• Composites Research
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• 제30권4호
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• pp.229-234
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• 2017

일반적인 복합재료 구조물에서 체결부는 가장 취약한 부분이다. 복합재 체결법은 접착 조인트와 기계적 조인트로 크게 나눌 수 있으나, 환경조건에 덜 민감한 부분에는 주로 기계적 조인트가 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 5가지의 적층각 변화를 가지는 복합재료 기계적 조인트의 파손하중을 실험하고 예측하였다. 기계적 조인트에 대한 유한요소 해석을 수행하고 Tsai-Wu와 Yamada-Sun 파손이론을 이용하여 파괴면적지수법(FAI)으로 파손강도를 예측하였으며, 이를 실험 결과와 상호 비교하였다. 실험과 해석결과, 복합재 기계적 체결부는 0도 층의 비율이 낮을수록 파손하중이 저하되었으며, 파괴면적지수법과 Yamada-Sun 파손식으로 13.03% 오차범위 내에서 파손하중을 예측할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.204-211
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• 2007

연구에서는 5가지의 접착길이를 갖는 탄소 복합재-알루미늄 단일겹침 체결부에 대한 실험을 통해 단일겹침 접착 체결부의 파손양상 및 강도를 연구하였다. 시편은 필름 형태의 접착제인 FM73m을 사용하여 이차접착으로 제작하였다. 실험 결과, 이종재료 접착 체결부의 강도는 금속-금속 체결부의 강도보다는 낮고, 복합재-복합재 체결부의 강도보다는 높게 나타났다. 접착길이 대 폭의 비가 1보다 작은 경우, 접착길이의 증가가 강도 저하에 미치는 영향이 컸지만, 접착길이 대 폭의 비가 커질수록 접착길이의 효과는 줄어드는 것으로 나타났다. 모든 시편은 최종적으로 층간분리의 형태로 파손되었다. 따라서 고강도 접착제를 사용한 체결부의 강도향상을 위해서는 적층판의 층간분리 파손을 지연시킬 수 있는 설계가 중요할 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.751-758
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• 2009

본 논문에서는 항공기 구조용 탄소 복합재 단일겹침 접착 체결부에서, 파손하중에 영향을 미치는 주요인자들의 효과를 실험으로 연구하였다. 실험을 위해 제작공정 4가지, 겹침 길이 5가지, 모재 두께 4가지에 대한 시편 총 335개를 제작하였다. 예상대로 겹침길이가 감소할수록, 모재두께가 증가할수록 파손강도가 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 제작공정의 측면에서는, 접착제가 없는 일체성형 시편과 이차접착 시편의 강도가 동시접착이나 접착제를 사용한 일체성형 시편에서보다 높은 파손강도를 보이는 흥미로운 사실을 발견하였다. 특히 이차접착 시편의 강도가 일체성형 시편의 강도와 유사하거나 더 높은 현상을 발견하였는데, 이는 접착제의 강도가 모재의 층간강도보다 높거나 최소한 비슷한 수준임을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.95-105
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• 2009

본 연구는 콘크리트 포장의 지불규정 인자 중 콘크리트 휨강도와 표면 평탄성이 콘크리트 포장 공용성에 미치는 영향에 대하여 분석하고, 이러한 인자에 대한 지불규정을 적용할 때 인자의 크기에 따른 적절한 허용범위를 결정하는 근거를 마련하기 위하여 수행되었다. 콘크리트의 휨강도에 대하여 AASHTO, 지수형, 선형 피로파손 공식 등의 공용성 모델을 이용하여 분석을 수행하였으며, 콘크리트 포장의 표면 평탄성에 대해서는 PSI, IRI, PrI 등의 평탄성 지수와 AASHTO 피로파손 공식을 사용하여 분석을 수행하였다. 연구결과, 휨강도의 허용 기준은 휨강도 손실률(손실량/휨강도)을 기준으로 하여야 하며, 휨강도 손실률이 증가할수록 설계수명이 선형으로 감소하기 때문에 이에 적절하게 공사비를 차감 지급해야 하는 것을 알 수 있었다. 표면 평탄성은 초기 평탄성이 우수할수록 평탄성지수의 손실률을 크게 허용해야 하며, 휨강도와 같이 평탄성 지수 손실률과 포장 수명 감소가 선형으로 비례하므로 공사비 차등 적용도 이에 적절하게 하여야 한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.913-919
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• 2001

In this study, fiber orientation of stiffener was conducted to increase buckling load or failure load in each case with a different design value and a different objective function for stiffened laminated composite panel of I-type under compression loading. Regarding each of buckling load or failure load as objective function, optimum design was carried out. In respect of optimum design, it was investigated that optimum shape for buckling could improve fail load for postbuckling, because it was difficult to investigate the optimization of postbuckling which need long analysis times for nonlinear analysis.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.58-66
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• 1990

기계적 체결방법은 분해 및 조립이 용이하고 본드접착에 의한 결합보다 신뢰도가 높은 장점이 있으나 원공으로 인한 높은 응력집중을 초래하고 국부적으로 집중된 응력 재분포의 메카니즘이 등방성 재료와는 달리 매우 복잡하고 실적 데이타 및 실험자료가 거의 없어, 복합재료구조물의 결합방법으로 많은 연구 검토를 필요로 하고 있다. 본 연구에서 사용한 시편은 $[0^{\circ}/45^{\circ}90^{\circ}/-45^{\circ}]_s$ 적층판으로 W(시편의 폭)/d(핀의 직경) 및 L(edge의 거리)/d를 변화시키면서 실험을 수행하여 기하학적 형상 및 적층강도 변화에 따른 파손강도 및 파손양상을 측정하여 그 결과를 이론해석 값과 비교하였다. 실험결과에 따라 최적기법으로 만든 새로운 변수 $\alpha,\;\beta,\;\gamma$를 재료상수로 취급하여 W/d및 L/d와 체결강도와의 관계식을 이용하면, 동일한 재료로 제작한 적층판의 체결강도를 8%이내의 오차로 예측 가능하다. 초음파 탐상법(Ultrasonic C-scanning)으로는 손상영역 탐색 및 손상영역 확대과정을 파악하고, X-ray로는 몇 단계 하중상태에서 손상부를 촬영하였고, SEM(Scanning electron microscopes)을 이용 원공주위 파손부의 균열의 진전상태를 미시적으로 관찰하였다. 파손강도 및 파손양상에 대한 실험결과와 FEM이론해석 모델에 예측한 값과의 차이는 $L/D=2{\sim}3$인 경우를 제외하고는 대부분 일치하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.217-223
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• 2012

고속열차 객실 유리창 타입에 따른 충격 파손 특성을 비교 연구하기 위하여 다양한 종류의 유리창 내충격시험 규격을 검토하였으며, 자갈 비산에 의한 유리창 파손 특성을 고려하여 내충격시험을 실시하였다. 외부 충격면이 일반유리, 반강화유리, 강화유리 모두 팁 끝이 뾰족한 낙하체에 대해 낮은 높이에서도 파괴가 잘 일어났고, 파괴될 때의 양상은 일반유리의 경우 선 파괴가 부분적으로 발생하였고, 반강화유리의 경우 선 파괴가 전체적으로 발생하였으며, 강화유리의 경우 전체적으로 입자가 잘게 부숴지며 파괴되었다. 낙하체 팁 형상을 뾰족한 것에서부터 뭉툭한 것으로 변화시킬 때 더 높은 높이에서 파괴가 일어남을 알 수 있었고, 그 정도는 일반유리보다 강화유리가 팁 끝이 뭉툭한 낙하체에 대해서 더 높은 강도를 가짐을 알 수 있었다. 유리창 보호용 필름이 적용되었을 때 강도 증가의 효과가 있었다. 실제 자갈을 자유 낙하시켜 파손 특성을 비교하였는데, 3가지 경우 모두에 대해서 보호필름이 적용되지 않았을 때는 파괴되었고, 보호필름을 적용하였을 경우에는 잘 파괴되지 않음을 확인할 수 있었다.

• 기계저널
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• 제32권1호
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• pp.4-17
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• 1992

이 글에서는 복합적층판의 역학적 특성인 층간분리, 모재균열, 초기파손 후의 거동에 대한 문헌을 간단히 서술하고 그 특성을 살펴 보았다. 이상에서 살펴본 바와 같이 이방성인 층으로 구성된 복합적층 구조의 역학적 특성은 균질인 단일구조와 달리 각층의 재료상수가 달라층과 층 사이의 층간응력이 존재하여 층간분리현상이 발생하지 않도록 섬유방향뿐만 아니라 적층순서를 중요한 설계변수로 고려하여야 한다. 또한 모재균열로 인한 기계적 거동의 변화를 이해하고 초기파손 후의 손상을 고려한 해석을 수행하여 복합적층 구조의 응력해석 및 파손, 강도예측을 한다.

• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.213-218
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• 2014

본 논문에서는 특성길이 및 특성 곡선 방법을 굽힘 하중 상태의 복합재 기계적 체결부에 적용하여 강도를 예측하는 연구를 수행하였다. 선행 연구들이 특성길이 및 특성 곡선 방법을 인장과 압축 하중에만 적용한 것과 달리 본 연구에서는 굽힘 하중에 적용하고 그 가능성을 확인했다. 체결부 파손 해석을 위해 ABAQUS를 사용하여 핀과 모재의 접촉 및 마찰을 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 해석결과를 이용하여 얻은 특성 곡선상에서 Tsai-Wu 이론을 적용하여 파손 및 파단 양상을 예측하였다. 또한 복합재 시편에 굽힘 하중을 가해 파손하중을 알아보는 실험을 통해 검증한 결과 해석으로 얻은 복합재 체결부의 파손하중이 실험 결과와 매우 잘 일치함을 확인하였다. 결론적으로 특성길이 및 특성 곡선 방법이 굽힘 하중 상태의 복합재 기계적 체결부의 강도를 비교적 잘 예측할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.907-911
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• 2016

본 논문에서는 회귀분석법(regression analysis method)을 사용하여 개발된 복합재 적층판의 압축 파손강도값을 수록하였다. 본 논문에 사용된 복합재료는 $350^{\circ}F(177^{\circ}C$)에서 경화되는 Carbon/Epoxy UD Tape 프리프레그(Cycom G40-800/5276-1)이며 운용온도 범위는 $-60^{\circ}F{\sim}+200^{\circ}F$($-55^{\circ}C{\sim}+95^{\circ}C$)이다. 시편은 $0^{\circ}$, $+45^{\circ}$, $-45^{\circ}$ 및 $90^{\circ}$층으로 적층된 8종류의 노치없는 적층판으로 총 56개 시편으로 구성하였다. 시험방법은 ASTM-D-6484 규정을 사용하였다. 적층판의 압축 파손강도값은 적층판 내 $0^{\circ}$와 ${\pm}45^{\circ}$층의 적층비율을 변수로 하는 회귀 분석법(regression analysis method)을 사용하여 획득하였다.