• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.73-79
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• 2010

본 연구에서는 비선형 유한요소 해석을 수행하여 굴곡도에 따른 유연직물복합재료의 등가 탄성계수를 예측하였다. 해석은 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 수행되었다. 해석에서는 섬유다발의 재료적 비선형성과 대변형 시 발생하는 기하학적 비선형성이 고려되었으며, 섬유다발의 대 전단 변형으로 발생하는 기하학적 비선형성을 고려하기 위하여 사용자 부프로그램을 작성하여 이를 ABAQUS내에 삽입하였다. 결과에서는 일축하중 상태에 있는 유연직물복합재료의 응력-변형률 거동을 예측하여 이로부터 계산된 등가탄성계수를 시험결과와 비교하였으며, 다양한 섬유 굴곡도를 갖는 유연직물복합재료에 대한 등가탄성계수를 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.734-739
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• 2008

본 논문에서는 미시 및 중시 역학의 2-단계 해석 전략을 채택하여 유연직물 복합재료의 기계적 거동을 예측하였다. 미시역학에서는 섬유다발의 유효물성치를 계산하였고 그 결과를 이용해 중시역학에서 유연직물복합재료의 인장탄성계수를 예측하였다. 중시역학 해석 과정에서는 섬유다발의 회전 및 전단 대변형에 의한 기하학적 비선형성을 고려하기 위하여 사용자 정의 부프로그램을 개발하여 ABAQUS 내에 삽입하였다. 해석결과, 인장하중을 받는 유연직물복합재료의 응력-변형률은 비선형 거동을 보였고, 계산된 유효탄성계수는 시험값과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.24-31
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• 2006

본 논문에서는 유연수지 복합재료에 대하여 기하학적 비선형해석을 수행하였다. 실제 랜덤한 섬유배열을 사각배열과 육각배열로 가정하고 각각에 대해 단위구조를 정의하였다. 다양한 하중상태를 수치적으로 모사하여 단위구조해석을 통해 전체 구조물의 응력-변형률 선도를 예측하였고 이로부터 등가물성치를 계산하였다. 해석시 유연수지의 초탄성 성질을 정의하기 위해 Mooney-Rivlin모델을 사용하였다. 계산결과, 유연수지 복합재료 구조물은 변형률 증가에 따라 비선형의 응력-변형률 관계를 보였다. 비선형성은 횡방향 하중 상태에서 더욱 두드러지게 나타났으며, 이 경우 복합재 단면의 섬유배열 형태에 따라 상당한 차이를 보여주었다.

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.29-37
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• 2004

본 연구에서는 대변형 보이론을 이용하여 정지 비행 시 복합재 무베어링 로우터 시스템의 공력탄성학적 안정성 해석을 수행하였다. 무베어링 로우터 시스템은 유연보, 토오크 튜브, 피치 링크, 그리고 메인 블레이드로 구성된다. 유연보, 토오크 튜브, 그리고 메인 블레이드를 각각 플랩 굽힘, 리드-래그 굽힘, 비틀림 그리고 축 방향 변형의 탄성 운동을 하는 보로 가정하고, 1차원 보 요소로 모델링을 하였다. 또한, 유연보를 복합재료 적층판으로 구성된 비틀림에 유연한 직사각형 단면을 갖는 보로 모델링 하여, 1차원 보 해석에 필요한 유효 단면 상수를 얻었다. 외력으로는 2차원 준-정상 공기력 모델을 적용하였으며, 보의 유한 요소 지배방정식은 헤밀턴 원리(Hamilton's principle)를 이용하여 얻었다. 공력 탄성학적 안정성 해석을 수행하기 위하여 p-k 방법을 이용하였으며, 유연보의 적층각과 적층 순서에 따른 구조적 연성이 무베어링 로우터 시스템의 공란성 안정성에 미치는 영향을 알아보았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.56-64
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• 2002

본 논문에서는 복합재료 얇은 벽보의 열진동 응답에 대해 연구하였다. 복합재료 얇은 벽보로 모델링한 위성체 유연 구조물은 회전관성과 1차, 2차 와핑. 전단변형의 비고전적 요소를 포함한다. CUS구조물로 모델링한 복합재료 얇은 벽보의 열진동 특성은 적층순서와 섬유강화복합재료의 방향특성인자로부터 기인된 종방향 굽힘과 횡방향 굽힘이 연성과 관련하여 연구되었다. 열에 의한 구조물의 변형과 온도 구배가 연성된 열 진동에 대한 해석이 수행되었다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.215-216
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• 2003

섬유강화 복합재료(FRC:Fiber Reinforced Composites)는 기존의 금속재료에 비해 높은 비강도, 비강성의 특성으로 인해 자동차, 항공산업 등 폭 넓은 응용 범위에 적용되고 있다. 특히 직물 복합재료(Fibric Composites)는 취급이 용이하고, 유연성이 높기 때문에 복잡한 형상을 가지는 금형에 적용하기가 수월하다. 하지만 아직까지는 금형의 형상에 있어서 제약을 받고 있다. (중략)

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.135-138
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• 2000

본 논문에서는 열팽창계수(CTE)가 거의 없는 카본게폭시, PZT 세라믹 박판, 그리고 열팽창계수가 큰 글래스/에폭시 층으로 이루어진 곡면형 복합재료 작동기(LIPCA)의 설계, 제작 및 성능실험에 대한 연구성과를 제시하고 있다. LIPCA의 른 요점은 기존 THUNDER의 성능을 유지하면서 이를 경량화 하기 위하여 THUNDER의 금속 층을 상대적으로 가벼운 섬유 강화 복합재료로 대체하는 것이다. 이러한 경량화 작업으로 LIPCA는 기존 THUNDER 보다 약 30~40% 정도의 무게를 감소시킬 수 있으며, 복합재료의 특성에 따라 설계의 유연성을 가질 수 있는 장점이 있다. 또한, 에폭시 수지를 사용함으로써 접착제 없이 평판 몰드에서 오토클레이브에서 177$^{\circ}C$로 경화되어, 탈형된 후 충분한 곡률을 형성하였다. 작동 성능 실험에서, LIPCA는 기존 THUNDER보다 작동변위가 향상됨을 보였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제32권4호
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• pp.32-39
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• 2019

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.167-173
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• 2021

최근 금속-복합재료 하이브리드 구조는 설계 유연성과 우수한 기계적 특성 때문에 자동차나 항공기 등 다양한 분야에 응용이 가능한 매우 매력적인 소재 시스템이 되었다. 한편, 버려지는 재료를 줄이고 환경 오염을 막기 위한 재활용이 아주 중요해졌다. 많은 국가에서 자동차나 전자제품의 재활용 규정을 만들어 적용하고 있으나, 금속-복합재료 하이브리드 구조는 아직 연구개발 및 응용의 초기 단계로 재활용에 대해서는 충분히 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는 재활용 업체에서 도입할 수 있는 금속-복합재료 하이브리드 구조의 재활용 프로세스를 개발하고 최적화하였다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.357-372
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• 2021

에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.