• 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.

• 폴리머
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• 제26권2호
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• pp.270-278
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• 2002

저밀도 2-D 탄소/탄소 복합재료의 저속 충격에 의한 파괴 거동과 첨가제에 따른 충격 에너지 흡수 경향을 연구하였다. 저속 충격시험은 mini tower 낙추 충격 시험기를 이용하였으며, 흑연, 카본블랙, 분쇄탄소섬유를 첨가제로 선택하였다. 흑연의 첨가는 최대하중값을 증가시켰으며, 전체적인 관통이 일어나기까지 응력을 오랫동안 유지시키는 효과를 나타내었다. 특히 9 vol%의 함량에서 흑연이 첨가되지 않은 씨편보다 약 42%의 충격 흡수 개선을 보였다. 약 0.4 J의 낮은 충격에너지에 의한 충격 회수에 따른 실험에서 첨가제가 첨가되지 않은 시편의 경우, 충격에너지는 층간분리에 의해 소모되고, 흑연의 함량이 증가함에 따라 파괴 경향은 시편의 관통으로 변화함을 관찰할 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권6호
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• pp.920-925
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• 2012

A study of vehicle weight lightening has been progressed to reduce the fuel consumption. In this paper, the body floor in an EV (Electric Vehicle) bus has been applied by composites as CFRP and GFRP. In order to analyse a various reliability and safety, an experiment and FEM analysis was carried out to obtain weight lightening. Especially, the joint. An effective design is obtained through an experiment as well as FEM analysis. Results of stress analysis of GFRP material showed twice as much displacement than those of CFRP material. Among three kinds of joint methods, the bond joint method is occurred to a substantial shape change in the body and floor. It is found that the rivet joints are fairly suitable for stress sustaining capability.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 2012

This paper presents a stress safety of a composite pressure cylinder for a hydrogen gas vehicle. The composite pressure cylinder in which is composed of an aluminum liner and carbon fiber wound layers contains 104 liter hydrogen gas, and is compressed by a filling pressure of 70 MPa. The FEM computed results are analyzed based on the US DOT-CFFC basic requirement for a hydrogen gas cylinder and KS B ISO specification. The FEM results indicate that the stress, 255.2 MPa of an aluminum liner is sufficiently low compared with that of 272 MPa, which is 95% level of a yield stress for aluminum. Also, the composite layers in which are wound on the surface of an aluminum cylinder are safe because the stress ratios from 3.46 to 3.57 in hoop and helical directions are above 2.4 for a minimum safety level. The proposed composite pressure cylinder wound by carbon fibers is useful for 70 MPa hydrogen gas vehicles.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.107-118
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• 1992

본 연구는 고강도 고내구성이면서 신뢰성이 높은 폴리머 함침 탄소섬유보강 시멘트복합에의 개발 응용을 위한 여러 가지 특성을 검토하기 위하여, 복합체는 PAN계 및 Pitch계 탄소섬유, 조강포틀랜드 시멘트, Silica Powder 및 폴리머 함침재를 사용하여 제조하였고, 배합조건별, 재령별, 그리고 양생조건별로 역학적특성, 동결융해저항성 및 장기변형특성에 관한 실험연구를 행하였다. 연구결과, CFRC의 Flow값은 CF혼입율 증가에 따라 거의 직선적으로 저하하였고, 폴리머 함침 CFRC의 압축 인장 휨강도는 CF혼입율 증대에 따라 오토클래브 양생 및 기건양생의 경우에 비하여 현저히 증대하였으며, 또한 월등히 높은 강도를 나타내었다. 그리고, 인자응력-변형관계 및 휨응력-처짐관계는 기건양생 및 오토클래브 양생의 경우 연성적인 비선형을 나타낸 데 비하여 폴리머함침의 경우는 거의 직선적 으로 변화하였고, 동결융해저항성, 건조수촉변형특성 및 내크리프 특성도 다른 양생 방법의 경우에 비하여 크게 개선됨을 확인하였다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.241-250
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• 2007

폭발하중을 받는 콘크리트 구조물을 섬유 복합재 등의 보강 재료를 사용하여 보강하는 경우에는 강성 증가와 함께 적절한 연성을 확보할 수 있어야 한다. 그러나, 폭발하중을 받는 구조물의 설계 및 해석에 일반적으로 사용되는 기존의 근사적이며 단순화 모델은 보강 재료에 대한 효과를 정확히 반영할 수 없을 뿐 아니라 해석 결과의 정확성 및 신뢰성에 문제가 제기되어왔다. 또한, 동적 하중에 대한 콘크리트와 철근의 응답은 정적 하중에 대한 응답과 상이하기 때문에 기존의 정적, 준정적하에서 정의된 재료물성값들을 폭발하중에 대한 응답 계산에 사용하는 것은 부적절하다. 따라서, 본 연구에서는 명시적(explicit) 해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 매우 빠른 재하속도를 갖는 폭발하중에 대하여 강도 증진 및 변형률 속도 효과가 반영된 재료 모델을 포함하고 있는 정밀 HFPB(high fidelity physics based) 유한요소해석 기법을 제시하였다. 제시된 해석적 기법을 통하여 탄소섬유 복합재와 유리섬유 복합재를 사용하여 보강된 콘크리트 벽체의 폭발하중에 대한 거동을 해석하였으며, 이를 보강하지 않은 벽체의 해석 결과와 비교함으로써 보강 성능 분석을 실시하였다. 해석 결과 보강에 따른 최대 처짐이 약 $26{\sim}28%$ 감소하는 보강 성능을 확인하였으며, 제안된 해석 기법이 보강 재료와 보강 기법의 유효성을 평가하는데 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.269-276
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• 2022

본 연구에서는 층간분리의 위험이 없는 3차원 직조방식으로 복합재 보강패널을 제작하고 좌굴하중과 고유진동수 등의 기계적 특성을 연구하였다. 보강패널의 스트링거와 외피는 일체형으로 제작하였고 T800급 탄소섬유로 만들어진 프리폼에 수지(EP2400)를 충진시키는 방식을 적용하였다. 제작된 보강판에 대하여 압축시험과 고유진동수 측정 시험을 수행하였고 유한요소해석 결과와 비교하였다. 또한 3차원 직조 구조물의 성능을 상대적으로 비교하기 위해 일방향 프리프레그와 2차원 평직(fabric)으로 동일한 치수의 보강패널을 제작하여 시험과 해석을 수행하였다. 시험값을 기준으로 일방향 프리프레그와 2차원 평직으로 제작된 보강패널의 좌굴하중은 3차원 직조 패널의 좌굴하중 대비 각각 20%, -3%의 차이를 보였다. 본 연구로부터 3차원 직조방식으로 제작된 일체형 보강패널의 좌굴하중은 일방향 프리프레그 적층 보강판의 좌굴하중보다는 낮지만 2차원 평직 보강판넬보다는 미세하게 높은 수준의 값을 보임을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.303-310
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• 2009

CFRP (carbon fiber reinforced polymer) 긴장재는 PC 강연선의 부식문제를 해결하기 위해 대안으로 사용될 수 있다. CFRP 긴장재를 콘크리트구조물에 적용하기 위해서는 부착강도, 전달길이, 정착길이와 같은 재료적 특성이 명확히 결정되어야 한다. 특히 프리텐션 콘크리트 부재에 CFRP 긴장재가 적용될 경우 전달길이는 긴장력 도입에 있어서 중요한 요소가 된다. 본 연구에서 개발된 CFRP 전달길이 및 정착길이를 산정하기 위해 프리텐션 보 9개를 제작하였다. 전달길이 실험결과, 긴장력 25%인 경우는 34D, 긴장력 50%인 경우는 55D로 측정되었고, 긴장력이 커지면 전달길이가 증가하는 것으로 나타났다. 시간경과에 따른 전달길이 변화를 살펴보면, 긴장력의 크기에 따라 시간경과가 전달길이에 영향을 주는 것으로 나타났다. 보강재 특성계수 산정 결과, 본 연구에서 개발된 CFRP 긴장재의 보강재-특성 계수 ${\alpha}_t$는 2.3으로 PS강연선 (${\alpha}_t=2.4$)과 비슷한 것으로 나타났다.