• 대한조선학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.431-439
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• 2021

The Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) material is recently widely used in the composite industry with excellent rigidity and lightweight properties. A ship shaft system requires high standards of safety on torsional strength capacity. The purpose of this study is to verify the applicability of a CFRP shaft system to take the place of metal shaft systems for ships from a viewpoint of torsional strength. Selection of materials and manufacturing method are executed then two geometrically scaled CFRP shaft system models were designed and manufactured with three-layer patterns. The models were used for a series of torsion tests under single and repeated torsional loading conditions. Detailed design and manufacturing methods for a CFRP ship shaft system are documented and the torsion test results are listed in this paper. The results of this study could be useful guidelines on the development of CFRP ship shaft systems and a test method.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권6호
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• pp.484-491
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• 2016

본 연구의 목적은 항공기 메커니즘 구조물에 사용되는 금속 소재 토크바를 복합소재를 이용하여 무게절감이 가능한 구조물을 개발 하는것에 있다. 토크바에 주어진 하중조건 및 구조물의 설계 경계조건에 부합하는 유한요소모델을 이용하여 구조해석을 수행 하였다. 이를 바탕으로 최적화된 복합소재의 적층 조건 및 토크바의 두께 요건을 설정하였다. 설계요건에 맞게 제작된 시제품을 이용하여 복합소재 토크바의 비틀림 시험을 실시하였으며, 동구조 시험을 통해서 토크바의 강도 및 강성 요구조건을 만족한다는 것을 증명하였다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.380-386
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• 2021

본 연구에서는 탄소섬유 강화 복합재료를 적용하여 PTO 샤프트의 임계 속도를 향상시키는 연구를 진행하였다. 탄소섬유 강화 복합재료의 경우 전단 강도가 낮은 단점이 있어, 이를 보완하기 위해 티타늄-탄소섬유 강화 복합재료 하이브리드 구조로 설계하는 것을 제안하였다. PTO 샤프트에서 요구하는 최대 허용 토크, 임계 속도, 비틀림 고유진동수 기준을 충족시키는 최적의 구조를 설계하고 제작하였다. 제작한 PTO 샤프트의 성능 평가를 위해 진동 시험, 정적 비틀림 시험, 비틀림 내구성 시험이 수행되었고, 진동 시험에서 PTO 샤프트의 임계 속도는 20570 rpm로 티타늄 샤프트 대비하여 7.5% 향상된 것을 확인하였다. 또한 정적 비틀림 시험을 통해 PTO 샤프트의 최대 허용 토크가 2300 N·m로 해당 기준을 충족시키는 것을 확인하였다. 최종적으로 11.3~113 N·m 범위의 하중을 반복하는 비틀림 내구성 시험에서도 10⁶ 사이클 동안 피로파괴가 발생하지 않는 것으로 평가되었다.