• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.88-91
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• 2002

The two dimensional size effect of specimen gauge section (length x width) was investigated on the compressive behavior of a T300/924 [45/-45/0/90]3s, carbon fiber-epoxy laminate. A modified ICSTM compression test fixture was used together with an anti-buckling device to test 3mm thick specimens with a 30$\times$30, 50$\times$50, 70$\times$70, and 90mm$\times$90mm gauge length by width section. In all cases failure was sudden and occurred mainly within the gauge length. Post failure examination suggests that $0^{\circ}$ fiber microbuckling is the critical damage mechanism that causes final failure. This is the matrix dominated failure mode and its triggering depends very much on initial fiber waviness. It is suggested that manufacturing process and quality may play a significant role in determining the compressive strength. When the anti-buckling device was used on specimens, it was showed that the compressive strength with the device was slightly greater than that without the device due to surface friction between the specimen and the device by pretoque in bolts of the device. In the analysis result on influence of the anti-buckling device using the finite element method, it was found that the compressive strength with the anti-buckling device by loaded bolts was about 7% higher than actual compressive strength. Additionally, compressive tests on specimen with an open hole were performed. The local stress concentration arising from the hole dominates the strength of the laminate rather than the stresses in the bulk of the material. It is observed that the remote failure stress decreases with increasing hole size and specimen width but is generally well above the value one might predict from the elastic stress concentration factor. This suggests that the material is not ideally brittle and some stress relief occurs around the hole. X-ray radiography reveals that damage in the form of fiber microbuckling and delamination initiates at the edge of the hole at approximately 80% of the failure load and extends stably under increasing load before becoming unstable at a critical length of 2-3mm (depends on specimen geometry). This damage growth and failure are analysed by a linear cohesive zone model. Using the independently measured laminate parameters of unnotched compressive strength and in-plane fracture toughness the model predicts successfully the notched strength as a function of hole size and width.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.113-120
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• 2005

본 연구의 목적은 기둥의 내진성능을 개선하기 위한 연구로서, 섬유-강판이 복합된 보강재를 사용하여 보강기둥의 내력특성을 연구하였다. 이용 가능한 복합판의 보강량을 선정하고, 기존의 탄소섬유와 강판으로 보강한 기둥과 함께 밴드형 보강실험체를 제작하여 일정축력을 받는 기둥에 반복횡하중을 가하여 하중, 변의 및 연성도를 조사하였다. 내진성능의 척도가 되는 변위연성도, 에너지연성도, 누적소산에너지 및 감쇠비를 비교하여 복합판을 사용한 부재의 내력특성을 평가하였다. 연구결과, 복합판을 사용하여 기둥을 보강할 경우에도 다른 보강방법과 같이 양호한 내진성능을 확보할 수 있었다. 또한, 밴드형식으로 보강한 보강실험체의 연성능력은 모두 양호한 편이나, 최대하중 증가를 위해서는 일정량 이상의 보강량이 필요한 것으로 나타났다. 연성도 평가로는 에너지연성도가 변위연성도에 비하여 보강기둥의 연성능력을 잘 나타내었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.66-75
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• 2018

본 논문에서는 2MW급 풍력 블레이드의 스파캡을 탄소복합재료, 두께축소율(PRR) 및 상쇄연구(Trade-off study)를 이용해서 경량화 설계를 수행했다. 블레이드 스파캡은 블레이드의 기계적 건전성을 결정하는 가장 핵심적인 요소이다. 가벼우면서도 기계적 신뢰성을 확보할 수 있는 블레이드 스파캡의 형상을 도출하기 위해 주어진 설계하중으로 스파캡의 두께를 변화시키면서 반복적인 구조해석을 실시한다. 파손여부를 판정하기 위해서 Tsai-Wu 및 Puck 파손이론을 사용하였으며, 그 결과 GFRP 복합재료보다 CFRP 복합재료가 동일한 조건에서 약 30% 무게를 경량화 할 수 있었다. 해석 결과를 바탕으로 복합재료 적층두께의 최적값을 도출하여 구조적 성능 향상 및 경량화 된 설계 결과를 제시한다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.94-103
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• 2018

발사체 및 유도무기 기체에 사용되는 복합재 격자구조물은 구조물에 작용하는 하중을 고려하여 최소한의 두께와 무게로 설계되는 구조물이다. 이를 위하여 실리콘 몰드에 탄소섬유를 와인딩하는 공정으로 격자구조물을 만들며, 이때 발사체 및 유도무기 기체 내부의 장비 등을 점검하기 위하여 점검창을 설치하는 것이 일반적으로 요구된다. 본 논문에서는 필라멘트 와인딩 공정으로 제작된 실린더형 격자구조물에 대하여 압축시험을 수행하고, 이 구조물에 대한 유한요소해석을 수행하여 얻은 해석 결과를 설치된 격자구조물에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 또한 구조물의 리브(Rib)와 노트(Knot)의 파손강도를 통해 육각형 점검창의 두께 및 위치를 변수로 선정하여 수행한 유한요소해석 결과는 다음과 같다; (1) 육각형 점검창의 안전계수가 사각형 점검창 보다 높게 계산되었으며, (2) 수직 점검창이 상단 헬리컬 리브의 중간에 위치할 때 안전계수가 높게 계산되었고, (3) 구조안전성 확보를 위하여 점검창의 두께를 증가시킬 경우 구조물의 불연속 부분에 응력집중이 발생하므로 유한요소 해석을 통해 안전계수가 가장 높은 점검창 형상을 선정해야 한다.

• 한국고분자학회지:고분자과학과기술
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• 제21권2호
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• pp.149-156
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• 2010

전기방사 탄소섬유와 s-VGCFs는 그 미세구조의 특성 때문에 응용분야가 서로 다르다. 전기방사 탄소나노섬유는 유기물을 섬유화하고 그것을 탄화하기 때문에 VGCFs에 비해서 낮은 가격에 대량생산이 가능하고 촉매를 사용하지 않기 때문에 전극으로 사용할 경우 금속불순물에 대한 부반응의 우려가 없다. 한편, 결정성이 낮고 세공이 잘 발달되어 비표면적이 크기 때문에 이온을 흡착해서 에너지를 저장하는 전기화학 캐패시터나 가스 흡착 분리나 촉매의 지지체로 사용하는데 장점이 있다. 이에 비해서 s-VFCFs는 섬유의 직경이 기존의 VGCF에 비해서 작으면서 잘 발달된 흑연구조가 동심원 구조를 하고 있어 굴곡강도가 크고 열 및 전기전도도가 우수하여 납축전지나 Li 이온전지의 충전제로 사용하여 역학적 특성과 향상시켜 주는 역할을 한다. 또한, 금속과 복합화하여 가벼우면서도 강도를 증가시켜주는 보강재로 사용가능하다.

• 한국안전학회지
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• 제33권2호
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• pp.1-7
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• 2018

The multi-scale analysis is more proper and precise for composite materials because of considering the individual microscopic structure and properties of each material for composite materials. The purpose of this study is to verify the validity of using palladium particles in carbon/fiber composites by multi-scale analysis. The palladium is a material for itself to detect leaking hydrogen by using the property of adsorbing hydrogen. The macroscopic model material properties used in this study are homogeneous material properties from microstructure. Homogenized material properties that are calculated from periodic boundary conditions in the microscopic representative volume element model of each macroscopic analysis model. In this study, three macroscopic models were used : carbon fiber/epoxy, carbon fiber/palladium, palladium/epoxy. As a result, adding palladium to carbon/epoxy composite is not a problem in terms of strength.

• 한국진공학회지
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• 제8권4B호
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• pp.497-506
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• 1999

Carbon has been widely used for the material of plasma facing components in fusion experiment devices like a tokamak, because carbon has good thermal and mechanical properties. However carbon gas a relatively high ougassing rate. Therefore the amount and the surface area of the carbon material used in the vessel will determine the background pressure of the vacuum vessel. In this experiment influences of carbon on the vacuum performance was investigated by measuring chamber pressure, ougassing rater and gas spectrum of carbon fiber composite (CFC) samples in various situations, pumping out, chamber baking, carbon heating (250~$500^{\circ}C$), exposure to atmosphere for maintenance of in-vessel components, etc., occurring routinely during tokamak operations.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.1-14
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• 1997

In this paper, collapse test of thin-walled structural member widely used for automobiles is carried out under static compression load to observe the effects of cross- sectional shape and material on the energy absorbing capacity in the viewpoint of cras- hworthiness. Specimens tested consist of two sorts(Aluminium, CFRP) and configur- ations(Circular, Square) with variation in thickness. Also, comparisons of Al circular and square specimens are made to find the influence of difference in shape on the energy absorbing capability according as the thickness of specimen varies.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권5호
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• pp.74-81
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• 1995

In this paper, the crushing tests of circular tubes under axial impact loading are conducted to investigate the energy absorption abilities. A cross head with 18kg launched by the compressed air collides against circular tubes. Circular tubes used for this experiment are Al and CFRP laminates, which have 8 ply with $15^{\circ}$ and $45^{\circ}$. The absorbed energy unit mass and volume of the CFRP specimen with $15^{\circ}$ are higher than those of aluminum specimen. CFRP specimen having small stacking angle have better energy absorption abilities than that of large stacking angle.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2000년도 제32회 추계학술대회 정기총회
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• pp.29-36
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• 2000

This investigation has been studied about friction and wear properties which were important problem, when carbon fiber reinforced plastic(CFRP) was used practically. Unidirection carbon fiber reinforced composites was fabricated with epoxy resin matrix and carbon fiber as a reinforced, and its surface was modified by the ion-assisted reaction. And then we tested the their friction and wear properties according to the ion-irradiation. when the amount of ion-irradiation was 1${\times}$10l6$\^$16/ ions/$\textrm{cm}^2$, the friction coefficient values were about 0.1, where as, the friction coefficient values of non-treatment composites were about 0.16. The former was the stablest in wear mode. We know that ion-irradiation was not proportioned to the friction coefficient, so we found the optimal conditions of the friction and wear according to the ion-irradiation.