• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.73-78
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• 2016

본 연구에서 다루는 탄소섬유 복합재 인라인 휠은 플라스틱 인라인 휠 허브의 기존 재질을 탄소섬유 직물/에폭시 수지로 구성된 디스크 형의 허브로 대체하는 것이다. 지면으로부터의 충격 하중은 탄소섬유 복합재 휠의 충격 성능 평가를 위해 저속 충격 시험이 수행되었고, 기존의 플라스틱 휠의 성능과 비교하여 수행되었다. 본 연구는 시험 조건으로 70 J의 충격 하중을 적용하였다. 충격 에너지는 타격 추의 높이와 무게를 조정하여 조절되었다. 탄소섬유 복합재 디스크 허브의 사용은 무게를 절감하고 실제 운행 조건과 유사한 조건인 낮은 충격에너지에서 우수한 반발력을 나타내는 것으로 확인되었다. 충격 하중에 따라 최대 하중은 비례적으로 증가하지만, 최대 하중의 성장은 20 J 충격 하중에서 감소되었고, 45 J 충격 하중에서부터 감소되는 경향의 결과를 보였다. 탄소섬유 복합재 휠은 5 J, 10 J의 충격 하중에서 전체 충격 에너지의 35.3, 19.1%가 리바운딩 되는 우수한 특성을 보였다. 반면에 20 J 이상의 충격하중에 대해서는 얇은 탄소섬유 복합재 허브의 크랙 생성으로 인해 전체 에너지의 5% 이하로 리바운드 되었다.

• Composites Research
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• 제21권2호
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• pp.15-24
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• 2008

본 연구에서는 Kevlar 직물에 전단농화 특성을 갖는 나노 실리카 입자를 함침시켜 저속충격 특성 및 마찰특성 실험을 수행하였다. 나노입자의 크기에 따른 영향력을 평가하기 위해 100nm, 300nm, 500nm 직경크기의 구형 실리카 입자를 충진한 전단농화유체를 제작하였으며 유변물성 시험을 통해 전단담화 현상 및 급격히 점성이 증가하는 전단농화현상을 확인하였다. 전단농화유체를 Kevlar 직물에 함침시켜 저속 낙하 충격시험을 수행한 결과 나노입자 처리를 한 Kevlar 직물에서 우수한 충격흡수 특성을 보였으며 특히 함침된 나노입자의 크기가 작을수록 충격흡수양이 증가하였고 변형의 양도 가장 적게 나타났다. Kevlar 직물 내에서의 얀의 Pull-out 실험과 직물간 마찰력 실험을 통해 나노입자의 크기가 작을수록 전단농화 현상으로 인한 마찰력의 증가가 더욱 크게 나타남을 확인하였다. 이러한 마찰력의 증가가 얀의 Pull-out 에너지를 증가시키게 되어 주요 충격흡수 메커니즘으로 작용하게 되는 것이다.

• 한국안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.6-10
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• 2002

This paper presents the impact behavior and damage of laminated composite plates subjected to low-velocity impact. For this purpose, a pendulum impact test for impact behavior and C-scan for impact damage are done. Test materials are carbon/epoxy laminated composite plates and stacking sequences $[0/90_4\;[0/45_2/-45]_s,\;[0/45/-45/90]_s$ and [0/26/51/77/-77/-51/-26/0].

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.170-174
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• 2002

In this study, the material characterization and the dynamic behavior of 3D orthogonal woven composite materials has been studied under transverse central low-velocity impact condition by means of the micromechanical model using finite elements. To build up the micromechanical model considering tow spacing and waviness, an accurate unit structure is stacked in x-y-z direction repeatedly. First, the mechanical properties of 3D orthogonal woven composites are obtained by means of virtual experiment using full scale Finite Element Analysis based on the DNS concepts, and the computed elastic properties are validated by comparison to available experimental results[9]. Second, using the implementation of this validated micromechanical model, 3D transient finite-element analysis is performed considering contact and impact, and the impact behavior of 3D orthogonal woven composite is investigated. A comparison study will be carried out in terms of energy absorption capabilities.

• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.39-44
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• 2003

복합재료에 삽입된 점탄성 재료는 복합재구조물의 감쇠물성을 크게 증가시킨다. 일반적으로 점탄성 재료는 등방성이므로 모든 방향의 감쇠물성이 동일하다. 최근 재료의 방향에 따라 감쇠물성이 변하는 이방성 감쇠재료의 개발이 요구되고 있다. 이방성 감쇠재료는 점탄성 재료 내부에 얇은 섬유를 삽입하여 제작한다. 삽입된 섬유는 댐핑재료의 강성에 큰 영향을 주며 강성은 고전 적층판 이론을 따르게 된다. 본 논문에서는 Ni와 Adams의 이론을 이용하여 손실계수를 평가하였다. 그리고 방향성 있는 감쇠재료의 영향을 평가하기 위해 저속충격 거동해석을 수행하였다. 해석결과로부터 방향성 있는 감쇠재료는 복합적층판의 진동 및 감쇠특성에 큰 영향을 줌을 보였다

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.169-177
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• 2011

본 연구에서는 충격하중에 유리한 층 구조를 갖는 패각의 구조를 채용한 콘크리트 분절 복합체의 충격하중 성능을 평가하였다. 콘크리트 분절 복합체의 성능을 향상시키기 위해서는 콘크리트 블록 사이의 모르타르의 부착강도가 개선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 모르타르의 부착강도를 향상시키기 위해 폴리머 모르타르를 적용하였다. 부착강도 실험에 따라 15% 라텍스 모르타르를 선정하였고, 일반 모르타르와 라텍스 모르타르를 적용한 부재에 대한 정하중 및 저속 충격하중 실험을 수행하였다. 실험 결과 모르타르의 부착력이 향상된 분절복합체가 높은 충격하중 저항 능력을 보였다. 불연속 균열 모델을 이용한 비선형 유한요소해석과 충격하중 실험의 결과와 충격에너지 소산도가 유사하게 나타났다. 따라서 분절복합체 해석 모델의 개선을 통해 다양한 변수의 충격 저항 능력의 예상과 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.844-846
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• 2011

충돌에서의 차체 손상과 충돌 성능 강화를 위하여 최근 크래쉬 영역의 개념이 설계개념에 도입되고 있다. 대표적인 예가 범퍼와 차체사이의 크래쉬 박스로 저속충돌시 충격에너지를 흡수하여 범퍼이후 차체에 에너지를 저감시켜 차량의 안전성 및 수리비 저감 등에 있어서도 매우 효과적인 역할을 하는 부품으로 이에 대한 개발을 위해 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 논문에서는 충돌에너지 흡수성능이 우수한 크래쉬박스에 알루미늄 폼을 적용하였을 때 충돌에너지 흡수 및 거동에 대하여 충돌해석을 수행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2009

최근 열차의 고속화로 인하여 열차주행에 따른 진동은 중, 저속의 경우에 비하여 상당히 커졌으며, 이에 따라 지중매설배관은 끊임없는 충격하중과 반복하중에 노출되어 있어 여타 지역에 매설된 관로보다 진동하중에 많은 영향을 받고 있다. 그러나 기존의 설계나 해석과정에 충격계수를 이용하거나, 정하중을 받는 매설배관의 정해를 이용하는 방법으로는 이러한 진동의 영향이 충분히 반영되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 동해석을 통한 배관의 위험단면에 대한 설계하중에서의 안정성 분석에 주안점을 두고, 각 배관의 매설 조건과 열차의 주행 조건에 따른 배관의 거동 특성을 분석하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.249-252
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• 2005

Prediction of damage caused by low-velocity impact in laminated composite plate is an important problem faced by designers using composites. Not only the inplane stresses but also the interlaminar normal and shear stresses playa role in estimating the damage caused. The work reported here is an effort in getting better predictions of damage in composite plate using DNS approach. In the DNS model, we discretize the composite plates through separate modeling of fiber and matrix for the local microscopic analysis. Through comparison with the homogenized model. In the view of microscopic mechanics with DNS model, interlaminar stress behaviors in the inside of composite materials is investigated and compared with the results of the homogenized model which has been used in the conventional approach of impact analysis.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.53-56
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• 2005

In this study, the material characterization and the dynamic behavior of 3D orthogonal woven composite materials has been studied under transverse central low-velocity impact condition by means of the micromechanical model using finite elements. To build up the micromechanical model considering tow spacing and waviness, an accurate unit structure is stacked in x-y-z direction repeatedly. First, the mechanical properties of 3D orthogonal woven composites arc obtained by means of virtual experiment using full scale Finite Element Analysis based on the DNS concepts, and the computed elastic properties arc validated by comparison to available experimental results. Second, using the implementation of this validated micromechanical model, 3D transient finite-clement analysis is performed considering contact and impact, and the impact behavior of 3D orthogonal woven composite is investigated. A comparison study with the homogenized model will be carried out in terms of global and local behaviors.