• 한국추진공학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.9-15
• /
• 2012

본 연구에서는 핀 하중 시험을 통해 탄소섬유/에폭시 복합재의 핀 체결부에 대한 베어링 강도를 조사하고 음향방출법을 적용하여 파괴거동을 조사하였다. 복합재는 필라멘트 와인딩 공법을 적용하여 제작되었으며 적층패턴을 달리한 세 종류의 시편을 적용하였다. Type 1은 스티치가 있는 일방향 섬유시트가 적용된 적층패턴을 가지고 있고, Type 2는 스티치가 제거된 일방향 섬유시트가 적용된 적층패턴을 가지고 있으며, Type 3는 프리프레그가 적용된 적층패턴을 가지고 있다. 연구결과에 따르면 Type 1은 Type 2에 비해 베어링 강도가 3.3% 낮게 나타났으며 Type 3가 가장 높은 베어링 강도를 나타내었다. Type 1과 Type 2는 net-tension 모드 파손이, Type 3는 베어링 모드 파손이 나타났으며 Type 3의 음향방출 에너지는 Type 1과 Type 2의 경우에 비해 높게 나타났다. 이로 미루어 보면 Type 3가 구조적으로 가장 안전함을 알 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제36권2호
• /
• pp.132-139
• /
• 2023

추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Composites Research
• /
• 제18권1호
• /
• pp.38-44
• /
• 2005

본 연구에서는 단일방향 탄소섬유강화복합재료 판에서 $S_o$ 대칭모드의 군속도 분선곡선을 전파 방향을 변화시키먼서 계산하였다. 그리고 속노 분산 곡선에서 첫 번째 단절주파수 이하인 0.2 MHz-mm에 해당하는 $S_o$ 대칭모드 군속도를 가지고서 위상속도 곡선을 얻고 slowness 곡선을 도입하여 군속도 곡선으로 교정하였다. 단일방향 섬유강화복합재료 판에서 $S_o$ 대칭모드의 속도를 전파 방향을 변화시키면서 측정하였고 교정된 군속도 곡선과 비교하였다. 측정된 속도는 섬유 방향 근처의 cusp 영역을 제외하고는 교정된 군속도 곡선과 잘 일치하였다. 이것은 단일방향 탄소섬유강화복합재료 판에서 속도가 빠른 방향으로 에너지를 더 잘 전파하기 때문에 전파 방향이 주축방향과 일치하지 않을 때 군속도 방향은 섬유 방향 쪽으로 기울어지는 결과로 나타난 것이다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.88-91
• /
• 2000

흑연분말, 카본블랙, 탄소섬유분말을 첨가제로 한 저밀도 2-D 탄소/탄소 복합재의 밀도 및 기 기공도에 피치는 영향과 ILSS, 굽힘강도 및 충격에너지와 같은 기계적 물성과의 상관관계에 대하여 연구하였다. 흑연분말을 약 9 vol.% 첨가한 경우 가장 큰 ILSS값과 굽힘강도 및 충격에너지 흡수 거동을 나타내었는데, 특히 흑연의 함량이 증가함에 따라 puncture mode로의 충격 거동을 나타내 띠 많은 충격에너지를 흡수하였고, 인성이 상당히 증가하였다 카본블랙이 첨가된 경우에는, 약 3 vol.%에서 ILSS 값이 증가하였으나 큰 개선을 보이지 못하였으며, 굽힘강도는 감소하였다. 탄소섬유분말의 첨가량이 증가함에 따라 층간분리에 의해 밀도가 현저히 감소하여 ILSS 및 굽힘강도의 감소를 보였다.

• Composites Research
• /
• 제22권3호
• /
• pp.82-88
• /
• 2009

본 연구에서는 노치 홀과 기계적 체결 홀이 탄소섬유강화 복합재의 강도특성에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 강도는 상온건조, 저온건조($-55^{\circ}C$)와 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 측정하였으며, 실험결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기계적 체결 홀에서 인장강도의 증가는 볼트에 의해서 가해진 구속으로 홀 주위의 손상을 억제함으로써, 강도를 증가시킨 것으로 분석된다. 저온($-55^{\circ}C$)에서 인장강도의 증가는 섬유와 모재의 열팽창계수 거동의 특성에 따른 취성 증가의 요인이며, 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 압축강도 감소는 침투만 수분에 의해 섬유와 모재의 층간 결합부의 물성이 저하한 것으로 사료된다.

• Composites Research
• /
• 제34권2호
• /
• pp.136-142
• /
• 2021

3D 프린팅 기술은 금형이 없이 다양한 형태의 제품을 만들기 쉬운 장점이 있지만, 기존 보편화된 성형법에 비해 기계적 물성이 낮고, 소재 및 제작 조건 등에 따라 기계적 물성이 크게 달라지는 문제가 있다. 한편, 높은 물성을 구현하기 위해서는 제조비용이 높아지는 문제가 있어, 이에 대한 연구 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 단섬유 탄소섬유 보강 나일론 필라멘트를 이용하여 3D 프린팅 열가소성 구조물을 제작하였다. 또한 인발 성형된 연속섬유 형태의 탄소섬유 혹은 유리섬유 강화 열경화성 복합재를 이용해 외측면을 보강하여 기계적 물성 향상 방법을 제시하였다. 보강재의 보강 위치와 섬유의 종류에 따른 굽힘물성 향상을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.447-452
• /
• 2016

The simulation of Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) machining facilitates the selection of optimal cutting parameter for high machining efficiency and better surface quality. In this study, This paper proposes a dual-dexel model to represent the fiber laminate with computational geometry method to calculate the fiber length removed per revolution and fiber cutting angles. A flat end milling simulation software is developed in C# to simulate and display the CFRP milling process. During simulation, fiber lengths, fiber cutting angle and engaged cutting angle can be displayed in real-time. A CFRP plate with different angles in different layer is used to compare the simulation results.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.103-108
• /
• 2004

Carbon fiber reinforced composites(CFRP) were fabricated with phenolic resin matrix by hot press molding, and its surface was modified by the ion-assisted reaction process. When we tested the friction coefficient and wear rate variation and observed the effect of fibers with respect to friction and wear characteristics, the amount of pitch based carbon fiber was 45wt% and the average friction coefficient was the lowest at 0.12. When the amount of ion-irradiation was $1\times10^{l6}ions/cm^2$, the friction coefficient of the composites was about 0.12 and the wear mode was stable, whereas, the friction coefficient of the non-treated composites was about 0.16 and the wear mode was very unstable. But if the amount of ion-irradiation was $5\times10^{l6}ions/cm^2$$1\times10^{l6}ions/cm^2$ion-irradiation case.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.817-818
• /
• 2012

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
• /
• 한국세라믹학회 2000년도 춘계총회,특별강연,심포지움,연구발표회
• /
• pp.96.1-96.1
• /
• 2000