• 제목/요약/키워드: 평직 복합재료

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평직 CFRP 적층복합재료의 섬유배열각도에 따른 파괴강도 예측 (Prediction of Fracture Strength of Woven CFRP Laminates According to Fiber Orientation)

  • 강민성;박홍선;최정훈;구재민;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권8호
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    • pp.881-887
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    • 2012
  • 섬유강화 복합재료는 금속 재료보다 비강성 및 비강도가 높아 경량화가 요구되는 산업에서 수요가 증가하고 있다. 이러한 섬유강화 복합재료는 방향성을 가진 섬유 원사를 일정한 규칙으로 배열하고 에폭시 수지와 같은 레진을 이용하여 경화한 후 사용하게 된다. 섬유강화 복합재료는 구조적인 특성상 섬유배열각도에 따라 서로 다른 재료물성을 나타내기 때문에 섬유강화 복합재료의 강도를 정확히 평가하는 것은 이들을 구성요소로 하는 복합재료 구조물의 설계 또는 파괴에 대응한 설계에서 매우 중요하다. 이에 본 논문에서는 평직 탄소섬유강화 복합재료 적층판을 대상으로 섬유배열각도($0^{\circ}/90^{\circ}$, $30^{\circ}/-60^{\circ}$, $+45^{\circ}/-45^{\circ}$)에 따른 인장시험을 통하여 정적 파괴강도를 평가하였으며, 복합재료를 구성하고 있는 섬유의 구조적인 주기성을 포함하는 Tan과 Cheng의 강도함수와 조화함수를 이용하여 섬유배열각도에 따른 평직 탄소섬유강화 복합재료의 정적 파괴강도를 예측하였다.

평직 탄소섬유 복합재료-고분자 포움 샌드위치 구조의 성형 중 미소변형에 관한 연구 (A Study on the Micro-deformation of Plain Weave Carbon/Epoxy Composite-Polymer Foam Sandwich Structures during Curing)

  • 김용수;장승환
    • Composites Research
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    • 제17권6호
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    • pp.28-36
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    • 2004
  • 복합재료의 성형조건과 재료의 변형간의 관계를 규명하기 위해 PVC 포움-직물 복합재료 샌드위치 구조의 성형공정 중 토우 구조의 미소 변형을 고찰하였다. 실험에 사용한 포움은 4가지 밀도를 가지는 PVC 포움이며, 면재로는 탄소섬유게폭시 프리프레그(3k)를 사용하였다. 디지털 현미경과 이미지 분석 도구를 사용하여 직물 복합재료의 굴곡 각과 토우 진폭 등의 토우 파라메터를 측정하여 서로 비교하였다. 성형 중 포움의 변화가 직물 복합재료 구조의 변형에 미치는 영향을 파악하기 위해 세 가지 온도 조건($25^{\circ}C$, $80{\circ}C$, $125^{\circ}C$)에서 포움의 압축 실험을 수행하였다. 복합재료 토우 구조의 현미경 관찰 결과 토우의 미소 변형은 포움의 밀도와 성형 압력에 따라 서로 다른 경향을 나타내었으며. 특히 포움의 변형 거동에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.

다중벽 탄소나노튜브가 첨가된 평직 유리섬유/에폭시 복합재료의 미세구조 및 전자기적 특성 (Microstructure and Electromagnetic Characteristics of MWNT-filled Plain-Weave Glass/Epoxy Composites)

  • 이상의;박기연;이원준;김천곤;한재흥
    • Composites Research
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    • 제19권1호
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    • pp.36-42
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    • 2006
  • 본 논문에서는 다중벽 탄소나노튜브가 첨가된 평직 유리섬유/에폭시 복합재료를 제작하여 전자기적 특성을 고찰하였다. 제작된 복합재료의 미세구조를 관찰하여 재료 내에 MWNT가 유리섬유 얀들의 계면과 모재과잉영역에 주로 분포되어 있음을 관찰하였다. 유전율은 X-band (8.2-12.4 GHz) 주파수 영역에서 측정되었으며, MWNT의 무게비가 증가할수록 증가하며 주파수에 대해서는 거의 일정하게 유지됨을 알 수 있었다 측정된 유전율을 이용하여 두께에 따른 탄소나노튜브가 첨가된 복합재료로 이루어진 전자파 흡수 구조의 반사손실 특성을 살펴보았으며, 제작된 복합재료를 이용하여 10dB 흡수 대역이 X-band전역이며 두께는 3.3mm인 흡수체를 구현할 수 있음을 확인하였다.

유한요소법을 이용한 평직 세라믹 기지 복합재료의 등가물성치 산정 (Finite Element Analysis for Effective Properties of Ceramic Matrix Plain Woven Textile Composites)

  • 이성욱;조종두
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1163-1167
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    • 2003
  • Effective properties of ceramic matrix plain woven textile composites were calculated using finite element analysis. The considered geometry is a unit cell of plain weave and the analysis was performed by commercial finite element program, ANSYS. The materials for analysis are 3 types for matrix, 1 type for fiber with various volume fraction. The result indicates that the effective properties of ceramic matrix composites can be controlled by the volume fraction. The result can be used for numerical analysis using ceramic matrix composites.

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평직직조방법을 적용한 GFRP Sheet 제조에 관한 연구 (Manufacturing of GFRP Sheet Using Plain Weaving Method)

  • 김진우;김형석;이정훈;이동기
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권8호
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    • pp.849-855
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    • 2014
  • 유리섬유강화 플라스틱 복합재료의 압축성형 시, 모재와 유리섬유의 분리 없이 유동성이 우수하고, 불균질한 섬유배향이 없는 GFRP 복합재료 개발에 관한 체계적인 연구결과는 미흡한 실정이다. GFRP 복합재료를 사용하여, 자동차 부품 성형 시 발생하는 불균질도와 섬유배향 발생을 억제하는 많은 연구를 해왔으나 아직 해결되고 있지 않다. 본 연구에서는 위의 문제점들을 해결하기 위해 섬유유동성이 뛰어나고, 섬유배향이 발생하지 않고, 불균질성이 없으며, 구조안정성, 함침도, 기계적 특성 및 재활용성 등이 우수한 유리섬유강화 플라스틱 프리프레그를 제조하여, 수직교차형 평직직조방법을 적용하여, GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) Sheet 를 제조한다.

내부판 구조물이 결합된 강 및 평직 복합재료 원통셸의 구조진동 특성 연구 (A Study on the Vibration Characteristics of Steel and Plain Weave Composite Cylindrical Shells Combined with Internal Plate Structures)

  • 이영신;최명환
    • 소음진동
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    • 제9권1호
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    • pp.149-162
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    • 1999
  • A method for the analysis of free vibrations of steel and plain weave composite cylindrical shells with a longitudinal, interior rectangular plate is developed by using the receptance method. This method is based on the ratio of a deflection (or slope) response to a harmonic force(or moment) at the joint. In this study, after getting the free vibration characteristics of the simply supported plate and shell, the frequency equation of the combined system is obtained by considering the continuity condition at the joint between the plate and the shell. The numerical results are compared with published results and experiment results in order to show the validate of the formulation, and shown that the analytical results agreed with those from other methods. The effects of the location and the thickness of the plate on the natural frequencies are also investigated.

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평직 CFRP 복합재료의 균열진전 및 AE평가에 미치는 하중방향 영향 (The Effect of Load Orientation for Crack Propagation and Acoustic Emission Evaluation on Plain Woven CFRP)

  • 권오헌;윤유성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권4호
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    • pp.443-452
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    • 2004
  • In recent year, composite materials are increasingly used in various fields of engineering because of its superior properties. The relationships of between crack propagation and AE characteristics fer CFRP plain woven laminate composites are examined. AE signals are measured during the fracture behavior tests. The purpose of study is to estimate the crack extension behavior with AE characteristics according to the load orientation fur plain woven CFRP laminate composite.

평직복합재료 등가물성치의 통계학적 분포 특성 (Statistical treatment of the effective modulus of woven composites)

  • 우경식;서영욱
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.59-62
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    • 2000
  • In this study, the distribution of the effective modulus was investigated statistically Plain weave structures were modeled with random stacking phase shift angles and the effective modulus was calculated by the unit cell analysis. The analysis results indicated that the effect of random phase shift angles was significant on the modulus distribution. As the number of layers increased, the coefficient of variation decreased and higher degree of homogeneity was attained.

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MWNT가 첨가된 유리/에폭시 평직 복합재료로 이루어진 다층형 전자파 흡수 구조체의 제작 및 설계 (Fabrication and Design of Multi-Layered Radar Absorbing Structures of MWNT-Filled Glass/Epoxy Plain-Weave Composites)

  • 이상의;강지호;김천곤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.24-32
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    • 2005
  • 본 연구의 목표는 X-band에서 하중지지가 가능한 전자파 흡수 구조(RAS)를 제작하는 것이다. 본 연구에서는 하중을 지지할 수 있도록 비강성비강도가 우수한 유리섬유/에폭시 평직 복합재료에 손실을 일으킬 수 있는 MWNT를 첨가한 재료를 제작하였으며, 미세구조의 관찰과 유전율 측정을 통해 흡수 재료로의 적합성을 확인하였다. 유전자 알고리즘과 다층형 RAS의 전자파 반사/투과 이론을 적용하여 그 복합재료로 이루어진 RAS에 대한 최적설계를 수행하였다. RAS의 제작을 통해 복합재료의 층당 두께가 층수와 MWNT의 함량에 따라 변함을 확인하였다. 이를 고려한 제작 공정을 제안하고 적용하여 설계된 RAS를 제작하였고, 그것의 반사손실의 예측치와 실험치가 잘 일치함을 확인하였다.