• Composites Research
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• 제35권2호
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• pp.106-114
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• 2022

탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)은 우수한 비강도 및 비강성으로 인하여 항공산업에서 널리 사용되고 있다. CFRP는 대부분 탄소섬유나 프리프레그를 적층한 구조로 사용되고 있으며, 이러한 구조는 박리가 발생할 수 있다는 치명적인 단점이 있다. 이는 보통 두께방향 섬유의 부재에서 기인한다. 본 연구에서는 탄소섬유가 세 방향으로 직조된 3차원 탄소섬유 프리폼 및 이를 적용한 항공기 날개 단위구조체를 제조하였다. 단위구조체는 항공기 날개의 핵심 요소인 스킨, 스트링거, 리브로 구성되며 수지 이송 성형공정을 이용하여 제조하였다. 압축시험을 통하여 기존의 적층형 구조물과 비교한 결과, 3차원 프리폼은 구조물의 박리예방 뿐만 아니라 강도향상에도 효과적임을 보여 주었으며, 이는 3D 프리폼 구조물이 박리 예방을 필요로 하는 다양한 분야, 특히 항공 분야에서 널리 사용될 수 있음을 의미한다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제6권2호
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• pp.87-103
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• 2019

Recently, natural fibre composites are widely used in aerospace industries due to their good specific mechanical properties, better acoustic properties, light weight, readily availability, biodegradability, recyclability, etc. In this study, the hemp fibre woven fabrics / polypropylene based honeycomb sandwich structure were proposed for aerospace applications. Firstly, the hemp fibre woven fabrics based honeycomb sandwich structures were manufactured and experimental mechanical tests (compressive and flexural) were performed in the laboratory. Numerical simulation was also performed and analysed to validate the proposed methodology. Different complex shaped aircraft part CAD models were created and numerical analysis was carried out in order to have a better understanding about the complex honeycomb sandwich structures.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.116-120
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• 2001

Fiber fracture is one of the dominant failure phenomena to determine total mechanical properties in composites. Fiber fracture locations were measured by optical microscopic method and acoustic emission (AE) as functions of matrix toughness and surface treatment by the electrodeposition (ED), and then two methods were compared. Two AE sensors were attached on the epoxy specimen and fiber fracture signals were detected with elapsed time. The interfacial shear stress (IFSS) was measured using tensile fragmentation test and AE system. In ED-treated case, the number of the fiber fracture measured by an optical method and AE was more than that of the untreated case. The signal number measured by AE were rather smaller than the number of fragments measured by optical method, since some fiber fracture signals were lost while AE detection. However, one-to-one correspondence between the x-position location by AE and real break positions by optical method was generally established well. The fiber break source location using AE can be a valuable method to measure IFSS for semi- or nontransparent matrix composites nondestructively (NDT).

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.65-71
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• 2012

본 논문에서는 수상/육상 착륙 환경에서 경항공기용 플로트의 구조적 안전성과 경량화 설계개선을 위하여 고유 진동수 및 정적 응력해석을 수행하였다. 경항공기용 플로트의 설계제원 및 형상도면을 기반으로 유한요소 모델링을 수행하였으며, 수상/육상 착륙 시점의 단순화된 하중조건을 플로트모델에 적용하였다. 먼저 알루미늄 플로트모델에 대하여 고유 진동수 및 응력해석 결과를 확인하였으며, 이를 기준으로 복합재료 적층판을 적용한 플로트모델의 구조적 안전성을 비교 검토하였다. 복합재료 플로트모델의 적층유형 및 두께 변화에 따른 무게감소와 파손지수 변화 등의 성능개선을 확인하였으며, 경량화 플로트설계에 적합한 적층유형을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제25권4호
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• pp.105-109
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• 2012

최근 국내에서 미국과 상호항공안전협정 체결을 위한 소형 항공기가 연구 개발 중이다. 연구 대상 항공기는 경량화 하여 연료 절감을 위해 전기체 복합재료가 적용되었다. 그러나 복합재 구조는 외부의 충격 손상에 취약한 구조이다. 따라서 항공기 구조물은 충격 손상에 대한 압축 파손 강도를 고려하여 손상 허용 설계가 반드시 수행되어야 한다. 이는 복합재 구조 항공기 인증에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 항공기 복합재 구조에 적용된 두꺼운 적층판에 대한 손상 허용 연구를 수행하였다. 두꺼운 적층판의 세 가지 형태인 손상이 없는 시편, 구멍 손상 및 충격 손상이 적용된 시편의 압축 하중 하에서 손상 허용 기준이 평가되었다.

• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.252-258
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• 2016

중량의 감소 및 향상된 기계적 특성은 항공 우주 산업으로의 적용을 위한 재료의 새로운 소재를 개발하기 위해 주요한 인자이다. 복합소재는 가벼운 무게와 탁월한 물성으로 항공기와 타 교통수단용 소재로써 주목을 받아왔다. 특히 섬유강화 복합소재의 경우 금속을 대신할 소재로 사용되어 왔는데 이는 금속과 고분자 소재보다 우수한 물성을 나타내기 때문이다. 이러한 이유로 복합소재는 비행기의 구조물로 사용되어 왔다. 본 리뷰에서는 항공기에 적용된 복합소재의 장점과 섬유강화 플라스틱 복합소재 소재에 대하여 정리하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제3권1호
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• pp.15-28
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• 2016

Although the aircraft industry was the first to use fibre composites, now they are increasingly used in a range of structural applications such as flooring, decking, platforms and roofs. Interlayer delamination is a major failure mode which threatens the reliability of composite structures. Delamination can grow in size under increasing loads with time and hence leads to severe loss of structural integrity and stiffness reduction. Delamination reduces the natural frequency and as a consequence may result in resonance. Hence, the study of the effects of delamination on the free vibration behaviour of multilayer composite structures is imperative. The focus of this paper is to develop a 3D FE model and investigate the free vibration behaviour of fibre composite multilayer sandwich panels with interlayer delaminations. A series of parametric studies are conducted to assess the influence of various parameters of concern, using a commercially available finite element package. Additionally, selected points in the delaminated region are connected appropriately to simulate bolting as a remedial measure to fasten the delamination region in the aim of reducing the effects of delamination. First order shear deformation theory based plate elements have been used to model each sandwich layer. The findings suggest that the delamination size and the end fixity of the plate are the most important factors responsible for stiffness reduction due to delamination damage in composite laminates. It is also revealed that bolting the delaminated region can significantly reduce the natural frequency variation due to delamination thereby improving the dynamic performance.

• Composites Research
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• 제14권1호
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• pp.22-29
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• 2001

본 논문의 목적은 샌드위치 구조물의 오토클레이브 성형시 발생하는 승압률, 승온율, 금형 라운드 각도, 코어의 두께, 그리고 결함에 대한 저글 높이의 영향을 결정하고, 하니콤으로 보강된 항공기용 샌드위치 구조의 결함을 최소화시키는 것이다. 결과는 항공기용 샌드위치 구조와 금형 라운드 각도와 같은 금형의 형상, 코어의 두께, 저글의 높이, 그리고 승압률, 승온율과 같은 오토클레이브의 성형 조건이 코어의 무브먼트. 코어의 주름, 프리프레그의 뜨임 현상 그리고 코어의 침하에 영향을 기침을 보여주었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제4권1호
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• pp.23-26
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• 2010

In this study, it was performed damage assesment of small scale composite aircraft developing. This aircraft adopted the sandwich structure to skin of wing. This study aims to investigate the residual strength of sandwich composites with Nomex honeycomb core and carbon fiber face sheets after the open hole damage by the experimental investigation. The 4-point bending tests were used to find the bending strength, and the open hole was applied to introduce the simulated damage on the specimen. The bending strength test results after open hole was compared with the results of no damaged specimen test. The FEM analysis is assessed via an experimental 4-point bending test.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.159-162
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• 2000

Interfacial and microfailure properties of carbon fiber/epoxy matrix composites were evaluated using both tensile fragmentation and compressive Broutman tests with acoustic emission (AE). Amino-silane and maleic anhydride polymeric coupling agents were used via the dipping and electrodeposition (ED), respectively. Both coupling agents exhibited higher improvements in interfacial shear strength (IFSS) under tensile tests than compressive cases. However, ED treatment showed higher IFSS improvement than dipping case under both tensile and compressive test. The typical microfailure modes including fiber break, matrix cracking, and interlayer failure were observed during tensile test, whereas the diagonal slippage in fiber ends was observed during compressive test. For both the untreated and treated cases AE distributions were separated well under tensile testing. On the other hand, AE distributions were rather closer under compressive tests because of the difference in failure energies between tensile and compressive loading. Under both loading conditions, fiber breaks occurred around just before and after yielding point. Maximum AE voltage fur the waveform of carbon or basalt fiber breakage under tensile tests exhibited much larger than those under compressive tests.