• 한국안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.20-25
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• 2012

Currently, the most important purpose in designing automobile is environment-friendly and safety performance aspect. CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) of the advanced composite materials as structure materials for vehicles, has a wide application in lightweight structural materials of air planes, ships and automobiles because of high strength and stiffness. In this study, experimental investigations are carried out for CFRP single and double hat shaped section member in order to study the effect of various stacking condition. They were cured by heating to the appropriate curing temperature($130^{\circ}C$) by means of a heater at the vacuum bag of the autoclave. The stacking conditions were selected to investigate the effect of the interface numbers. The CFRP single and double hat shaped section members which manufactured from unidirectional prepreg sheets were made of 8ply. The static collapse tests performed and the collapse mode and energy absorption capability were analyzed according to interface number.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.315-320
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• 2020

본 연구에서는 균일한 스트랜드 시편을 얻기 위해 자동 와인딩장치를 이용하여 스트랜드 시편을 제작하는 경우 맨드렐의 열팽창이 스트랜드 시편에 미치는 영향을 조사하고 맨드렐의 재료와 구조 변경의 필요성을 확인하고자 해석과 시험을 진행하였다. 해석은 자동 와인딩장치에 사용되는 맨드렐을 모델링하여 수행되었다. 연구결과에 따르면 맨드렐의 열팽창으로 개별 스트랜드 시편에 의도하지 않은 추가 장력이 발생하며 그 크기는 경화 온도와 스트랜드 시편의 위치에 따라 달라졌다. 또한 초기 장력이 토우 프리프레그의 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 시편을 제작하고 인장시험을 진행하였다. 시편은 다른 조건을 모두 고정시키고 장력만 40, 60, 80 N으로 제어하여 제작하였다. 해석 및 시험 결과 맨드렐의 열팽창으로 인한 추가 장력 및 장력 편차 그리고 초기 장력 차이 모두 인장시험 결과에 큰 영향을 미치지 못하였다. 이는 탄소섬유의 높은 강도에 비해 장력의 크기가 충분히 작기 때문으로 판단된다. 따라서 자동 와인딩 장치의 맨드렐 재료와 구조의 변경은 불필요한 것으로 확인되었다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.296-301
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• 2020

적층복합재는 면내 방향의 물성은 우수하지만 두께 방향의 물성이 취약하여 굽힘, 비틀림하중이 가해질 때 층간 분리(Delamination) 현상이 쉽게 나타난다. 층간 분리 현상을 지연하는 복합재의 두께 방향 물성 보강법으로는 Z-pinning, Stitching, Tufting 등이 있으며, 대표적으로 Z-pinning과 Stitching 공법을 많이 사용한다. Z-pinning 공법은 prepreg의 두께 방향으로 금속 핀이나 카본 핀을 적용하여 보강하는 공법이고, Stitching 공법은 프리폼에 상부 및 하부 섬유를 교차시켜 두께방향으로 기계적 강도를 향상시키는 방법이다. 본 논문에서는 Z-pinning과 Stitching 공법의 단점을 보완 및 개선한 I-fiber stitching 공법을 제안하였으며, 본 공법이 적용된 복합재 Single-lap joint의 정적 강도를 평가하였다. Single-lap joint 시편은 오토클레이브 진공백 공정을 사용하여 동시경화법으로 제작하였다. 복합재 시편 두께는 고정하였으며, Stitching 패턴(5×5, 7×7)과 삽입 각도(0°, 45°)를 변화시켜가며 총 5 종류의 시편을 제작하였다. 시험 결과, I-fiber stitching 공법을 적용한 시편의 파손하중은 보강하지 않은 시편의 파손하중 대비 최대 143% 증가하였다.

• 폴리머
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• 제24권1호
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• pp.105-112
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• 2000

본 연구에서는 항공기 구조용 재료로 쓰이는 탄소섬유/에폭시 복합재료 프리프레그(DMS 2224)를 모델시스템으로 하여 등온환경과 등속도 가열환경에서 경화반응 속도를 연구하였다. 이 복합재료의 공정온도에서의 가공공정을 묘사할 수 있는 현상학적인 반응속도 모델을 differential scanning calorimetry (DSC)와 이론을 통하여 제안하였다. 등온환경에서의 실험으로부터 반응특성곡선을 관찰한 결과 경화반응이 1차 반응함수임을 확인하였고, 활성화 에너지는 78.43 kJ/mo1을 얻었다. 이 프리프레그는 경화온도에 따라 한계경화도를 보여주어 유리화가 존재함을 확인하였고 이를 1차 반응속도 모델에 적용시킨 결과, 유리화 이후의 확산우세현상을 포함한 반응속도 모델을 제안하였다. 제안된 모델식을 이용하여 등온/등속도 가열환경을 포함한 실제 경화공정을 성공적으로 표현할 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.254-257
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• 2004

An electromagnetic acoustic transducers (EMAT) can usually generate or detect an ultrasonic wave into specimens across a small gap. Especially stiffness of composites depends on layup sequence of CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates because the layup of composite laminates influences there properties. It is very important to evaluate the layup errors in prepreg laminates. A nondestructive technique can therefore serve as a useful measurement for detecting layup errors. It was shown experimentally that this shear waves for detecting the presence of the errors is very sensitive. It is found that high probability shows between tests and the model developed in characterizing cured layups of the laminates. Also a C-scan method was used for detecting layup of the laminates because of extracting fiber orientation information from the ultrasonic reflection caused by structural imperfections in the laminates. Therefore, it was found that interface C-scan images show the fiber orientation information by using two-dimensional fast Fourier transform(2-D FFT).

• 한국생산제조학회지
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• 제19권2호
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• pp.235-240
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• 2010

The recent trend of vehicle design aims at crash safety and environmentally-friendly aspect. For the crash safety aspect, energy absorbing members should be absorbed with collision energy sufficiently. But vehicle structure must be light weight for the environmentally-friendly aspect, in order to improve fuel efficiency and to reduce tail gas emission. Therefore, the light weight of vehicle must be achieved in a status of securing safety of crash. An aluminum or CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) is representative one among the light-weight materials. In this study, impact collapse behavior of circular hybrid thin-walled member is evaluated. The hybrid members are manufactured by wrapping CFRP prepreg sheets outside the aluminum circular members in the autoclave. Because the CFRP is an anisotropic material whose mechanical properties change with its stacking condition, special attention is given to the effects of the stacking condition on the collapse behavior evaluation of the hybrid thin-walled member. Collapse mode and energy absorption capability of the hybrid thin-walled member are analyzed with change of the fiber orientation angle and interface number.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.194-205
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• 1994

본 연구에서는 원료 석탄 핏치와 흑연화성이 우수한 THF 가용성분만을 추출한 핏치 결합재에 8H/Satin woven fabric 프리프레그 및 고탄성 및 고강도계 연속 탄소섬유 등을 보강하여 가압열성형법으로 green body 를 제조한 다음 탄화, 함침, 재탄화 및 흑연화 공정을 거쳐 열적 미 기계적물성이 우수한 CFRC를 제조하였으며, 주사전자현미경, 편광현미경, X선회절분석,열중량분석, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충간전단강도 등을 시험하였다. THFSP결합재를 $2300^{\circ}C$까지 열처리 한 다음 X선회절분석을 한 결과, 결정성이 가장 우수하여 (002) 면에서 $C_0$/2인 값이 3.380$\AA$였으며, 2$\theta$값도 $26.276^{\circ}$로 천연흑연의 Bragg angle에 거의 접근하였으며 공기산화 반응특성을 시험하기 위하여 등온 열중량분석을 한 결과 $2300^{\circ}C$까지 흑연화 한 THFSP결합재가 산화에 대하여 가장 우수한 저항성을 나타내었다. 섬유용적률이 증가됨에 따라 65~70%까지는 기계적 물성이 중가하는 경향을 보였지만 그이상 섬유가 보강된 CFRC는 결합재의 부족으로 인하여 오히려 기계적 물성이 감소하였다. 또한 굴곡강도 시험후 주사전자현미경으로 파괴 단면을 관찰한 결과 THFSP결합재가 흑연화성이 우수하여 파괴시 결합재가 외력에 대한 흡수가 양호하여 보강재의 파괴를 억제했기 때문에 기계적 물성도 우수하게 나타났다.

• 한국생산제조학회지
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• 제19권5호
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• pp.603-608
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• 2010

In this study, one type of circular shaped composite tube was used, combined with reinforcing foam and without foam. Furthermore, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) circular member manufactured from CFRP prepreg sheet for lightweight design. CFRP is an anisotropic material which is the most widely adapted lightweight structural member. The crashworthy behavior of circular composite material tubes subjected to static axial compression under same conditions is reported in this paper. Test was executed in order to compare the results to the energy absorption and collapse shape. The collapse mode during the failure process were observed and analyzed. The behavior of polymeric foams to the tubes crashworthiness were also investigated. According to the experimental results, specimens filled with foam are higher total energy absorption than the other specimens not filled with the foam.

• 한국생산제조학회지
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• 제26권4호
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• pp.430-435
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• 2017

The effect of the surface profile on CFRP and aluminum metal bonding was studied. A small number of steps were made on the aluminum surface, and the shear stress and elongation were measured using a shear test after bonding with an autoclave method. As the number of surface steps increased, the shear stress and elongation increased. The surface bonding strength increased because of the effect of the mechanical and chemical bonding. When the number of effective stages was exceeded, the shear strength decreased again due to the aspect ratio of the step and the reduction of the penetration effect of the resin into the groove.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.168-174
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• 2012

This paper presents a bending propagating actuation using SMA (Shape Memory Alloy) spring for an effective shape transition of a flytrap-inspired soft morphing structure. The flytrap-inspired soft morphing structure is made from unsymmetric CFRP (Carbon Fiber Reinforced Prepreg) structure which shows bi-stability and snap-through phenomenon. For a thin and large curved bistable CFRP structure, SMA spring is more acceptable than SMA wire and piezoelectric actuator which used in previous investigations. A bending propagating actuation is proposed which can induce snap-through of the bi-stable CFRP structure effectively. From this research, effective shape transition of soft morphing structure is possible.