• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.7-14
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• 2003

두꺼운 복합재료 구조물의 유한 요소 모델링은 상당히 복잡하다. 일반적인 2차원 유한요소로 모델링 하면 3차원 응력의 영향을 받는 두꺼운 복합재료 구조물의 정확한 해석이 곤란하다. 그러므로 3차원 모델링을 할 수밖에 없으나 이 또한 구조물의 모든 층이 다른 재료 물성치와 다른 적층방향으로 적층되는 경우에는 모델링이 어렵다. 이 논문에서는 등가 물성 모델링 기법을 제안하고, 두꺼운 복합재료 구조물 해석에 수치적 실험을 하였다. 재료와 적증 방향이 같은 층을 그룹화하여 두께 방향의 요소 수를 현저히 감소시켰지만 결과는 상세한 유한요소 모델로 계산한 결과와 충분히 근접했다. 해석과 모델링에는 MSC/NASTRAN과 PATRAN을 사용하였다. 제안된 모델링 기법은 한국항공우주연구원(KARI)에서 설계된 복합재료 로터 허브 시스템 해석에 적용되었다. 제안된 등가 모델링 기술을 이용하여, 쉬운 모델링과 계산시간을 감소시키면서 허브 시스템의 응력 해석과 각 부분의 안전 계수 점검을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권3호
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• pp.261-268
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• 2011

복합재료 로터 블레이드는 각종 보강재와 더불어 적층된 형태로 구성되어 있어 그 단면 구조가 매우 복잡하고, 이로 인해 모델링에 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 효율적인 로터 블레이드 단면 모델링을 위해 집합 연산에 기반 한 2차원 모델링 알고리듬을 활용하여 그래픽 사용자 환경을 갖춘 프로그램 KSec2D를 구현하였다. 구현된 프로그램을 이용하여 복잡한 로터 블레이드 단면 형상 모델링을 수행하고 이를 통해 복합재료 로터블레이드 모델링 시 개발된 프로그램의 유용성을 확인하였다.

• 오토저널
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• 제18권4호
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• pp.67-87
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• 1996

본 연구에서는 차체의 충돌해석 및 모델링을 위하여 판/쉘 요소의 자동생성 모듈을 개발하고 재료의 변형특성 모델링 모듈 및 접촉처리 모듈을 개발하였다. 충돌해석용 전처리기능으로는 평면, 실린더 곡면, B-스플라인 곡면 및 블렌딩 (blending) 곡면상에서의 사각형 요소망 자동생성 기법과 프로그램을 개발하였다. 또한 차체를 구성하고 있는 여러가지 재료들의 변형거동을 모델링하여 개발중인 충돌해석전용프로그램인 Autocrash의 모듈로서 완성하였다. 이들은 변형률속도의 영향이 고려된 탄소성 재료, 강체 재료, 포옴 재료 및 이방성 재료등으로 정면충돌 해석 및 측면충돌 해석에 필요하다. 한편 접촉처리 모듈에서 접촉탐색법으로는 주종탐색법과 HITA 알고리즘을 병행하여 사용할 수 있도록 프로그래밍하였으며, 불침투 조건의 처리는 벌칙함 수법을 이용하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2008년도 춘계학술발표대회 및 제14회 신소재 심포지엄
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• pp.13.1-13.1
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• 2008

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.180-187
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• 1990

세라믹 복합재료의 크립 파괴거동의 근원이 되는 크립거동에 대한 해석은 현재까지 제시되어 있 는 것이 거의 전무하여, 세라믹 복합재료의 고온신뢰도는 실험에 의존되어 많은 시간과 노력이 소요된다. 여기서는 해석방법으로 advanced shear-lag 모델을 기본으로 세라믹 복합재료 특성을 고려하여 모델링 해석을 제시하였다. 여러 영향 인자들-보강섬유 형상비, 보강섬유 끝단의 간격, 계면에서의 미끄름계수, 단위 모델안의 보강섬유 배열이 크립거동에 미치는 효과에 대해 인자 변화효과(parametric study)를 관찰하여 실험에 의해 얻은 SiCw/A1$_{2}$O$_{3}$의 크립 결 과와 비교하였다. 모델링 해석을 통해 얻은 특정범위 내의 결과는 실험결과를 수용할 수 있으 므로 이 해석방법을 세라믹 복합재료 크립거동의 한방법으로 이용할 수 있으리라 사료된다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.149-157
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• 2017

본 논문에서는 응집영역 모델링 기법을 사용하여 노치가 있는 적층복합재료의 파괴거동을 연구하였다. 먼저 노치가 있는 적층복합재료 시편형상에 대해 일반 3차원 고체요소로 모델링 한 후 요소들 사이에 섬유파괴, 기지파괴 및 층간분리 파괴를 담당하는 응집요소를 삽입하여 유한요소 메쉬를 제작하였다. 다음으로 일축인장 시험을 모사하는 하중 및 경계조건을 가하여 점진적 파괴해석을 수행하고 해석결과를 참고문헌의 실험결과와 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. 수치해석 결과로부터 노치가 있는 적층복합재료 인장시편의 파괴시작 및 진전거동을 분석하였으며 파괴모드의 진전을 체계적으로 조사하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.131-136
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• 2023

나노복합재료는 다기능성과 고성능을 가지는 혁신적인 복합재료이다. 나노 스케일 필러의 혼입함으로써 복합재료의 전기적, 역학적 및 열적 특성이 크게 향상될 수 있기 때문에 나노 스케일 필러를 이용한 나노복합재료의 특성화에 관한 다양한 연구가 광범위하게 수행되어 왔다. 특히, 탄소계 나노 필러(탄소나노튜브, 카본블랙, 그래핀 나노판 등)를 활용하여 전기/역학적 특성을 향상시킨 나노복합소재 개발에 관한 연구들이 복합재료 분야에서 큰 관심을 받고있다. 본 논문은 실제 응용에 필수적인 나노복합재료의 전기/역학적 특성을 문헌조사를 통해 고찰하는 것을 목표로 한다. 또한, 나노복합재료의 전기/역학적 특성 예측을 위한 최신 멀티스케일 모델링 연구들에 대해서 검토하고, 멀티스케일 모델링에 대한 과제와 향후 발전 가능성에 대해서 논의한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.389-396
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• 2017

결합 기반 페리다이나믹 모델은 취성재료의 동적파괴 해석에 많이 이용되고 있으며, 최근의 연구(Bobaru et al., 2012)를 통해 적층유리 구조물의 동적 파괴 패턴 분석에도 활용되었다. 특히 실험(Bless et al., 2010)에서 나타난 적층유리 구조물의 다양한 손상 형태(압축 영역, Floret, Hertz-type 균열 등)를 결합 기반 페리다이나믹 시뮬레이션을 이용하여 구현하였다. 그러나 실제 적층 구조물은 각 유리판 사이를 탄성이 있는 층간 재료로 결합하는 반면, 기존의 페리다이나믹 수치 시뮬레이션에서는 층간 재료 결합을 무시하고 각 유리판이 직접 결속되도록 가정하여 층간 재료 효과가 무시되었다. 본 연구에서는 페리다이나믹 층간 재료 모델링을 통해 실제 적층 구조물에 보다 근접한 페리다이나믹 수치 해석 모델을 제안한다. 일반적으로 층간 재료는 매우 얇기 때문에 층간 재료를 명시적으로 모델링할 경우 많은 해석시간과 메모리가 소모되어 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 명시적 모델링을 대신하여 가상 절점을 통해 층간 재료를 모델링한다. 수치 예제를 통해 제안된 층간 재료 모델링의 효율성 및 정확성을 검토한다. 또한 압축 상태의 적층 구조물 해석을 위해 단거리 상호작용력에 기반한 투과 방지 기법을 도입하고 파라미터 테스트를 통해 검증한다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.177-180
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• 2002

3-D 원형 브레이드 복합재료의 물리적인 물성을 계산하기 위해서는 실제와 같은 단위구조의 모델링과 이를 통한 RVE(Representative Volume Element)의 구현이 필수적이다. 실제적인 내부구조 모델링을 위해 단위구조를 2가지로 나누었으며, 실의 경로를 3차원 스플라인으로 적합시켰다. 구현한 내부구조를 통하여 공정변수와 구조변수와의 관계를 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.2082-2089
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• 1992

본 연구에서는 모델링재료를 이용한 AISI4130축대칭 도움형상의 열간 단조 공 정 설계 방안을 이룩하기 위한 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 모델링 재료는 Van Akan International사 제품의 Plastalina를 이용하였다. 모델링재료와 실제 재 료 사이의 상사성을 검토하기 위해 압축실험을 수행하였는데 압축 실험시 모델링재료 와 평다이 사이의 마찰력을 줄이기 위해 베이비파우더, 휴지, 바셀린, 테프론테잎 등 을 이용하였으며 램 속도, 온도, 그리고 변형률도에 따른 응력 변화를 검토해 보았다. 열간 공정시에 수반되는 금형과 공작물 사이의 마찰력을 알아보기 위해 앞에 열거한 윤활제를 이용한 링실험을 수행하여 전단마찰계수(m) 값의 변화를 알아보고 폐쇄단조 시 주요한 설계방안을 검토하기 위해 플래쉬를 갖는 폐쇄단조 실험을 수행하였다. 이 실험에서는 폐쇄단조시 중요한 설계변수 중의 하나인 플래쉬 두께 대 폭비, 플래쉬 부를 통한 체적손실, 그리고 원기둥모양의 초기 단조 시편 형상비 등에 따른 설계방안 을 검토하여 기존 참고문헌에 나와 있는 결과들과 유사성을 검토하였다. 이와같은 실험 결과를 체계적으로 확립하고 고강도강 대형 단조품생산에 필요한 단조하중 예측, 예비성형체 설계, 성형성 연구등에 대한 응용성을 검토하고자 한다.