• 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.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.42-54
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• 1999

섬유-금속 적층 복합재료(FMLC)는 섬유와 금속 박판으로 구성된 새로운 형태의 구조재로 가볍고 우수한 피로 특성을 가지며 금속과 같이 가소성과 충격저항성이 우수하고, 가공성이 뛰어나다. 본 연구에서는 여러 하중 조건하에 있는 섬유-금속 적층 복합재료를 유전자 알고리듬을 이용하여 최적 설계하였다. 전단변형이론에 근거한 유한요소법을 사용하여 적층판을 해석하였으며, 설계변수로 금속판의 강도와 섬유 층의 수에 따른 적층각도를 두었다. 섬유층과 금속판의 적합도 함수로는 각각 Tasi-Hill failure criterion과 Miser yield criterion을 사용하였다. 유전자 알고리듬의 연산자로는 토너먼트 선택과 균일 교배를 사용하였다. 효율적인 진화를 위해 엘리티스트 모델을 사용하며, 높은 정확도를 가진 해를 얻기 위해 크리프 무작위 탐색(creeping random search) 방법을 통해 더 우수한 자손을 얻었다. 여러 가지 하중 조건에 대하여 최적설계 결과를 나타내었으며, 파괴 지수 측면에서 탄소섬유강화복합재료(CFRP)와 비교하였다. 해석 결과 섬유-금속 적층 복합재료는 탄소섬유강화복합재료에 비하여 집중하중이나 분포하중 형태에 대하여 우수한 특성을 보였으며, 파괴 지수의 편차가 적어 예기치 않은 하중에 잘 견딜 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권1호
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• pp.1-7
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• 2015

본 연구에서는 탄소섬유강화 복합재를 적층각과 적층순서에 따라 C-channel 형상에서 발생하는 스프링-인을 유한요소해석(ABAQUS)을 통해 예측하였다. 복합재 제작공정에서 냉각시의 큰 온도차 및 적층각에 따른 열팽창계수 및 화학적 수축계수의 차이로 인해 변형(스프링-인)이 발생한다. 이러한 변형은 제품의 품질과 직결되는 문제이며, 반드시 고려되어야 할 사항이다. 유한요소해석 시 CHILE모델과 화학적 수축을 고려한 서브루틴을 제작하여 적용하였으며, [0/X/Y/90]s case에 대해 X,Y를 $0{\sim}90^{\circ}$까지 변화시키며 각 case에 대한 스프링-인 발생량을 예측, 분석하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.1-15
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• 2023

미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1931-1936
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• 2010

한국형 틸팅열차에는 고속화와 경량화를 위하여 허니콤 복합재가 처음으로 사용된다. 틸팅열차의 측벽은 탄소섬유강화 에폭시층과 접착된 알미늄 허니콤 및 노멕스 허니콤 판재를 주 요소로, 유리면이 적층된 복합 적층재이다. 본 연구에서는 ASTM E2249-02에 근거하여 알미늄 및 노멕스 허니콤 복합 적층재의 층별 인텐시티 투과손실을 측정한다. 질량법칙편차를 이용하여 허니콤 복합재의 중량 대비 차음 성능을 평가하고, 차음 측면에서 알미늄 허니콤 복합재가 기존의 주름강판을 대체할 수 있는지의 가능성을 검토한다. 본 연구를 통하여 얻은 허니콤 복합 적층재의 차음성능 자료는 향후 틸팅 열차의 실내 소음 대책 수립에 활용될 것이다.

• 한국항공운항학회지
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• 제17권4호
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• pp.42-47
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• 2009

Recently, the wide range of the composite materials is used for the making airplanes, trains and automobiles body for the lightweight. Despite having complex structures, composite materials usually have well defined mechanical characteristics. However, composite materials are difficult to understand the fracture mechanism clearly by simple mechanical test. Nondestructive evaluation (NDE) combined with mechanical testing can play a more important role and especially Acoustic Emission Testing (AET) would become known to be a useful tool to assess damage and fracture behavior of composites. In this study The experiment was performed to acquire the acoustic emission signal during tensile test using unidirectional CFRP specimen and the data was analyzed the acoustic emission parameters with the waveform.

• Composites Research
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• 제31권2호
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• pp.69-75
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• 2018

본 연구에서는 직물 탄소섬유강화플라스틱 복합재를 직교 격자 형상으로 적층한 패널 구조를 제안하고, 기계적 특성에 대한 분석 및 연구를 수행하였다. 프리프레그를 재단하여 적층하는 방식으로 직교 격자 구조를 제작하였으며, 하부의 적층판과 오토클레이브 공정 일체 성형을 통해 격자 패널 구조를 제작하였다. 본 연구에서는 인장, 압축, 전단, 굽힘 하중을 부가하여 제안된 격자 패널 구조의 거동을 확인하였으며, 이러한 시험을 통해 본 직교 격자 구조물의 강성 증가 효과를 입증하였다. 또한, 유한요소해석 모델을 구축하여 시험 결과와 비교하였으며, 이를 통해 시험과 해석의 타당성을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.158-161
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• 2005

The fiber-reinforced composite materials have been advanced for various applications because of its excellent mechanical and electromagnetic properties. On their manufacturing processes, however, thermo-curing inherently produces the undesired thermal deformation mainly from temperature drop from the process temperature to the room temperature, so called spring-back. The spring-back must be removed to keep the precision of designed shape. In this research, the spring-back of {glass fiber / epoxy}+{carbon fiber / epoxy} unsymmetric hybrid composites were predicted using Classical Lamination Theory (CLT), and compared with the experimental data. Additionally, using finite element analysis (ANSYS), the predicted data and experimental data were compared. The predicted values by CLT and ANSYS were well matched with experimental data.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권6호
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• pp.66-75
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• 1994

In this paper, the effects of temperature change on the impact damages of CF/PEEK laminates are experimentally investigated. Composite laminates used in this experiment are CF/PEEK orthotropic laminated plates, which have two-interfaces$[0^{\circ}_4/90^{\circ}_4]_{9+} A steel ball launched by the air gun collides against CFRP laminates to generate impact damage. The delamination damages are oberved by a scanning acoustic microscope. And various relations are experimentally observed including the impact energy vs. delamination area, the specimen temperature vs. transverse crack, and the impact energy vs. residual bending strength of carbon fiber peek composite laminates subjected to FOD(Foreign Object Damage) under high temperatures.

• Composites Research
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• 제23권3호
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• pp.1-6
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• 2010

최근 들어 높은 비강성, 화학적 특성 등으로 인하여 CFRP 복합재료는 여러 분야에서 많이 사용되고 있다. 대부분의 CFRP 복합재료를 이용한 구조물들은 여러 개의 독립된 부재들은 볼트(bolt)나 핀(pin)과 같은 기계적인 체결방법에 의해 조립 제작된다. 이때 독립된 부재들을 하는 경우가 많은데, 이와 같은 체결법은 홀과 같은 불연속부를 부재에 형성하게 된다. 홀 등의 불연속부는 재료 내의 노치로 작용하여 정하중 및 피로하중 하에서 재료의 강도를 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 평활재와 홀 노치재를 이용하여 실험적으로 피로수명을 평가하였으며 이 결과들을 비교하여 홀 노치재의 피로수명 예측식을 제안하였다.