Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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2003.10a
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pp.39-42
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2003
최근에 널리 쓰이고 있는 섬유강화 복합재료는 플라스틱 재료가 갖고 있는 가공성의 장점을 충분히 발휘한 재료로서 모재인 수지와 강화재인 강화섬유로 구성되며 사용된 섬유의 종류에 따라 유리섬유강화플라스틱(GFRP : glass fiber reinforced plastic)과 탄소섬유강화플라스틱(CFRP : carbon fiber reinforced plastic)으로 구분된다. 이 두 복합재료가 건설, 선박, 자동차 그리고 우주항공분야에 이르기까지 거의 모든 산업에서 다양하게 이용되고 있다. (중략)
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.32
no.6
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pp.349-357
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2019
Finite element method (FEM) is utilized in the development of products to realistically analyze and predict the mechanical behavior of materials in various fields. However, the approach based on the numerical analysis of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites, for which the fiber orientation and strain rate affect the mechanical properties, has proven to be challenging. The purpose of this study is to define and evaluate the mechanical properties of glass fiber reinforced plastic composites using the numerical analysis models of Digimat, a linear, nonlinear multi-scale modeling program for various composite materials such as polymers, rubber, metal, etc. In addition, the aim is to predict the behavior of realistic polymeric composites. In this regard, the tensile properties according to the fiber orientation and strain rate of polybutylene terephthalate (PBT) with short fiber weight fractions of 30wt% among various polymers were investigated using references. Information on the fiber orientation was calculated based on injection analysis using Moldflow software, and was utilized in the finite element model for tensile specimens via a mapping process. LS-Dyna, an explicit commercial finite element code, was used for coupled analysis using Digimat to study the tensile properties of composites according to the fiber orientation and strain rate of glass fibers. In addition, the drawbacks and advantages of LS-DYNA's various anisotropic material models were compared and evaluated for the analysis of glass fiber reinforced plastic composites.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.33
no.2
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pp.81-93
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2020
The fatigue characteristics of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites were studied under repeated loads using the finite element method (FEM). To realize the material characteristics of GFRP composites, Digimat, a mean-field homogenization tool, was employed. Additionally, the micro-structures and material models of GFRP composites were defined with it to predict the fatigue behavior of composites more realistically. Specifically, the fatigue characteristics of polybutylene terephthalate with short fiber fractions of 30wt% were investigated with respect to fiber orientation, stress ratio, and thickness. The injection analysis was conducted using Moldflow software to obtain the information on fiber orientations. It was mapped over FEM concerned with fatigue specimens. LS-DYNA, a typical finite element commercial software, was used in the coupled analysis of Digimat to calculate the stress amplitude of composites. FEMFAT software consisting of various numerical material models was used to predict the fatigue life. The results of coupled analysis of linear and nonlinear material models of Digimat were analyzed to identify the fatigue characteristics of GFRP composites using FEMFAT. Neuber's rule was applied to the linear material model to analyze the fatigue behavior in LCF regimen. Additionally, to evaluate the morphological and mechanical structure of GFRP composites, the coupled and fatigue analysis were conducted in terms of thickness.
This paper deals with anisotropic property and structural analysis for short fiber reinforced plastic composites manufactured by the injection molding process. The common approach for modeling this type of material is the consideration of the material as homogenous and isotropic. However, the common isotropy approach often results in unexpected failure. To overcome this, new structure analysis methodology was developed in order to consider fiber orientation effect using injection mold flow analysis and Halpin-Tsai equations for unidirectional composites and taking an orientation average. The numerical predictions are compared to experimental data for tensile specimen. The predicted mechanical properties agree well with experimental data for fiber orientation and weld line effect. The analysis system was also applied to an automobile part. The proposed anisotropic model predicted different mechanical properties by position of the part and different mechanical performance of the part was changed according to injection gate position.
Kim, in Woo;Kim, Hyoung Seok;Lee, Jung Hoon;Lee, Dong Gi
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.8
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pp.849-855
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2014
The GFRP composite is used for hot press flow molding of automotive components, and the different flow rates of fiber and plastic are likely to induce fiber orientation and inhomogeneity in the material. However, very limited systematic research studies are available on composite materials with superior flow homogeneity and optimized fiber orientation. The inhomogeneity and fiber orientation issues of GFRP composites have still not been resolved through research. The plain weaving method applied to the GFRP prepreg can improve its recyclability, inhomogeneity, fiber flow, structural stability, fiber deformation, surface smoothness, degree of impregnation, and other mechanical properties. The need for more detailed and thorough studies is evidenced.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.2
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pp.199-204
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2013
Owing to the global energy crisis, studies have strongly focused on realizing energy savings through vehicle weight reduction using light metal alloys or polymer composites. Polymer composites afford many advantages including enabling the fabrication of complex shapes by injection molding, and glass and carbon fibers offer improved mechanical properties. However, the high temperature in an engine room and the high humidity during the rainy season can degrade the mechanical properties of the polymer. In this study, the mechanical properties of injection-molded glass-fiber-reinforced polymer were assessed at a temperature of $85^{\circ}C$ and the maximum moisture absorption conditions. The result showed a 23% reduction in the maximum tensile strength under high temperature, 30% reduction under maximum moisture absorption, and 70% reduction under both heat and moisture conditions. For material selection during the design process, the effects of high temperature and high humidity should be considered.
Cho, Hae-Souk;Chung, Jae-Seung;Baek, Seung-Jo;Choi, Won Jae;Kim, Jin-joo;Yoon, Sung Kyun;Lee, Jong-Chan
Applied Chemistry for Engineering
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v.23
no.3
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pp.339-343
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2012
Poly(olefin ketone) terpolymer having excellent mechanical properties was synthesized and composite materials of poly(olefin ketone) containing polyurethane/amino silane functionalized glass fibers were prepared. The compatibilities between the functionalized glass fiber and the polymer were characterized by observing the fracture surfaces of the composites using scanning electron microscopy (SEM). Mechanical properties of composites with different contents, diameters, lengths, and binders of glass fibers were also studied using universal testing machine (UTM). The introduction of suitably functionalized glass fiber into the poly(olefin ketone) produces composite materials having excellent mechanical properties and they are very promising alternative materials for the engineering plastic applications.
Adhesive joints are widely used for structural joining applications in various fields and environmental conditions. Polyurethane adhesive is using for LNG carrier with cryogenic temperature condition. Even if similar polyurethane adhesive is used for different substrate, it shows different adhesion properties. Specially, variation of adhesion properties depending on the resin system or fiber is very important factor for selection of adhesive on industrial application. In present study, we got different peel strength according to the different test temperature when different polyurethane adhesive was used for same fiber reinforced composite. The main cause was investigated using by SEM and it was proven that the different adhesion property between glass fiber on composite surface and polyurethane adhesives at cryogenic temperature.
Kim, Neul-Sae-Rom;Lee, Eun-Soo;Jang, Yeong-Jin;Kwon, Dong-Jun;Yang, Seong Baek;Yeom, Jung-Hyun
Composites Research
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v.31
no.6
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pp.317-322
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2018
In various industry, the composite is tried to be applied to products and thermoplastic based composite is in the spotlight because this composite can be recycled. The use of continuous fiber thermoplastic (CFT) method increased gradually than long fiber thermoplastic (LFT). In this study, tensile, flexural, and impact test of different array types of glass fiber (GF)/thermoplastic composites were performed to compare with GF array. Impregnation property between GF mat and thermoplastic was determined using computed tomography (CT). At CFT method, thermoplastic film is not wet into GF roving and many voids are appeared into composite. This phenomenon affects to decrease mechanical properties. Plain pattern GF mat was the best mechanical and impregnation properties that distance between two roving was set closely to $100{\mu}m$.
In this study, the effect of mechanical and chemical properties of glass fiber reinforced thermoplastic (GFRTPs) according to the number of recycling was confirmed. The composite materials were manufactured through a hot press compression molding process using an E-glass chopped strand mat and a polypropylene film. Four specimens were named according to the number of recycled test repeat: First manufacture, 1st Recycle, 2nd Recycle, and 3rd Recycle. To investigate the mechanical properties of the prepared specimen, tensile test, flexural test, drop-weight impact test, differential scanning calorimetry (DSC), and field emission electron gun-scanning electron microscope (FE-SEM) was performed. As a result, as the number of recycling steps repeat, the degree of crystallization, tensile strength, elastic modulus, and flexural strength were increased, but the impact properties were greatly reduced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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