• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.590-596
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• 2009

본 연구에서는 탄소, 유리, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 섬유로 제작된 원형튜브를 이용하여 각 소재별 에너지 흡수특성과 파손메커니즘을 규명하였다. 이를 위해 각 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험결과 탄소섬유 튜브가 가장 에너지 흡수특성이 우수했으며 탄소-케블라 하이브리드 섬유 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수율을 보였다. 또한, 각 소재별 에너지 흡수메커니즘을 분석한 결과 탄소 및 유리섬유튜브는 취성파괴 모드로 압축되었다. 또한, 케블라 섬유 튜브는 국부좌굴에 의한 접힘모드가 지배적이고, 탄소와 케블라 하이브리드 섬유 튜브의 경우 단층굽힘과 국부좌굴모드가 혼합되어 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.271-277
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• 2010

본 논문에서는 에너지 흡수부재로 사용될 수 있는 단방향 케블라/에폭시 및 단방향 탄소-케블라/에폭시 튜브의 압괴거동을 예측할 수 있는 해석모델을 확립하고 이를 시험을 통해 검증하였다. 해석모델은 상용 외연적 해석 프로그램인 LS-DYNA의 2D 쉘 요소와 Chang-Chang 파손기준식을 이용하였다. 또한, 해석에 적용된 소재의 기계적 물성치는 시험을 통해 얻었다. 해석모델은 원형 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압괴 시험 결과와 비교를 통해 검증하였다. 그 결과 케블라/에폭시 튜브의 하중-변위 곡선은 거의 일치했으며 무게당 흡수 에너지(SEA)도 6% 미만의 오차에서 잘 일치하였다. 하지만, 탄소-케블라/에폭시 튜브는 시험과 약간의 차이를 보이고 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.75-75
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• 2004

Carbon/epoxy는 기존의 금속재료에 비해 피로강도 및 기계적 특성이 매우 우수하다. 따라서 최근 튜브형태의 Carbon/epoxy 활용방안이 부각되고 있다. 그러나 Carbon/epoxy는 탄소재료의 특성상 고압, 충격 및 부식에 매우 취약하다. 또한, 장기간 고압피로 및 크리프에 노출될 경우, 금속재료에서는 관찰할 수 없는 층간분리(delamination)가 발생된다. 이러한 층간분리는 섬유방향과 평행하게 진전될 때 급격한 파손을 야기하므로 층간분리에 대한 메커니즘을 이해하고 그 방지책을 강구하는 것은 매우 중요하다.(중략)

• 한국안전학회지
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• 제17권3호
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• pp.7-12
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• 2002

The object of this paper is to investigate collapse characteristics of CF/Epoxy(Carbon Fiber/Epoxy resin) composite tubes on the change of interlaminar number and fiber orientation angle of outer and to evaluate reappearance of collapse characteristics on the change of tension strength of fibers under static and impact axial compression loads. When a CF/Epoxy composite tube is mushed, static/impact energy is consumed by friction between the loading plate and the splayed fiends of the tube, by fracture of the fibers, matrix and their interface. In general, CF/Epoxy tube with 6 interlaminar number(C-type) absorbed more energy than other tubes(A, B, D-types). The maximum collapse load seemed to increase as the interlaminar number of such tubes increases. The collapse mode depended upon orientation angle of outer of CF/Epoxy tubes and loading status(static/impact). Typical collapse modes of CF/Epoxy tubes are wedge collapse mode, splaying collapse mode and fragmentation collapse mode. The wedge collapse mode was shorn in case of CF/Epoxy tubes with 0$^{\circ}$ orientation angle of outer under static and impact loadings. The splaying collapse mode was shown in only case of CF/Epoxy tubes with 90$^{\circ}$ orientation angie or outer under static loadings, however in impact tests those were collapsed in fragmentation mode. So that CF/Epoxy tube with 6 interlaminar number and 90$^{\circ}$ outer orientation angle presented to the optimal collapse characteristics.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권2호
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• pp.157-167
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• 2015

The impact behavior of epoxy-based nanocomposites reinforced with carbon nano tube (CNT), carbon nano fiber (CNF) and mixed contents of these nanoparticles was investigated using Izod impact test. The results showed that while the impact strength of nanocomposites containing 1 wt% of CNT and 1 wt% of CNF increased 19% and 13% respectively, addition of mixed contents of these nanofillers (0.5-0.5 wt%) demonstrated higher improvement (21%) in the impact resistance. The trend of the results is explained on the basis of different fracture mechanisms of nanocomposites. Furthermore, the fracture surface of specimens and the dispersion state of nanoenhancers have been studied using scanning electron microscopy (SEM) photographs.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.109-117
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• 1993

A carbon/epoxy composite drive shaft used for the power transmission of the automobiles with steel joints. Compared with the metallic drive shaft, the composite one has the weight saving of 50% with equivalent torsional strength and fatigue characteristics. In this study, the filament winding technique for the composite tube and composite/metal joining technique are estabilished. The performance test of the drive shaft is carried out. The optimal condition of the surface roughness of the steel adherend was $1.5{{\mu}m}$ to $2.5{{\mu}m}$, and the optimal condition of the bonding thickness was 0.15mm. Maximum torque and torsional stiffness of the composite drive shaft manufactured by filament winding process were found to be $210kg{\cdot}m$ and $18.5kg{\cdot}m/deg$, respectively.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제13권1호
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• pp.43-48
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• 2016

This paper presents a preliminary study on the pressure sensing characteristics of smart nano composites made of MWCNT (multi-walled carbon nanotube) to develop a novel pressure sensor. We fabricated the composite pressure sensor by using a solution casting process. Made of carbon smart nano composites, the sensor works by means of piezoresistivity under pressure. We built a signal processing system similar to a conventional strain gage system. The sensor voltage outputs during the experiment for the pressure sensor and the resistance changes of the MWCNT as well as the epoxy based on the smart nano composite under static pressure were fairly stable and showed quite consistent responses under lab level tests. We confirmed that the response time characteristics of MWCNT nano composites with epoxy were faster than the MWCNT/EPDM sensor under static loads.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.21-26
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• 2005

탄소나노튜브 및 탄소나노섬유/에폭시 복합재료의 비파괴 손상감지능 및 응력전달 메카니즘이 전기-미세기계적 실험법을 통하여 조사되었다. 전기-미세기계적 실험법은 균일한 반복하중 하에서 전기저항을 측정함으로써 탄소나노복합재료의 감지반응을 평가하는 것이다. 큰 탄소섬유 부피 분율이 있는 복합재료가 에폭시 자체나 작은 부피 분율에 비하여 매우 큰 인장강도 특성을 보여주었다. 탄소나노섬유 복합재료는 제한된 온도범위 내에서 습도 감지능을 보여주었다. 형상비가 작은 탄소나노섬유 복합재료는 많이 첨가된 부피량에 기인하여 보다 큰 겉보기 탄성계수를 보여 주었다. 열처리된 전기 방사된 PVDF 나노섬유는 증대된 결정화에 기인하여 미처리의 경우보다 큰 기계적 특성을 보여 주었으며, 그 반면에 응력 감지능은 열처리의 경우에 감소를 보여 주었다. 전기 방사된 나노섬유는 또한 응력전달 뿐만 아니라 습도 및 온도에 대한 감지능도 나타내었다. 탄소나노튜브. 탄소나노섬유 및 전기 방사된 PVDF 나노섬유는 나노복합재료의 다기능에 응용할 수 있을 것이다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권4호
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• pp.32-38
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• 2018

In this study, the one-piece propeller shaft composed of carbon/epoxy was designed and manufactured for 4 wheel drive automobiles that can bear the target torsional torque performance of 3.5kN.m. For the CFRP tube, braiding machine was used to weaving carbon fiber and it was formed the braided yarns with the braid angle ${\pm}45^{\circ}$ and axial yarns to improve strength of the lengthwise direction. The final CFRP tube of propeller shaft was evaluated through the torsional torque test. The CFRP propeller shaft satisfied requirement of the target torsional maximum torque of 3.5kN.m. Also, it was found that the one-piece composite propeller shaft with CFRP tube had 30% weight saving effect compared with a two-piece steel propeller shaft.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.268-271
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• 1999

Fatigue life Prediction is investigated analytically based on the fatigue modulus concept. Fatigue modulus degradation rate at any fatigue cycle was assumed as a power function of number of fatigue cycles. New stress function describing the relation of initial fatigue modulus and elastic modulus was used to account for material non-linearity at the first cycle. It was assumed that fatigue modulus at failure is proportional to applied stress level. A new fatigue life prediction equation as a function of applied stress is proposed. The prediction was verified experimentally using cross-ply carbon/epoxy laminate (CFRP) tube.