• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.255-260
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• 2022

소화전 탱크의 경량화는 소방차가 수용할 수 있는 물의 양을 증가시켜 초기 소방 과정에서 물 분무 시간을 늘려 화재로 인한 재산과 인명 피해를 크게 줄일 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유강화폴리머(CFRP) 복합재료를 경량 소화전 탱크의 재료로 적용하는 것을 조사하였다. CFRP 소화전 탱크 제조를 위해 사용되는 수지는 우수한 기계적 물성, 성형성, 치수안정성 등 여러 조건들을 만족시켜야 한다. 위의 조건들을 만족시키는 수지를 찾기 위해 KFR-120V, G-650, HG-3689BT, LSP8020, KRF-1031 등 5가지 수지를 후보로 선정하고 테스트하여 CFRP 소화전 탱크 제조 적합성을 조사였다. 분석 결과 KRF-1031이 소화전 탱크에 가장 적합한 특성을 보였다. 특히, KRF-1031을 이용한 CFRP는 열안정성 및 용출 시험에서 성공적인 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권7호
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• pp.1416-1425
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• 2002

In this study, the effects of combined environmental factors on mechanical and thermal analysis properties of graphite/epoxy composites were evaluated by the use of an accelerated aging test. Environmental factors such as temperature, moisture. and ultraviolet were considered. A xenon-arc lamp was utilized for ultraviolet light. and exposure times of up to 3000 hours were applied. Several types of specimens - tensile. bending, and shear specimens those are transverse to the fiber direction, and bending specimens those are parallel to the tiber direction - were used to investigate the effects of environmental factors on mechanical properties of the composites. Also, glass transition temperature, storage shear modulus, loss shear modulus, and tan ${\delta}$ were measured as a function of exposure times through a dynamic mechanical analyzer. In addition. a suitable testing method for determining the effect of environmental factors on mechanical properties is suggested by comparing the results from using two different types of strain measuring sensors. Finally, composite surfaces exposed to environmental factors were examined using a scanning electron microscope.

• 한국주조공학회지
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• 제27권5호
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• pp.209-211
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• 2007

최근에는 탄소섬유강화복합재료(CFRP)는 우수한 기계적인 물성치와 수월한 설계특성으로 인해 우주.민간 항공산업분야 뿐만 아니라 여러분야에 응용성이 매우 높다. 그러나 CFRP 복합적층판으로 제작된 구조물은 충격손상을 받을 시에는 50-75%치 강도가 낮아지는 취약성을 가지고 있다. 따라서 본 연구에는 CFRP복합재의 구조건전성 및 결함여부를 비파괴적으로 검사 및 탐상을 하기 위해서 시도하였다. 특히, C-scanner의 수침조에서 충격손상을 받은 시험편을 집어넣어 자동 데이터 획득 시스템을 구동하여 현장응용성이 가장 높은 일 방향 초음파측정 (one-sided ultrasonic measurement) 방법인 평가기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 일방향 초음파 피치캐치방법이 CFRP 복합적층판내에서 일반 수직 초음파 탐상기법보다 훨씬 민감함을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권6호
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• pp.439-445
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• 2016

Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites have been widely used due to their great strength, stiffness and light weight. However, due to its anisotropy and inhomogeneous properties the machining process of CFRP composites is typically more complex than that of regular metals. Since there are many defects, such as delamination and tool wear during the machining process of CFRP composites, the optimization of this process is essential in improving the productivity. In this study, orthogonal machining of CFRP composites was performed to identify the machining characteristics of these materials. In addition, an experimental observation of delamination was investigated through the use of scanning electron microscopy (SEM). In these experiments, the cutting forces were measured and analyzed to determine the difference between machining of CFRP composites and metals. The comparison between the numerical models and experimental results was performed in terms of the maximum cutting forces.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.62-67
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• 2011

모의 낙뢰시험에 의해 충격손상을 입은 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 복합재료의 잔류압축강도를 평가하는 시험(CAI) 중 손상부의 거동을 음향방출(AE)법으로 관찰하였다. CFRP 시편은 ITO 나노입자를 탄소섬유에 직접 코팅한 CFRP prepreg를 이용하여 만들었고, 모의 낙뢰시험은 고전압 대전류 인가장치(ICG)를 이용하여 시편에 10~40 kA의 충격파 전류를 인가하여 실시하였다. ITO 나노입자 코팅의 효과와 인가전류의 세기에 따른 손상영역의 크기와 잔류압축강도를 AE 거동과 연관하여 평가하였다. 손상영역의 크기는 초음파 C-scan 영상을 이용하여 측정하였으며, AE events 수와 AE event가 발생하기 시작할 때의 압축응력 수준을 연관시킨 결과 ITO 나노입자 코팅 CFRP의 경우 상대적으로 손상이 작고 훨씬 높은 용력수준에서 AE가 발생하기 시작하였다. CAI시험 중 AE측정은 실제로 낙뢰손상을 입은 복합재 동체 구조물의 손상된 정도를 구별하는 데 유용한 지표로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.211-216
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• 2023

선박, 항공기 구조물을 설계할 때 경량화 및 강도를 만족할 수 있도록 설계하는 것은 중요하다. 현재, 경량화와 구조물의 강도를 만족시키기 위한 방법으로 3D 프린트 복합재료를 이용한 위상 최적화에 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 항공기 또는 무인기의 부품 중 하나인 조종면에 대한 3D 프린트 복합재료의 적용 가능성을 분석하기 위해 구조해석을 수행했다. 조종면의 내부 위상 형상에 대해 3가지(육각형, 사각형, 삼각형) 형상을 고려하여 굽힘 하중에 대한 조종면의 최적의 위상 형상을 분석하였다. 또한 3D 프린트 복합재료의 4가지 강화재(탄소섬유, 유리섬유, 고강내열유리섬유, 케블라)를 적용했을 때의 조종면의 굽힘 강도를 분석하였다. 3점 굽힘 실험결과와 구조해석 결과를 비교한 결과, 탄소섬유와 케블라로 제작된 육각형의 위상 형상을 갖는 조종면이 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였다. 이를 통해 조종면에 대해 3D 프린트 복합재를 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.29-35
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• 2006

첨단 전자무기체계의 지속적인 발전으로 인하여 현대전의 승패는 적 레이더 탐지의 회피에 크게 좌우된다고 할 수 있다. 반사되는 레이더의 탐지신호를 최소화시키기 위한 다양한 연구가 수행되어 왔는데, 본 연구에서는 뛰어난 기계적, 전자기적 물성으로 응용분야가 지속적으로 확대되고 있는 섬유강화 복합재료를 이용하여 레이더 전자파 흡수체(Radar absorbing structure, RAS)를 제작하고 레이더 단면적(Radar cross section, RCS)을 평가하였다 유리섬유 복합재에 뛰어난 유전적 특성을 지닌 나노 크기의 카본블랙(Carbon-black)을 첨가하여 흡수층을 구성하고, 반사특성이 탁월한 탄소섬유 복합재를 후면의 반사층으로 배치하여 "C" 및 "U" 형상의 하이브리드 복합재 RAS 겔을 제작하였다. RAS 쉘의 제작간 서로 다른 두 재료의 열적물성치 차이로 스프링 백이라 불리는 변형이 발생하였는데, 금형의 굽힘각도 제어를 통하여 효과적으로 보정할 수 있었다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 스프링 백 보정 결과를 예측하고 실험결과와 비교하였다. 제작된 RAS쉘의 RCS는 근사적 계산기법인 물리광학법을 이용하여 예측하고 컴팩트 레인지(Compact range)를 이용하여 측정한 실힘결과와 비교하였다 두가지 형상의 RCS 모두 측정결과와 예측된 RCS 값이 일치하며 우수한 레이더 전자파 흡수 특성을 지닌 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1491-1498
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• 2000

In recent years, CFRP composite materials have been increasingly used in various fields of engineering because of a high specific strength and stiffness properties. Drilling is one of the most impo rtant cutting processes that are generally carried out on CFRP materials owing to the need for the structural integration. However, delamination are often occurred as one of the drilling damages. Therefore, there are needs studying for the relationships between CFRP drilling and delamination in order to avoid low strength of the structures and inaccuracies of the integration. In this study, AE signals and thrust forces were used for the evaluations of the delamination from a drilling process in [0/900]s CFRP materials. And the drilling damage processes were observed and measured by a real time monitoring technique with a video camera. From the results, we found that the relationships between the delamination from drilling and AE characteristics and drill thrust forces for [0/900]s CFRP composites. Also, we proposed the monitoring method for a visual analysis of drilling damages.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2771-2776
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• 2000

In this work, the effect of surface treatment of prepreg on the mode I fracture behavior was studied. Unidirectional (0-deg) double cantilever beam (DCB) specimens were used for fracture tests. Two groups of DCB specimens were made: the first group was made of prepregs surface-treated by Ar(sup)+ ion beam under oxygen environment and the second group was made of regular prepregs. For both groups, fracture resistance curve (R-curve) was determined and compared to each other, Results showed that resistance behavior of the first group is better than that of the second group. That is, mode I fracture toughness, G(sub)Ic of the first group is 24% larger than that of the second group. SEM examination shows that the improvement of G(sub)Ic is due to the increase of interfacial strength between plies.

• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.231-235
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• 2014

오토클레이브 성형은 성형제품의 품질은 우수하나 생산비용이 비싸다는 단점이 있다. 생산비용 중에서도 큰 비중을 차지하는 것이 성형툴의 제작공정이다. 따라서 본 연구에서는 생산비용 절감을 위한 선행 연구로서 성형툴의 재질 및 표면상태에 따라 L-shape 제품의 성형후 Spring-in을 Abaqus user subroutine을 이용하여 계산하였고, 열팽창계수와 마찰계수에 따른 결과를 나타내었다. 또한 성형툴 제작시 재질 및 표면상태의 기준점을 제시하여 생산비용을 줄이는데 기여하고자 한다.