• 한국정밀공학회지
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• 제32권6호
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• pp.517-521
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• 2015

Recent development of core techniques the IT electronics industry can condense into lightweight and slimmer. In this circumstance, researches for the lightweight materials and subminiature screw have been attracted. In this study, the CFRP was produced by stacking angle to obtain the tensile properties. And Comparing the coated screws and non-coated screws on the specimen, and evaluating the adequacy for the application of CFRP using the result. So The clamping force measured by comparison evaluation. Low screw reverse and Superior torque value at each stacking angle were found the optimum conditions, when Subminiature Screw is applied on smart devices. Both tensile strength and stiffness of $[{\pm}0^{\circ}]_{10}$ is the highest. Followed by $[90^{\circ}/0^{\circ}]_{10}$ is the highest. The largest clamping torque is $[90^{\circ}/0^{\circ}]_{10}$ When Subminiature Screw is applied coating and non-coating to prevent loosening. Based on the above, Subminiature Screw should be applied in smart devices, because $[90^{\circ}/0^{\circ}]_{10}$ meet both tensile properties and clamping force.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.63-69
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• 2015

The thermal balance test in vacuum chamber for satellite structures is an essential step in the process of satellite development. However, it is technically and economically difficult to fully replicate the space environment by using the vacuum chamber. To overcome these limitations, the thermal analysis through a computer simulation technique has been conducted. The CFRP composite material has attracted attention as satellite structures since it has advantages of excellent mechanical properties and light weight. However, the nonuniform nature of the thermal conductivity of the CFRP structure should be noted at the step of thermal analysis of the satellite. Two different approaches are studied for the thermal analyses; a detailed numerical modeling and a simplified model expressed by an effective thermal conductivity. In this paper, the effective thermal conductivities of the CFRP composite structures are extracted from the detailed numerical results to provide a practical thermal design data for the satellite fabricated with the CFRP composite structure. Calculation results of the surface temperature and the thermal conductivities along x, y, z directions show fairly good agreements between the detailed modeling and the simplified model for all the cases studied here.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.31-36
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• 2014

본 연구에서는 자동차 코일스프링을 대상으로 CFRP 복합재 재료의 적용가능성을 제시하였다. 기존 강재료를 복합재로 대체해서 대폭적인 경량화를 추구하기 위해서는 재료특성 뿐만 아니라 스프링의 설계인자들도 함께 최적화를 해야 할 것이다. 따라서 먼저 복합재 코일스프링의 전단특성을 고려해서 최대 비틀림강성을 나타내도록 45도로 와인딩한 봉 구조물을 구성하였으며, 예측된 전단탄성계수를 시험결과와 비교한 결과 매우 근사한 값을 나타내었다. 다음으로 45도로 와인딩된 CFRP 복합재 스프링의 소선직경을 결정하기 위해서 비틀림 강성을 강재와 복합재 두 재료에 대해서 동일하게 하였으며, 그 결과, 소선직경은 11.0 mm에서 17.5mm로 재료가 복합재로 변경됨에 따라서 증가되어야 한다. 마지막으로 이 같이 구성된 복합재 코일스프링의 유한요소모델을 구성해서 스프링상수를 계산하였으며, 시험결과와 비교 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.257-264
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• 2015

쎄트렉아이에서 개발 한 SpaceEye-1 위성의 구조체는 가혹한 발사 및 궤도 환경에서 다양한 지구 관측 임무를 수행하도록 설계하였다. 본 논문은 SpaceEye-1 위성 개발과정 동안 수행한 구조설계와 해석의 방법론에 대해서 기술하였다. 위성 구조체는 발사환경 하에서 정/동적 하중을 견딜 수 있게 설계하였을 뿐 만 아니라 주 탑재체와 부분체를 보호하도록 설계하였다. 구조 설계 요구사항은 개발 초기부터 발사체, 탑재체와 부분체의 요구사항으로 부터 도출되었다. 3차원 설계는 구조체의 기하학적 적합성을 확인하기 위해 이용되었고, 유한요소해석은 구조체가 발사체와 탑재체로부터 도출 된 기계적인 요구사항을 만족하는지 확인 하는데 적용하였다.

• Composites Research
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• 제28권6호
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• pp.378-382
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• 2015

인구밀도가 증가하고 매년 고층건물의 수가 늘어나고, 대부분의 사람들이 하루에 엘리베이터를 이용하는 시간이 많아짐에 따라 일상생활 속에서 엘리베이터는 중요한 역할을 하고 있다. 매년 고층건물이 늘어남에 따라 고속 고층 승강기의 기술 요구 수준도 높아져 가고 있다. Carbon-fiber-reinforced plastics (CFRPs)는 높은 강성과 경량화 및 낮은 마찰력 등을 장점으로 하고 있으며, 엘리베이터용 wire rope에 매우 적합한 재료이다. 본 논문에서는 CFRP의 특성을 분석하기 위하여, wire rope와 CFRP UD의 인장 강도 및 수치 해석을 통한 벤딩 해석 비교를 진행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.205-214
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• 2018

This paper deals with the experimental study on the hygrothermal ageing effect to the strength of Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) materials for marine leisure boat manufactured by vacuum assisted resin infusion method. The experiments performed consist of tensile, flexural and shear tests according to American Society for Testing and Materials (ASTM) and Korean Industrial Standards (KS) test methods. Test coupons are varied from uni-directional(UD, $0^{\circ}$, $90^{\circ}$), Bi-Directional (BD), and Double-Bias (DB) carbon fiber fabrics in conjunction with epoxy resin. The results of tensile test show that tensile strength reduces significantly while not the same degree of reduction is observed for elasticity modulus with respect to the existence of hygrothermal ageing effect. This implies that the tensile strain induced from external load holds steady values but ultimate strength values change widely under hygrothermal ageing effect. In case of the flexural test, $0^{\circ}$ UD shows more strength reduction than $90^{\circ}$ UD while BD has reduced values in both flexural strength and elasticity modulus under hygrothermal ageing effect. It is learned that the bending strain induced from external load and ultimate strength values are reduced with respect to hygrothermal ageing effect. Shear test performed only on DB materials, and the results show marginal reduction in ultimate strength and moderate reduction in elasticity modulus. This means that the shear strain varies more than ultimate shear strength with respect to hygrothermal ageing effect. The experiment conducted in this paper clearly demonstrates the differences in material properties of the CFRP for the consideration of hygrothermal ageing effect. Findings obtained from this experimental study can serve as a fundamental input data for the realistic structural responses of marine leisure boat built in CFRP materials.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권6호
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• pp.32-40
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• 2018

본 연구에서는 error-outlier 기반의 충격위치탐지 알고리즘과 다중화된 FBG 센서를 이용하여 탄소섬유 강화 플라스틱 복합재 평판 구조물에 대한 충격위치탐지를 수행하였다. 알고리즘의 주요 변수인 오차 임계값(ET)이 0.3 nm, 상수 수준(CL)이 110일 때 최적의 충격위치탐지 결과(최대 오차= 31.82 mm, 평균 오차= 6.31 mm)가 도출되었다. 또한 주어진 최적의 변수 조건에서의 충격위치탐지 과정과 결과를 상세히 분석하였다. 본 연구에서 제시된 다중화된 FBG 센서와 error-outlier 기반의 충격탐지 알고리즘은 복합재 구조물에 대한 충격탐지에 적합한 것으로 판단되며, 향후 다양한 구조 건전성 감시에 활용될 것으로 기대된다.

• Design & Manufacturing
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• 제16권2호
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• pp.1-6
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• 2022

As environmental regulations are strengthened, automobile manufacturers continuously research lightweight structures based on carbon fiber reinforced plastic (CFRP). However, it is difficult to see the effect of strength reinforcement when using a single CFRP material. To improve this, a hybrid laminate in which CFRP is mixed with the existing body structural steel was proposed. In this paper, CFRP patch reinforcement is applied to each compression/tensile action surface of a 22MnB5 metal sheet, and it was evaluated through a 3-point bending experiment. Progressive failure was observed in similar deflection on bending deformation to each one-sided reinforced specimen. After progressive failure, the tensile reinforced specimen was confirmed to separate the damaged CFRP patch and 22MnB5 sheet from the center of the flexure. The compression reinforced specimen didn't separate that CFRP patch and 22MnB5, and the strength reinforcement behavior was confirmed. In the compression reinforced specimen, damaged CFRP patches were observed at the center of flexure during bending deformation. As a result of checking the specimen of the compression reinforcement specimen with an optical microscope, It is confirmed that the damaged CFRP patch and the reinforced CFRP patch overlapped, resulting in a concentrated load. Through the experimental results, the 22MnB5 strength reinforcement characteristics according to the reinforcement position of the CFRP patch were confirmed.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.238-246
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• 2022

본 논문은 목재 보의 휨성능을 향상시키기 위한 CFRP 판의 보강상세 개발과 보강성능평가를 정리한 것이다. 본 연구에서 EBM 공법에 의한 CFRP 판으로 목재 보를 보강하는 상세로서 고력볼트에 의한 단부구속보강상세를 개발하였다. 이에 대한 휨성능을 평가하기 위하여 단부 구속이 없는 EBM 공법과 NSM 공법 등의 보강 상세와 함께 휨실험을 실시하였다. 실험결과로부터, 단부구속되지 않은 CFRP 판 보강실험체는 CFRP 판의 부착파괴와 목재의 쪼갬파괴가 동시에 일어났으며, 고력볼트로 단부구속된 CFRP 판 보강실험체는 목재의 쪼개짐에 의해 최종파괴되었다. 하중-변위곡선에서 무보강 실험체들은 선형탄성거동을 하다가 최대하중 이후 취성파괴되는 거동을 나타내었으며, EBM 공법으로 보강된 실험체들은 탄성변형후 휨강성 기울기가 감소되며 최대하중에 도달하는 거동을 나타내었다. EBM 공법으로 보강된 실험체들의 최대하중은 무보강 실험체들에 비하여 31.5~63.0% 증가하였으며, 고력볼트의 단부구속에 따른 최대하중은 24.0% 증가효과를 나타내었다. 동일한 CFRP 판의 보강량을 기준으로 EBM 보강이 NSM 보강에 비하여 최대하중 증가율에서 2.67배 크게 나타났다.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.342-346
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• 2016

경량화 소재 중 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)는 카본 섬유를 이용한 섬유구조물이다. 카본과 플라스틱의 특성을 갖는 복합소재이다. 섬유구조는 섬유방향으로 큰 강도를 갖는다. 이러한 경량 소재인 CFRP로 가장 많이 사용되는 것은 직조된 CFRP이다. 직조된 CFRP는 단방향 CFRP에 비하여 구조가 안정적이기 때문이다. 단직조된 CFRP는 고가이다. 따라서 본 연구는 단방향 CFRP의 섬유 구조 특성을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 적층각도 [0/X/-X/0]로 X를 변수로 갖는다. X의 각도 위상이 반전되어 적층된 단방향 CFRP이다. 이러한 단방향 CFRP를 이용하여 중앙 크랙을 갖는 두께 2 mm 판재 형태의 해석 모델을 이용하였다. 해석에서는 핀으로 연결된 상부와 하부에서 하중이 가해지고 있으며 중앙 크랙부분에서 파단을 연구한다. 해석 모델은 CATIA를 이용한 3D Surface 모델로 설계하였다. CFRP 적층을 위해, ANSYS프로그램에서 ACP를 이용한 적층 방향을 결정하여 2개의 적층들을 갖는 해석 모델을 만들었다. 이후 구조해석을 진행하였다.