• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.392-397
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• 2018

본 연구에서는 기존의 스틸재 타이로드를 브레이딩 공법을 적용한 탄소복합재로 개발하고자 하였다. 탄소복합재 타이로드는 기존 제품과 동등한 성능을 만족시키기 위하여 브레이딩 직조에 필요한 코어 단면설계, 코어와 탄소섬유의 접합부에 대한 구조형상설계를 진행하였다. 그리고 브레이딩 공법을 적용한 시편을 제작하여 시험평가를 통해 구조해석에 적용하였다. 제작 공정은 브레이딩 직조 후 인퓨전 공정을 거쳐 후경화 공정까지 진행하였으며 최종 제품에 대한 시험평가는 인장 시험, 비틀림 시험, 압축 시험과 피로시험을 순차적으로 진행하여 모두 만족시켰다. 또한 탄소복합재 타이로드의 중량을 기존 제품 대비 약 37% 정도 경량화시킬 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.600-611
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• 1994

The purpose of this research is to propose a model for the prediction of residual strength. For this purpose, two-paremeter model based on Caprino's is developed and formulated by the ratio of indentation due to impact and normalized residual strength. The damage zone is considered only as an indentation. Impact tests are carried out on laminated composites by steel balls. Test material is carbon/epoxy laminate. The specimens are composed of $[{\pm}45^{\circ}/0^{\circ}/90^{\circ}]_2$ and $[\pm}45^{\circ}]_4$ stacking sequence and have $0.75^T{\times}0.26^W{\times}100^L(mm) dimension. A proposed model shows a good correlation with the experimental results And failure mechanism due to high impact velocity is discussed on CFRP laminates to examine the initiation and development of damage by fractography and ultrasonic image ststem. The effect of the unidirectional ply position on the residual strength is considered here.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.88-93
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• 2001

Carbon fiber epoxy composite are widely used in airframe structures, space vehicles, sports equipment, and high speed reciprocating parts for industrial machinery. In this paper, the groove processing characteristics of carbon fiber epoxy com-posite was experimentally investigated in order to study the endmill operation of fiber reinforce epoxy composites. Followings are main finding from the experimental results. First, the cutting and bending force in groove processing of the carbon fiber epoxy composite increased as the spindle speed deceased. They also deceased as the table feed increased. Second, the good cutting status obtained at the entrance of groove while delamination occurred at the exit of groove, Third, the regular high speed steel endmill was not efficient, thus the new endmill such as coated carbide rooter endmill or dia-mode endmill should be used for the effective endmll operation of carbon filber epoxy composites.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.52-58
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• 2014

사출 성형을 통해 제조된 단섬유 강화 복합재는 사출 성형 중 발생하는 수지 유동으로 인해 동일 시편 내에서도 다양한 섬유 배향을 갖는다. 이러한 섬유의 배향은 최종 복합재의 기계적, 열적 특성에 많은 영향을 주므로, 본 연구에서는 사출 성형된 탄소단섬유 강화 PA6/PPO 복합재의 섬유 배향을 광학 현미경 분석을 통하여 측정하고 섬유의 배향이 복합재의 충격강도 및 열팽창 계수에 미치는 영향을 분석하였다. 충격강도의 경우에 섬유의 배향이 크랙이 전파되는 방향에 수직으로 배향되어 있을수록 더 높은 충격강도를 보였으며, 이는 섬유의 배향에 따른 충격내성 강화 메커니즘과 밀접한 연관성을 보여주었다. 열팽창 계수의 경우에는 섬유가 열팽창률을 측정하는 방향과 동일한 방향으로 배향되어 있을수록 더 낮은 열팽창계수를 보였으며, 이 결과 역시 섬유의 배향이 열팽창 특성에 미치는 메커니즘과 밀접한 연관성을 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권5호
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• pp.611-619
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• 1995

PAN계 탄소섬유와 페놀수지를 이용하여 rod를 인발성형 한 후, 다른 섬유분율을 갖는 두종류의 hexagonal type 4D 프리폼을 제작하였다. 석탄계 핏치를 가압함침 탄화공정을 통하여 함침한 후 탄화와 고온열처리를 하였다. 이와 같은 공정을 반복하여 고밀도화된 4D CRFC를 제조하였다. 열충결 시험 후 새로운 크랙이 생성되었을 뿐만 아니라 기존의 크랙이 확장되었으며 이와 같은 크랙들은 공기와의 접촉면을 제공하여 중량감소를 보였다. 공기 산화 저항성을 고온열처리 공정을 거친 것이 약 20% 우수하게 나타났다. 4D CFRC의 밀도와 섬유의 분율이 높을 수록 삭마 저항성이 커지고, 삭마량은 시간에 따라 선형적으로 증가하였으며 type II가 type I보다 삭마저항성이 우수하였다. 삭마 메카니즘을 관찰한 결과 1차적으 기질의탈리가 먼저 일어난 다음 섬유가 삭마되었다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.132-139
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• 2023

추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권7호
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• pp.857-864
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• 2006

Various compressive specimens were fabricated using autoclave do-gassing moulding to find out the compressive characteristics of the carbon/epoxy plain weave fabric composites with respect to the bias and shear angles. The stacking angles of the bias specimens are $[0]_{10T,}\;[3]_{10T,}\;[6]_{10T,}\;[9]_{10T,}\;[12]_{10T,}\;[15]_{10T,}\;[30]_{10T,}\;[45]_{10T}$ and those of the sheared specimens are $[{\pm}37]_{10T,}\;[{\pm}32]_{10T,}\;[{\pm}28]_{10T,}\;[{\pm}22]_{10T,}$ respectively. In order to verify the effect of micro-tow structures on compressive strength and modulus of the composites, compressive test specimens of uni-directional carbon/epoxy composites with the same materials and the same stacking conditions were fabricated. The modulus and strength of both types of composite specimens were compared with the prediction results based on the CLPT and a proposed strength formula. The tow deformation and fracture modes were investigated by microscopic observation.

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.48-56
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• 1997

This work has been investigated in order to study the influence of the moisture absorption on the mechanical pf the glass fiber/epoxy resein composites and the carbon fiber/epoxy resein composites. The types of glass fiber used in the glass fiber/epoxy resein composites were randomly oriented fiber and plain fabric fiber. And carbon fiber.epoxy resein composites was laminated with fabric prepreg which was formed with carbon fiber and epoxy resein. Both composites were immersed up to 100 days in distilled water at $80^{\circ}C$, and then dried up to 3 days in an oven at 80$80^{\circ}C$. Both composites were measured for the weight gain of water(wt.%) and tensile strength through immersion and dry time. Consequently, it was found that the tensile strength of thw glass fiber/epoxy resein composites and the carbon fiber/epoxy resein composites were reduced proportionally to the moisture absortion rate. Also, the tensile strength of glass fiber composites was decreased more than that of the carbon fiber composites. Additionally, it was found that the tensile strength of all composites which decreased by moisture absorption were partly recovered by drying in an oven at 80$80^{\circ}C$.

• Composites Research
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• 제17권1호
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• pp.38-46
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• 2004

본 논문의 목적은 탄소섬유 건직물의 토우 구조의 미소 거동과 변형 중의 평면 하중과의 관계를 규명하는 것이다. 평면 하중은 변형 중에 토우들을 재배치하며, 결국에는 잠김 현상을 유발하게 된다. 본 논문에서는 토우 간격, 주름각등의 미소 변형 변수들을 관찰하기 위해 일방향 편향 인장실험과 이축 인장실험을 겪은 시편들을 전단각에 따라 분류하여 현미경을 이용하여 변형 경향을 관찰하였다. 전단각에 따른 변형된 토우 구조의 변화를 간단한 설계 변수 모델을 이용하여 근사하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권1호
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• pp.64-68
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• 2014

This study was conducted to investigate the durability of carbon fiber/epoxy composites (CFRP) in a saline water environment. The carbon fiber/epoxy composites were modified to use nanoparticles such as carbon nanotubes and titanum oxide. These hybrid composites were exposed to a saline water environment for a certain period. The weight gain according to the immersion time, a quasi-static tensile test, and micro-graphic characterization were used to investigate the samples exposed to the saline water environment. The weight gains increased with increasing immersion time. The weight gains of the hybrid composites were lower than that for pure CFRP throughout the entire immersion time. The tensile strengths decreased with increasing immersion time. The tensile strengths of the hybrid composites were higher than that of the pure CFRP throughout the entire immersion time. The pure CFRP was observed to be more degraded than the hybrid composites in the saline water environment. Therefore, it was concluded that the addition of nanoparticles to CFRP could lead to improved durability in a saline water environment.