• 제목/요약/키워드: 탄소섬유 복합재

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하이브리드 복합재를 이용한 레이더 흡수 쉘의 제작 및 레이더 단면적 평가 (Fabrication of Radar Absorbing Shells Made of Hybrid Composites and Evaluation of Radar Cross Section)

  • 정우균;안성훈;안병철;박성배;원명식
    • 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.

탄소섬유쉬트에 의해 휨보강된 RC보의 휨강도 추정 (An Estimate of Flexural Strength for Reinforce Concrete Beams Strengthened with CFRP Sheets)

  • 박종섭;정우태;유영준;박영환
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.213-220
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    • 2005
  • 탄소섬유쉬트를 이용한 철근콘크리트 교량의 보강은 재료의 높은 중량-강도비, 중량-강성비, 내부식성 및 시공의 편리성 등과 같은 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 휨보강된 철근콘크리트보의 보강성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하기 위함이다. 철근비 및 보강비에 따른 철근콘크리트보의 보강성능을 검토하기 위하여 3m 경간의 단순보에 대한 실험을 수행하였으며, 파괴모드, 최대하중 및 단면 내에서의 변형률분포에 비중을 두고 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보강된 보는 단면 내에서의 변형률이 선형으로 분포하지 않는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 보강설계식을 제안하고 국내외 여러 실험결과들과의 비교를 통해 제안된 보강설계식이 타당함을 나타내었다.

이차원 구조(2D) 탄소섬유 보강 복합재의 탄화공정중 기질의 형태 변화 (Morphology Changes in the Matrix of 2D-Carbon Fiber Reinforced Composites during the Carbonization Process)

  • 주혁종;윤병일;최돈묵;오인석
    • 한국재료학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.298-305
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    • 1992
  • 본 연구에서는 2D-woven fabric에 결합재로 페놀수지를 사용하여 성형한 CFRP의 탄화거동을 관찰하였다. TMA분석 결과 적층 두께방향에서는 365-37$0^{\circ}C$ 법선방향에서는 118-12$8^{\circ}C$ 에서 치수변화가 일어났다. 각 온도 구간별로 광학현미경으로 관찰한 결과 CFRP제조시 형성된 크랙이나 기공은 열처리온도에 따라 성장하였으며, 400-50$0^{\circ}C$ 부근에서 새로운 많은 크랙이 형성되었다. 기공률과 밀도가 400-50$0^{\circ}C$ 에서 급격히 변화한 것을 볼 때 이 구간에서 복합재 내부에서 크랙이 형성 및 성장하는 것을 알 수 있었다. 따라서 CFRP를 탄화할 때 승온속도를 구간별로 조절할 필요성이 있는 것으로 판단되었다.

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고온 다습한 환경에 장기간 노출된 CFRP 복합재료의 특성 분석 (Analysis of Characteristics of CFRP Composites Exposed Under High-Temperature and High-Humidity Environment for a Long Period)

  • 홍석우;안상수;구재민;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권8호
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    • pp.889-895
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    • 2012
  • 탄소섬유강화(CFRP) 복합재료는 높은 비강성과 비강도 특성을 갖고 있기 때문에 항공기, 자동차 등의 경량화가 요구되는 분야에서 금속재를 대체하여 사용 빈도가 급격히 증가하고 있다. 그 중 항공기의 경우, 동체가 고온 다습한 환경 조건에 노출되는 경우가 많기 때문에 CFRP를 이용한 항공기의 건전성 확보를 위하여 실제 환경에서의 강도 특성을 연구할 필요가 있다. 본 논문에서는 CFRP시험편을 $75^{\circ}C$의 물에 장기간 침지하였으며. 이 시험편을 이용해 침지 기간별로 인장강도를 평가하였다. 또한, SEM을 이용하여 흡습 기간에 따른 파단면의 파괴양상을 분석하였으며 300일간 침지된 시험편에 대해 응력비 R=0.1 조건으로 피로시험을 수행하여, 침지하지 않은 시험편에 비해 피로수명이 크게 저하되는 것을 확인하였다.

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.

CF/Epoxy 복합재 적층쉘의 충격특성 (Impact Characteristics on the Laminated Shell for CF/Epoxy Composite)

  • 양현수;정풍기;김영남;이종선
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.311-323
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    • 2004
  • This paper is to study the energy absorption characteristics of CF/Epoxy(Carbon Fiber/Epoxy Resin) laminated shell with the various curvatures subjected to transverse impact loadings under the low impact velocity in consideration of design of structural members for use of transportation machine, which are consisted of the characteristics of high stiffness, strength and lightweight. The curvature radius are associated with the energy absorption characteristics of CF/Epoxy laminated shell which is brittleness material. In all tests, maximum load of CF/Epoxy laminated plate is higher than that of laminated shell with curvature, but maximum deflection is lower. And then absorbed energy of laminated shell with curvature is higher than laminated plate(curvature radius is unlimited), As curvature radius is increased, the absorbed energy is increased in laminated shell with curvature.

CFRP 적층판의 동적 층간파괴인성의 평가법 (A Study on the Estimation of Dynamic Interlaminar Fracture Toughness on CFRP Laminates Plates)

  • 김지훈;김영남;판부직규;양인영
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.80-91
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    • 1998
  • In this paper, the estimation of dynamic interlaminar fracture toughness on fracture mode II in CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates in made. Dynamic ENF(End Notched Flexure) apparatus used in this paper is manufactured by suing Split Hopkinson Pressure Bar. The static and impact load history in the CFRP specimen is measured by using manufactured dynamic ENF tester and 3-point bending test is carried out to find the load history. Also dynamic interlaminar fracture toughness can be found by using the J integral obrained from dynamic analysis in consideration of intertia-force effect.

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탄소섬유 보강 플라이 애쉬-시멘트 복합재의 역학적 특성에 관한 실험적 연구(I) (Experimental Study on the Mechanical Properties of CF Reinforced Fly Ash-Cement Composites(I))

  • 박승범;윤의식;송용순
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1990년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.11-15
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    • 1990
  • Results of an experimental study on the manufacture and the mechanical properties of carbon fiber reinforced fly ash-cement composites are presented in this paper. The carbon fiber reinforced fly ash-cement composites using silica powder and a small amount of Ethylene vinyl acetate emulsion are prepared with carbon fiber, foaming agents and curing conditions. As a result, the manufacturing process technology of carbon fiber reinforced fly ash-cement composites is developed. And the mechanical properties such as compressive, tensile and flexural strengths and drying shrinkage of lightweight carbon fiber reinforced fly ash-cement composites are improved by using a small amount of Ethylene vinyle acetate emulsion. The development and applications of precast products and the design systems of lightweight carbon fiber reinforced fly ash-cement composites are expected in the near future.

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음향방출특성에 의한 탄소섬유강화 복합재의 손상파괴거동에 관한 연구 (Study on Evaluating the Damage Fracture Behavior of the Carbon Fiber Reinforced Composite Material by Acoustic Emission Characteristics)

  • 권오현
    • 한국안전학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-5
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    • 2002
  • An approach for the damage of delamination which is the major concern during mechanical working for composite laminate material is proposed based on linear elastic fracture mechanics. This paper presents method evaluating of damage crack length using by average thrust force with AE characteristics. Also, the relations of AE characteristics are obtained from delamination damages. We found the onset ply of the delamination and a critical energy release rate and expressed a stress intensity factor by AEcount equation.

고압환경에서 탄소섬유/에폭시 복합재의 압축거동에 대한 연구-변형률 속도 영향 (Compressive Behavior of Carbon/Epoxy Composites under High Pressure Environment-Strain Rate Effect)

  • 이지훈;이경엽
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.148-153
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    • 2004
  • It is well-known that the mechanical behavior of fiber-reinforced composites under hydrostatic pressure environment is different from that of atmospheric pressure environment. It is also known that the mechanical behavior of fiber-reinforced composites is affected by a strain rate. In this work, we investigated the effect of strain rate on the compressive elastic modulus, fracture stress, and fracture strain of carbon/epoxy composites under hydrostatic pressure environment. The material used in the compressive test was unidirectional carbon/epoxy composites and the hydrostatic pressures applied was 270㎫. Compressive tests were performed applying three strain rates of 0.05%/sec, 0.25%/sec, and 0.55%/sec. The results showed that the elastic modulus increased with increasing strain rate while the fracture stress was little affected by the strain rate. The results also showed that the fracture strain decreased with increasing strain rate.