HHPA 두가지 경화제 및 경화 촉진제를 사용하여 에폭시 경화물을 만들고 이를 분석하였다. 경화제의 종류 및 경화 촉진제의 함량에 따른 최적조건을 도출하였다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.530-536
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• 2009

고리지방족 에폭시와 산무수물 경화제계에 탄소단섬유(SCF)와 유리단섬유(SGF)를 첨가하여 복합재를 제조한 다음 이들의 열적/기계적 특성을 조사하였다. 열기계분석법으로 측정된 열팽창계수(CTE)의 감소 효과를 보면 낮은 단섬유 함량에서는 두 섬유가 거의 비슷하나, 함량이 증가하면 SCF가 SGF에 비해 훨씬 효과적이었다. SCF 강화 복합재에 대한 CTE 실험값을 이론식에 적용해 본 결과 함량이 낮을 때는 혼합법칙(mixture rule)에 잘 맞으며, 함량이 높아지면 Craft-Christensen 식에 근접하였다. 또한, 유리상($30^{\circ}C$과 고무상($180^{\circ}C$)에서의 저장탄성률은 단섬유를 첨가하였을 때 크게 증가하였다. 전자주사현미경(SEM)으로 파단면을 관찰하여본 결과 이와 같은 결과는 단섬유와 에폭시 매트릭스간의 계면접착력과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.332-339
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• 2018

섬유 금속 적층판(Fiber metal hybrid laminate, FML)은 금속재료와 FRP의 접합으로 기존의 금속 소재가 가지지 못했던 뛰어난 물성과 가벼운 무게로 경제적인 구조용 재료로 사용된다. 그러나 섬유의 형태와 종류, 적층조건에 따라 물성의 차이가 크며, 파괴거동을 예측하기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Al6061-T6 합금에 직조형태의 유리섬유 플라스틱(GFRP, GEP118)을 적층피막한 복합재의 파손거동에 대해 연구한다. Al합금에 GFRP 1, 3, 5 겹을 피막한 3가지 조건으로 성형하고, 피막의 적층수를 변수로 정적시험과 저주기 피로시험을 병행하여 파손거동을 분석하였다. 저주기 피로시험에서는 변형률-수명 해석, 전변형률 에너지밀도법을 사용하여 분석하고, 피로수명을 예측하여 하이브리드 재료에 대한 수명예측성을 분석하였다. 인장해석 결과, GFRP 피막으로 인한 강화효과는 없었고, 피로시험시 나타나는 히스테리시스 형상은 GFRP피막 유무와 피막 수에 상관없이 모재인 Al합금의 거동을 따랐다. 저주기 피로시험 결과 GFRP의 피막으로 피로강도가 증가하였지만, GFRP의 두께에 따라 비례하여 증가하지는 않았다.

• 한국항공운항학회지
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• 제17권4호
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• pp.42-47
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• 2009

Recently, the wide range of the composite materials is used for the making airplanes, trains and automobiles body for the lightweight. Despite having complex structures, composite materials usually have well defined mechanical characteristics. However, composite materials are difficult to understand the fracture mechanism clearly by simple mechanical test. Nondestructive evaluation (NDE) combined with mechanical testing can play a more important role and especially Acoustic Emission Testing (AET) would become known to be a useful tool to assess damage and fracture behavior of composites. In this study The experiment was performed to acquire the acoustic emission signal during tensile test using unidirectional CFRP specimen and the data was analyzed the acoustic emission parameters with the waveform.

• 접착 및 계면
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• 제22권2호
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• pp.63-68
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• 2021

Unsaturated Polyester Resin (UPR)은 유리섬유와 같은 강화제와 함께 사용되어 복합재료로 사용된다. 열경화성 수지인 UPR은 복합재료의 다양한 성형법 중 생산성이 우수하고 대량생산에 유리한 sheet molding compound (SMC) 성형법으로 산업에서 사용되고 있다. UPR을 기지재로 하는 섬유강화복합재료는 가볍고, 물성이 뛰어난 장점이 있지만 충격에 약하여 깨지기 쉽고, 경화 이후에는 부피가 감소하는 단점이 있기 때문에 강인성과 유연성을 부여할 수 있는 폴리올과 캡핑제를 달리하는 폴리우레탄 4종을 합성하여 첨가하여 그 단점을 극복하고자 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.15-21
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• 2009

섬유강화 복합재료는 비강성과 비강도등의 우수한 기계적 성질을 나타내므로 구조물의 경량화가 요구되는 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 복합재를 이용한 압력용기는 무게를 경량화함으로써 에너지를 절약할 수 있고 강한 내식성을 가지고 있기 때문에 장기간 사용에 유리하다. 본 연구에서는 유한요소법과 ANSYS 반응표면법을 이용하여 안정성 판단의 기준으로 Von-mises 항복 기준, Tasi-hill이론, 응력비를 만족시킬 수 있는 E-glass/epoxy로 필라멘트 와인딩된 CNG차량복합재 압력용기 적층판의 최적설계 모듈을 개발하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제34권3호
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• pp.247-252
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• 1999

보강 및 차수재인 지반용 고무재료를 열융착법에 의해 제조하였으며 환경공학분야에 적용을 위해 성능을 평가하였다. 이들 재료를 제조하는데 스펀본드 폴리에스테르 부직포, 유리섬유매트, 고강력 폴리에스테르사를 이용한 직포형 지오그리드를 기재로, SBS 함유 탄성 bitumen과 아스팔트를 보강재로 각각 사용하였다. 유리섬유 매트와 지오그리드를 기재로 사용한 지반용 재료의 경우 역학적성질이 우수하였으며, 부직포와 탄성 bitumen을 기재로한 경우에는 투수성이 우수하였다. 고무와 아스팔트를 혼합한 경우 연화점은 거의 변화가 없었으며, 고온에서의 치수안정성은 $120^{\circ}C$의 경우 두드러진 수축이 발생하지 않았다. 지반용 고무재료의 자외선에 대한 저항성은 가시적인 변화가 나타나지 않았다.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.211-216
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• 2023

선박, 항공기 구조물을 설계할 때 경량화 및 강도를 만족할 수 있도록 설계하는 것은 중요하다. 현재, 경량화와 구조물의 강도를 만족시키기 위한 방법으로 3D 프린트 복합재료를 이용한 위상 최적화에 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 항공기 또는 무인기의 부품 중 하나인 조종면에 대한 3D 프린트 복합재료의 적용 가능성을 분석하기 위해 구조해석을 수행했다. 조종면의 내부 위상 형상에 대해 3가지(육각형, 사각형, 삼각형) 형상을 고려하여 굽힘 하중에 대한 조종면의 최적의 위상 형상을 분석하였다. 또한 3D 프린트 복합재료의 4가지 강화재(탄소섬유, 유리섬유, 고강내열유리섬유, 케블라)를 적용했을 때의 조종면의 굽힘 강도를 분석하였다. 3점 굽힘 실험결과와 구조해석 결과를 비교한 결과, 탄소섬유와 케블라로 제작된 육각형의 위상 형상을 갖는 조종면이 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였다. 이를 통해 조종면에 대해 3D 프린트 복합재를 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.