• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2002-2014
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• 1991

본 연구에서는 모재균열의 열림변위로 인한 변형을 고려하여, 모재균열 주위 의 응력분포를 구하기 위한 2차원 해석방법을 제안한다. 제안된 방법은 두께방향 다 항식 형태로 가정된 변위성분으로부터 모재균열 주쥐의 변위, 응력분포를 구한다. 본 방법은 적층판의 프아송비(Poisson's ratio) 효과와 열잔류응력(thermal residual stress)의 영향을 고려하였으며, 계면층(interface layer) 개념을 사용하여 특성손상 상태 이후에 발생하는 층간분리를 평가하기 위한 기초자료인 층간수직응력과 층간전단 응력을 결정하였다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 유한요소해석(finite element analysis)을 수행하여 제안된 방법의 응력분포 결과를 유한요소해석 결과와 비교하여 보았다.

• Composites Research
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• 제14권1호
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• pp.8-14
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• 2001

복합재 적층판의 자유단 층간분리의 모드별 변형률 에너지 해방률을 구하는 간이 계산법을 제안하였다. 층간응력은 층간에서의 평형식으로부터 층간의멘트와 층간전단력으로 평가하였다. 적층판 자유단 층간분리의 변형은 일반화된 준3차원 고전적층이론에 의하여 계산하였다. 이 간이 계산법은 변형균 에너지 해방률의 세성분을 구하는 간편한 식으로 나타내었다 복합재 적층판이 일축인장을 받는 경우에 대하여 적층판 중앙면에 대칭과 비대칭인 층간분리가 발생한 경우에 대하여 해석을 행하였다. 해석결과는 가상분리진전법에 의한 유한요소해석결과와 잘 일치하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권8호
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• pp.665-672
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• 2013

적층된 복합재 구조물의 강도와 강성 저하를 발생시키는 중요원인 중의 하나는 복합재 층 사이에 발생하는 층간 분리이다. 적용되는 대부분의 복합재 구조물은 어느 정도 곡률을 가지고 있다. 만약 굽은 복합재 구조물이 굽힘 하중을 받게 되면 평평하게 되려는 현상 때문에 두께 방향의 수직응력이 발생하게 되며, 최대 응력이 발생되는 곳에서 층간 분리가 발생한다. 본 논문에서는 굽은 복합적층 보의 반경방향 응력을 결정하는 방법을 설명하고, 층간 분리 응력에 미치는 적층 순서의 영향을 검토하였다. 그리고 층간분리 응력의 크기와 위치를 이론적인 해와 유한요소 방법을 이용하여 해석하고 비교하였다.

• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.327-334
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• 2019

층간분리는 복합재 적층판에서 발생하는 특수한 파손 모드이다. 유한요소해석기법을 활용하여 균열 성장방향이 확실히 예측되는 일방향 복합재 적층판의 층간분리 거동과 관련된 많은 수치적 연구가 수행되었다. 반면에 여러 방향으로 적층된 복합재 적층판의 층간분리는 층간 균열 뿐 만 아니라 기지재료 파손 및 섬유 브릿징을 수반하는 층내 균열이 발생한다. 또한 층간 균열과 층내 균열이 불규칙적인 비율로 나타나고 층내 균열도 임의의 각도로 성장한다. 이러한 직교적층 복합재 적층판의 균열 성장 방향에 대한 예측은 확정론적 해석 방법 보다는 확률론적 해석 방법이 유리하다. 본 논문에서는 직교적층 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판에 모드 I 하중이 가해질 때 균열 경로를 분석하여 향후 확률론적 해석의 기반 자료로 사용할 수 있는 확률 데이터를 수집하고 분석하였다. 직교이방성 재료의 균열선단에서의 응력장 해석결과를 활용하여 균열 성장 방향을 분석할 수 있는 두 가지 기준을 제안하였다. 제안한 방법을 이용하여 직교적층 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 균열 성장 방향을 정성적, 정량적으로 분석하고 실험값과 비교분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.75-75
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• 2004

Carbon/epoxy는 기존의 금속재료에 비해 피로강도 및 기계적 특성이 매우 우수하다. 따라서 최근 튜브형태의 Carbon/epoxy 활용방안이 부각되고 있다. 그러나 Carbon/epoxy는 탄소재료의 특성상 고압, 충격 및 부식에 매우 취약하다. 또한, 장기간 고압피로 및 크리프에 노출될 경우, 금속재료에서는 관찰할 수 없는 층간분리(delamination)가 발생된다. 이러한 층간분리는 섬유방향과 평행하게 진전될 때 급격한 파손을 야기하므로 층간분리에 대한 메커니즘을 이해하고 그 방지책을 강구하는 것은 매우 중요하다.(중략)

• 한국해양공학회지
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• 제18권5호
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• pp.36-42
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• 2004

Orthotropic laminates, such as [$0^{\circ}6$/$90^{\circ}6$]s and [$90^{\circ}6$/$0^{\circ}6$]s, were performed, using a commercial nonlinear finite element method. Interlaminar stress distributions, around the hole curve free-edge, were calculated. The delamination bearing strengths of pin joints were predicted, using the modified delamination failure criterion. These stress distributions were presented along the radial lines and around the free-edge of the hole. Further, three-dimensional non-linear contact analysis of orthotropic laminates was conducted to investigate the effect of friction. In this paper, laminates with a circular hole were taken to study interlaminar stresses the curved edge. This study may assist in the design of a thick composite laminate with mechanically pin joints.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.137-138
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• 2012

박막태양전지의 경우 기판재와 태양전지를 구성하는 반도체 층간의 열팽창 거동 차이가 태양전지의 변형을 야기한다. 이러한 열변형은 태양전지의 효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러므로 태양전지를 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 기판재의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 연성 CIGS 태양전지를 구성하는 기판과 박막층의 두께변화가 열공정 중 발생하는 잔류응력에 미치는 영향을 전산해석 하고자 하였다. 전산해석 결과 Fe-52wt%Ni 기판재의 두께가 증가함에 따라 CIGS 박막층 내부의 잔류응력은 감소하였다. SiO2 절연층의 두께가 증가하면 CIGS 박막층의 잔류응력이 증가하였다. Mo 후면전극층이 얇아지면 잔류응력이 감소하였으나 CIGS층의 두께변화는 CIGS층의 잔류응력에 큰 영향을 미치지 않았다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.47-53
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• 2006

본 논문에서는 탄소-페놀 복합재로 제조된 로켓 노즐 내열부품의 고온에서의 거동을 3차원 축대칭 유한요소 모델을 사용하여 해석하였다. 실제 작동 조건을 사용하여 카울 영역의 적층링을 해석한 결과 층각도, 축방향 치수, 경계조건은 적층링 내부의 응력 분포에 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다. 특히 링과 링 사이의 접합부분에서 모서리 탈락 현상의 전조 현상인 층간분리가 발생한다. 분리현상 이후에는 층각도 방향 전단응력과 축방향 압축응력에 의해 탈락 현상이 발생하는 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.28-36
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• 1999

본 연구에서는 얇은 탄소섬유/에폭시 복합적층판(두께 1mm)의 냉각열응력으로 인한 자유경계단 근처의 파손을 유한요소 수치해석과 초음파 C-scan, 광학 및 전자현미경 관찰을 통하여 검토하였다. 수치해석 결과, 복합적층판의 자유단 근처의 내부층에서 층냄 및 층간응력이 크게 나타났다. 액체질소에 의한 저온담금질 실험결과, 적층강도가 $[0_2/90_2]_s,\;[45_2/-45_0]_s,\;[0_2/60_2]_s$인 적층판의 층간근처의 내부층 쪽에서만 모재 및 계면부에서 진전하는 층내균열이 발생하였다. 이들 결과는 위의 수치해석 결과와 일치했다.

• 기계저널
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• 제22권1호
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• pp.9-14
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• 1982

복합재료를 이용하여 부품제작을 한 후 어떠한 결합방법을 채택할 것인가를 결정할 때 고려해 야할 점을 기계적 결합법과 접착결합법을 비교하여 검토하였다. 기계적 결합은 하중을 많이 받고 분해 및 결합이 자주 예상되는 부품에 채택해야 할 것이며 복합재료의 특성을 고려하여 보강 시에 부착하는 평판의 섬유방향은 가급적 드릴구멍주위를 부드럽게 하여 응력집중을 낮출 수 있으며 하중의 종류에 따라 적층의 섬유방향을 조절함으로서 응력집중을 조절할 수 있다. 드릴 구멍 주위인 파손은 평판의 폭과 구멍의 직경등이 크게 작용함으로 강도해석을 할 경우에 응력 해석을 한 후 허용응력등을 결정해야할 것이다. 접착졀합법은 작업이 간단하나 신뢰도가 떨어지 므로 하중을 많이 받는 구조물에의 사용에 주의를 요하며 설계방법도 매우 다양하게 제안되어 있어 선택함에 있어 하중 환경조건등을 점검해야할 것이다. 접착결합법은 드릴구멍같은 불연속 성을 갖지 않기 때문에 응력집중이 생기지 않으나 접착층의 길이등 기하학적 형상에 따라 다르게 나타남으로 잡착층의 분리가 일어나지 않도록 설계되어야 한다. 특히 복합재료의 이방성인 성 질을 감안하여 접착층에 이웃하는 피접착층의 섬유방향에 주의해야 하며 층간응력이 파손에 미 치는 영향을 고려하여 설계에 임해야 한다.