• 제목/요약/키워드: Carbon Fiber Prepreg

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하이브리드 프리프레그를 사용한 적층복합재료의 기계적 특성 (Mechanical characteristics of laminated composites using hybrid prepreg)

  • 정성교;정성균;임승규
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 1999년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.189.1-192
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    • 1999
  • 본 연구에서는 카본 부직포와 유리스크림을 사용한 하이브리드 복합적층판의 인장특성을 평가하였다. USN125계열 탄소섬유강화 복합재료의 층과 층 사이에 부직포와 유리 스크림을 사용하고 오토클레이브를 이용하여 시험편을 제작하였다. 그 결과 섬유강화 복합재료의 기계적 특성은 유리 스크림을 삽입한 시험편보다 부직포를 삽입하여 개선되었다.

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MMB시험에 의한 평직 CFRP/GFRP 적층판 혼합모드 층간분리의 실험적 평가 (The Experimental Evaluation of the Mixed Mode Delamination in Woven CFRP/GFRP Laminates under MMB Test)

  • 곽정훈;강지웅;권오헌
    • 한국안전학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.14-18
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    • 2013
  • Blades of horizontal axis are nowadays made of composite materials. Generally, composite materials satisfy design provides lower weight and good stiffness, while laminate composites have often damages as like the delamination and cracks at the interface of laminates. The box spar and tail parts of a blade are composed of the CFRP/GFRP hybrid laminate composites. However, delamination and the interfacial crack often occur in the interface of CFRP/GFRP hybrid laminate composites under the mixed mode fracture condition, especially mode I and mode II. Therefore, there is a need for the evaluation of the mixed mode fracture behavior during the delamination of CFRP/GFRP hybrid laminates. This study shows the experimental results for the delamination fracture toughness in CFRP/GFRP hybrid laminate composites. Fracture toughness experiments and estimation are performed by using DMMB(Dissimilar mixed mode bending) specimen. The materials used in the test are a commercial woven type CFRP(Carbon fiber reinforced plastic) prepreg(CF3327) and UD type GFRP(Glass fiber reinforced plastic) prepreg(HD224A). A CFRP/GFRP hybrid laminate composite is composed by the 10 plies CFRP and GFRP prepreg for DMMB. A thickness of CFRP and GFRP layer is 2.5mm and 3.0mm, respectively. Also the fulcrum location which is a loading parameter is changed from 80 to 100mm on the specimen of length 120mm because it defines the ratio of mode I to mode II. In this study, the effects of the fulcrum location are evaluated in the viewpoint of energy release rate in mode I and mode II contribution. The results show that the delamination crack initiates at higher displacement and lower load according to the increase of the fulcrum location ratio. And the variation of the energy release rate for mode I and II contributions for the mode mixity are shown.

섬유의 적층 각도에 따른 섬유 금속 적층판의 압입 손상 거동 (Stacking Sequence Effects on Indentation Damage Behaviors of Fiber Metal Laminate)

  • 남현욱;김용환;정성욱;한경섭
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.204-209
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    • 2001
  • In this research, the effects of fiber stacking sequence on damage behaviors of FML(Fiber Metal Laminates) subject to indentation loading. SOP (Singly Oriented Ply) FML and angle ply FML were fabricated to study fiber orientation effects and angle ply effects. FML were fabricated by using 1050 aluminum laminate and carbon/epoxy prepreg. To increase adhesive bonding strength, Al laminate was etched using FPL methods. The static indentation test were conducted by using UTM(5ton, Shimadzu) under the 2side clamped conditions. During the tests, load and displacement curve and crack initiation and propagation behaviors were investigated. As fiber orientation angle increases, the crack initiation load of SOP FML increases because the stiffness induced by fiber orientation is increased. The penetration load of SOP FML is influenced by the deformation tendency and boundary conditions. However, the macro-crack of angle ply FML was initiated by fiber breakage of lower ply because angle plies in Angle ply FML prevents the crack growth and consolidation. The Angle ply FML has a critical cross-angle which prevent crack growth and consolidation. Damage behavior of Angle ply FML is changed around the critical cross-angle.

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와전류 탐상기법을 이용한 무릎보조기용 섬유강화 폴리머의 이방특성 분석 (Analysis of Anisotropic Characteristic in Fiber Reinforced Polymer for the Knee Brace Using the Eddy Current Inspection)

  • 김철웅;박천웅;신용훈;서해용;이호상
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.1533-1538
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    • 2008
  • The development of new material systems like Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) places ever higher demands on the techniques for non-destructive material characterisation. Image-producing eddy current methods also need to satisfy these demands. Eddy-current imaging of FRP is based on the anisotropic electrical properties of the material investigated. Significant differences in conductivity between carbon fibres, polymer matrix and integrated functional components can be found. The availability of high-resolution sensors enables access to the local distribution of the electromagnetic properties. The static and dynamic procedures for isolating influential characteristics, already in use in eddy-current technology, can now be supplemented by topographical images. The precondition for a successful implementation of the eddy-current procedure is a deeper understanding of the image-generating process which allows correct interpretation of the images obtained.

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운동에너지탄용 복합재 이탈피의 제조에 관한 연구 (A Study on the Fabrication of the Composite Sabot for a Kinetic Energy Projectile)

  • 최재호
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.88-94
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    • 2006
  • In order to substitute current aluminum sabot and to increase the penetration performance of the kinetic energy projectiles, the research and development program for composites sabot has been conducted. For carbon/epoxy composites sabot, unidirectional carbon fiber reinforced epoxy prepreg was chosen and thick sectioned composites preforms with the different fiber angles along the circumferential direction of sabot were prepared by compression molding under the careful processing conditions at $150^{\circ}C$ for 1hour with $70kgf/cm^2$ curing pressure. The composites sabot demonstrated a weight reduction by approximately 30% than that of current aluminum sabot. The muzzle velocity of a kinetic energy projectile with composites sabot was measured to be about 63m/s higher than that with aluminum sabot. These results imply that the penetration performance is expected to be considerably increased when the composite sabot is applied to the kinetic energy projectiles.

탄소섬유강화 복합소재의 열적, 전기적, 기계적 특성에 대한 질화붕소 첨가제의 효과 (Effect of Boron Nitride on Mechanical Properties, Thermal and Electrical Conductivities of Carbon Fiber Reinforced Plastics)

  • 홍현기;배곽진;유재상
    • Composites Research
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    • 제33권3호
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    • pp.153-160
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    • 2020
  • 질화붕소(BN)는 높은 열전도도를 가지는 2D 형상의 부도체로 복합재료의 강화 필러로 연구되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 판상의 육방정 질화붕소(h-BN)를 탄소섬유 다발 사이에 첨가하여 BN이 함유된 탄소섬유강화 복합소재(CFRPs)를 제조하여 BN 필러가 CFRP의 여러 물성에 어떤 영향을 주는지 탐구하였다. 사용된 프리프레그의 수지 총량의 0-15 wt%의 BN 필러가 프리프레그 층 사이에 첨가되었다. BN 필러가 첨가된 복합소재의 인장강도는 최대 13.6%, 계면간 전단응력은 최대 6.7% 증가하는 것을 관찰하였다. BN 첨가량에 따른 열전도도와 전기전도도의 변화와, BN의 첨가량에 따른 시편의 단면 형상 변화 또한 관찰되어 탄소섬유-BN-에폭시 복합소재의 물성 제어 가능성을 제시하였다.

항공기 날개 부분 단위구조체의 면 외 방향 물성 및 파손거동에 관한 연구 (Study on Out-of-plane Properties and Failure Behavior of Aircraft Wing Unit Structures)

  • 윤창모;이동우;변준형;마이응우옌 트란 탄;송정일
    • 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.

원공노치를 갖는 A17075/CFRP 적층 복합재의 노치강도 특성에 관한 연구 (The Study on Notch Strength Characteristics with Circular Hole Notch in A17075/CFRP Layered Composites)

  • 이제헌;김영환;박준수;윤한기
    • Composites Research
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    • 제13권3호
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    • pp.58-66
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    • 2000
  • 본 연구는 기존 수지기지 복합소재의 흡습성, 약한 충격강도, 열충격 손상문제 등을 해결하고 뛰어난 비강도, 내충격, 내피로 특성 등을 가지는 것으로 보고되고 있는 Al과 CFRP 접착소재인 CARALL(CArbon fiber Reinforced ALuminum Laminates) 하이브리드 복합소재를 제조하고, 이러한 소재가 항공기 부품제작에 적용되기 위해서 우선적으로 파악되어야 하는 특성, 즉 부품조립을 위해 가공되는 드릴링에 의한 원공노치 강도저하 효과를 조사하였다. 이를 위해 CFRP, A17075-T6, CARALL재 시편에 대한 판폭과 원공노치의 크기가 노치인장강도에 미치는 영향을 비교하고 고강도, 고 노치민감 소재인 CFRP 소재의 물성이 양면에 Al을 접착한 CARALL소재형태에 의해 개선될 수 있는지에 대해 파악하였다. 또한 각 소재에 대한 Whitney 및 Kim등의 노치인장강도 예측식을 적용하여 그 유효성을 검토하였다.

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복합적층 구조부재의 계면수 변화에 따른 에너지흡수특성 (Energy Absorption Characteristics of Composite Laminated Structural Member According to the Interface Number)

  • 황우채;이길성;차천석;정종안;한길영;양인영
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.17-22
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    • 2011
  • Ultimate goals in vehicle design can be summarized as environment-friendliness and safety. Along with these requirements, the importance of natural environment conservation has been focused lately. Therefore, reduced emission from vehicle and improved efficiency has become the top priority projects throughout the world. CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) of the advanced composite materials as structure materials for vehicles, has a widely application in lightweight structural materials of air planes, ships and automobiles because of high strength and stiffness. This study is to investigate the energy absorption characteristics of CFRP hat-shaped section members under the axial impact collapse test. The CFRP hat-shaped section members which manufactured from unidirectional prepreg sheets were made of 8plies. The axial impact collapse tests were carried out for each section members. The collapse mode and energy absorption characteristics were analyzed for CFRP hat-shaped section member according to the interface numbers(2, 3, 4, 6 and 7).