• 제목/요약/키워드: 탄소섬유강화 플라스틱

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다관절 복합이동 해저로봇에 적용된 탄소섬유 복합소재 프레임에 대한 진수 및 인양 조건에서의 구조해석 (Finite Element Analysis of CFRP Frame under Launch and Recovery Conditions for Subsea Walking Robot, Crabster)

  • 유승열;전봉환;심형원;이판묵
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권4호
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    • pp.419-425
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    • 2014
  • 본 논문은 200 미터급 다관절 복합이동 해저로봇(크랩스터, CR200)에 적용된 탄소섬유 복합소재 몸체 프레임의 구조해석에 대하여 다루고 있다. CR200 의 몸체 프레임은 탄소섬유 복합소재를 이용한 강화 플라스틱으로 제작되어 가볍고 강하며, 사람의 늑골구조를 모방하여 설계되었기 때문에 외부 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있다. 해상에서 모선과 크레인을 사용하여 CR200 을 진수하거나 인양할 때, 해상상황에 따라 모선 운동에 의한 동적 하중이 몸체 프레임에 전달되기 때문에 프레임에 대한 진수 및 인양 조건에서의 구조적 해석이 필요하다. 구조해석의 신뢰성을 확보하기 위하여 본 논문에서는 몸체 프레임의 시편시험 결과를 이용하여 구조해석을 수행하고, 기존 금속재질의 프레임 모델과 구조적 특성을 비교하여 탄소섬유 복합소재 프레임의 구조적 특성을 정량적으로 비교하였다.

원공을 갖는 복합적층판 및 혼합적층판의 좌굴 및 진동해석 (Buckling and Vibration Analysis of Laminated Composite Plate and Hybrid Composite Plate with a Hole.)

  • 구경민;홍도관;김동영;안찬우;한근조
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.812-815
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    • 2002
  • This paper deals with the buckling and vibration analysis of plate with a hole. We knew that in this paper, as aspect ratio rises in design parameter, the buckling strength and the natural frequency of laminated composite plate decrease and as diameter of hole for width of plate rises, the buckling strength decrease but the natural frequency increase. Also this paper compared the CFRP laminated composit plate with the hybrid composite plate, and proposed that the hybrid composite plate is stronger than the CFRP composite plate.

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다구찌법을 이용한 복합적층판의 좌굴강도 개선에 관한 연구 (A Study on the Improvement Buckling Strength of Laminated Composite Plate by Taguchi Method)

  • 구경민;홍도관;김동영;박일수;안찬우;한근조
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1362-1365
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    • 2003
  • On this study. we improved the efficiency applying algorithm that is repeatedly using orthogonal array in discrete design space and filling a defect of gradient method in continuous design space. we showed optimal ply angle that maximized buckling strength of CFRP laminated composite plate without a hole and with a hole by each aspect ratio. In the case of CFRP laminated composite plate without a hole, we confirmed the reliance and efficiency of algorithm in comparison with the result optimization achievement repeatedly using statistical orthogonal array of experimental design.

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진동을 고려한 복합적층 외팔평판의 최적적층설계 (Optimal Ply Design of Laminated Composite Cantilever plate Considering Vibration)

  • 구경민;노영희;김동영;홍도관;안찬우;한근조;박흥식
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1660-1665
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    • 2003
  • On this study, we improved the efficiency applying algorithm that is repeatedly using orthogonal array in discrete design space and filling a defect of gradient method in continuous design space. we showed optimal ply angle that maximized 1st natural frequency of CFRP laminated composite cantilever plate by each aspect ratio. A finite element analysis on the CFRP laminated composite cantilever plate using orthogonal array is carried out, and the results are compared with those obtained by modal testing.

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복합적층판의 진동인텐시티에 관한 연구 (A Study on Vibration Intensity of Laminated Composite Plate)

  • 서진;김동영;홍도관;최석창;안찬우;한근조
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.892-895
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    • 2002
  • In this study, to grasp the effect of vibration intensity fur the laminated composite plate, the two-dimension plate was shaken by a harmonic point excitation with the natural frequency using the finite element method. As the result, it shows that the vibration intensity according to the change of angle-ply is various and it flows to the direction of length rather than width in the plate. Also this paper represents those results to the vector flow.

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탄소섬유의 최신 응용 동향 (Status of the Recent Applications of Carbon Fiber)

  • 이태호;길상철
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.492-501
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    • 2012
  • In this paper, the status of the recent applications of carbon fiber was investigated through the published papers, informations or data of the internet etc. The production cost of the carbon fiber will be lowered and in the other hand the quality would be upgraded. Therefore in the automobile area, the use of the carbon fiber will be increased, specially for the high quality cars and the sports cars. Also the structures, wings and many secondary parts of the commercial airplanes will be made of carbon fibers more and more. The carbon fiber applications are extended to many fields including ship buildings like as boats, canoes and retrofitting in civil engineering, sporting goods, instruments etc.

진동을 고려한 원공복합적층판의 최적적층설계 (Optimal Ply Design of Laminated Composite Plate with a Hole Considering Vibration)

  • 홍도관;김동영;최경호;안찬우
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.423-429
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    • 2003
  • On this study. we improved the efficiency applying algorithm that is repeatedly using table of orthogonal array in discrete design space and filling a defect of gradient method in continuous design space. we showed optimal ply angle that maximized 1st natural frequency of CFRP laminated composite plate without a hole and with a hole by each aspect ratio. In the case of CFRP laminated composite plate without a hole, we confirmed the reliance and efficiency of algorithm in comparison with the result of optimization achievement repeatedly using statistical table of orthogonal array of experimental design and the BFGS optimal design method.

홀 노치를 포함한 평직 탄소섬유강화플라스틱의 파괴기준 연구 (Study of Failure Criterion of Hole-Notched Plain-Weave Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) Composites)

  • 김상영;금진화;구재민;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.481-486
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    • 2010
  • Carbon Fiber Reinforced Plastic(CFRP) 복합재료는 높은 비강성 및 우수한 화학적 특성 등으로 인하여 여러분야에서 점점 사용이 증가하고 있다. 대부분의 CFRP 복합재료는 여러 부품들의 조립을 통해 제작된다. 이러한 독립된 부품들은 볼트, 핀 등과 같은 기계적인 방법을 통해 체결된다. 볼트나 핀에 의한 hole은 구조내에서 노치로 작용하여 부품의 강도저하의 원인이 된다. 본 논문에서는 홀의 크기와 시험편 폭이 노치재의 파괴강도에 끼치는 영향을 평가하여 hole을 포함하고 있는 평직 CFRP 복합재료의 정하중 파괴 강도를 실험적으로 평가하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 홀 크기와 시험편 폭에 따른 점응력 조건의 특성길이를 평가하였으며, 특성길이와 노치재의 파괴강도의 관계를 확인하였다. 이를 이용하여 노치재의 정하중 파괴기준을 재정의하였다.

곡면형상의 알루미늄 하니콤/CFRP 샌드위치 패널에 관한 실험적 연구 (Experimental Testing of Curved Aluminum Honeycomb/CFRP Sandwich Panels)

  • 롸르네;박용빈;권진회;최진호
    • Composites Research
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    • 제26권2호
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    • pp.85-90
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    • 2013
  • 본 논문에서는 탄소섬유강화플라스틱 면재와 알루미늄 샌드위치 심재를 가지는 복합재 샌드위치의 제조와 3절점 굽힘 실험에 대해 연구하였다. 시편은 3가지 하니컴 종류(3.18 mm, 4.76 mm, 6.35 mm의 셀 크기)와 3가지 곡률 반지름(평판, r = 1.6 m, r = 1.3 m)을 가지도록 제작하였다. 샌드위치 곡률의 기준은 W-방향을 기준으로 제작 하였다. CFRP $2{\times}2$ 트윌의 인장에서 기계적 물성치(탄성계수, 강도, 푸아송 비)를 측정하여 그 값들을 다른 CFRP 섬유 적층판의 값과 비교하였다. 실험결과 평판 샌드위치 패널의 3절점 굽힘 실험에서 심재의 전단강도는 공개된 데이터에 비해 11-30% 낮게 나왔다. 제한된 시편 크기에서 1.3미터 곡률을 가지는 패널은 평판 패널에 비해 심재의 극한 전단강도가 0.8-3.8% 감소한 것으로 나타났다.

탄소섬유강화플라스틱 재료 레저선박의 구조강도 평가를 위한 시험설비 구축과 운용에 관한 연구 (The Development of Structural Test Facility for the Strength Assessment of CFRP Marine Leisure Boat)

  • 정한구;장양;염덕준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권4호
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    • pp.312-320
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    • 2017
  • This paper deals with the development of structural test facility for the strength assessment of marine leisure boat built from carbon fiber reinforced plastics (CFRP) materials. The structural test facility consists of test jig, load application and control system, and data acquisition system. Test jig, and load application and control system are designed to accommodate various size and short span to depth ratios of single skin, top-hat stiffened and sandwich constructions in plated structural format such as square and rectangular shapes. A lateral pressure load, typical and important applied load condition to the plates of the hull structure for marine leisure boat, is simulated by employing a number of hydraulic cylinders operated automatically and manually. To examine and operate the structural test facility, five carbon/epoxy based FRP square plates having the test section area of $1m^2$, which are part of CFRP marine leisure boat hull, are prepared and they are subjected to monotonically increasing lateral pressure loads. In the test preparation, considering the symmetry of the plates geometry, various strain gauges and linear variable displacement transformer are used in conjunction with data acquisition system utilizing LabVIEW. From the test observation, the responses of the CFRP hull structure of marine leisure boat are understood by obtaining load to deflection and strain to load curves.