• Advanced Composite Materials
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• 제18권2호
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• pp.121-134
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• 2009

The present study investigated, both experimentally and numerically, the improvement of low-velocity impact damage resistance of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates due to through-the-thickness stitching. First, we conducted drop-weight impact tests for stitched and unstitched laminates. The results of damage inspection confirmed that stitching did improve the impact damage resistance, and revealed that the improvement effect became greater as the impact energy increased. Moreover, the stitching affected the through-the-thickness damage distribution. Next, we performed FEM analysis and calculated the energy release rate of the delamination crack using the virtual crack closure technique (VCCT). The numerical results revealed that the stitching affected the through-the-thickness damage distribution because the stitch threads had a marked effect on decreasing both the modes I and II energy release rate around the bottom of the laminate. Comparison of the results for models that contained delaminations of various sizes revealed that the energy release rate became lower as delamination size increased; therefore the stitching improved the impact resistance more effectively when the impact energy was higher.

• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.82-88
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• 2009

본 연구에서는 노치 홀과 기계적 체결 홀이 탄소섬유강화 복합재의 강도특성에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 강도는 상온건조, 저온건조($-55^{\circ}C$)와 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 측정하였으며, 실험결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기계적 체결 홀에서 인장강도의 증가는 볼트에 의해서 가해진 구속으로 홀 주위의 손상을 억제함으로써, 강도를 증가시킨 것으로 분석된다. 저온($-55^{\circ}C$)에서 인장강도의 증가는 섬유와 모재의 열팽창계수 거동의 특성에 따른 취성 증가의 요인이며, 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 압축강도 감소는 침투만 수분에 의해 섬유와 모재의 층간 결합부의 물성이 저하한 것으로 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.155-161
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• 2019

복합소재는 기존의 일반적인 소재보다 내구성과 기계적 성질들이 뛰어난 경량 소재이다. 본 연구에서는 경량 복합소재에 주목하여, 접착제를 이용하여 접착한 CFRP 접착구조물의 정적 파괴 특성을 조사하고자 했고 적층 각도를 변수로 한 CFRP 이중외팔보 시험편을 설계하여 정적 파괴 해석을 수행하였다. 본 연구를 위하여 설계된 CFRP 이중외팔보 시험편들의 적층각도들은 각각 $30^{\circ}$와 $45^{\circ}$, $60^{\circ}$이며, 연구 결과로서는 적층 각도 $45^{\circ}$인 시험편이 가장 $30^{\circ}$, $60^{\circ}$의 적층 각도를 가진 시험편들보다 더 좋은 내구성을 보였으며, $30^{\circ}$의 적층 각도를 가진 시험편이 모든 시험편 중에서 내구성이 가장 취약한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 본 연구 결과를 통하여 적층 각도 별 CFRP 접착구조물의 파손데이터를 확보할 수 있었으며, 본 연구결과를 토대로 얻은 접착 계면의 파손데이터를 활용함으로서 실생활에서의 기계나 구조물에 융합하여 그 미적 감각을 나타낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1824-1832
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• 1992

본 연구에서는 충돌입자의 크기의 영향을 평가하기 위하여 동일한 운동에너지 를 갖는 직경 5mm 및 10mm의 강구를 시편에 충돌시킨 후 배항각 변화에 따른 손물역의 크기 변화를 초음파현미경(SAM)과 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였고, 충돌에 따른 압축강성의 변화를 고찰하기 위하여 충격전후의 압축탄성계수를 측정하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.196-201
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• 2003

When the structures are used in cold regions, the mechanical properties and dimension stability of the blade will be changed. The proposal of this study is to test the durability of the structures in cold regions. It is necessary to select the most comfortable materials and fabrication processes for more stable structures in cold regions. To select the most comfortable materials and processes, the static strength has to know through the tensile static tests at the severe condition as cold regions. First, the tensile static specimens made by RIM (Resin injection molding) process & vacuum bagging process with reinforcement materials and resin. Tensile static tests were carried out on three laminate lay-ups (carbon prepreg, carbon fiber dry fabric) at different test temperature($24^{\circ}C$, $-30^{\circ}C$), determining properties such as the mechanical strength, stiffness and strain to failure. At different test temperature, in order to test the tensile strengths of these specimens used the low temperature chamber. Next, the results of this test were compared with each other. Finally, the most comfortable materials and fabrication processes can select based on these results. The results show the changes in the static behavior of three laminate lay-ups at different test temperatures. At low temperatures, the static strengths are higher than the ones at room temperature.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.321-327
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• 2016

본 연구에서는 구조재로 널리 사용되는 일방향 탄소섬유강화 플라스틱 복합재 적층구조의 충격 후 압축강도에 대한 시험 및 유한요소해석을 수행하였다. 연구에서 사용된 복합재 적층판은 적층방법에 따라 2종류로 구분되며, 각 적층판에는 4가지의 충격에너지를 적용하였다. 충격 및 압축강도 시험은 미국재료시험협회 규격을 준수하여 수행하였으며 비파괴검사 방법인 C-Scan을 통해 충격손상을 분석하고 압축시험을 통해 충격 후 압축강도를 산출하였다. 충격 및 압축강도 해석은 복합재 섬유/기지/단층/적층판 수준의 손상과 파손을 점진적으로 예측할 수 있는 점진적 파손해석을 사용하였다. 접촉하중, 처짐, 충격손상, 압축강도 등에 대한 시험 및 해석결과의 비교로부터 해석결과의 타당성을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.377-383
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• 2014

위치 감응형 전극 네트워크(addressable conducting network, ACN)는 탄소섬유 복합재료와 전극 사이의 접촉저항을 통해 구조물의 손상 감지가 가능하다. 손상 감지를 위한 위치 감응형 전극 네트워크의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 전극과 복합재료 사이의 접촉저항이 최소화되어야 한다. 본 연구에서는 은 나노 전극을 탄소섬유 복합재료 위에 인쇄전자기술을 이용하여 제작하였다. 은 전극이 형성된 복합재료는 은 나노 잉크의 소결온도와 복합재료의 표면거칠기에 따라 제작되었으며, 이에 따른 접촉저항을 측정하였다. 또한, 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM)을 통해 전극과 복합재료 사이의 계면을 관찰하였다. 본 연구를 통해, 은 나노 잉크의 소결온도가 $120^{\circ}C$, 복합재료의 표면거칠기가 0.230a일 때, $0.3664{\Omega}$의 최소 접촉저항을 나타냈다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.74-86
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• 2021

복합재 격자구조체는 요구 하중을 최소한의 무게 및 두께로 지지하는 구조체로, 고강도 탄소섬유에 에폭시 수지를 함침시켜 필라멘트 와인딩 공법으로 제작된다. 구조적으로 반드시 필요한 부분만을 적층 및 제작하므로 항공기 동체, 위성발사체 및 유도무기 등에 적용하여 경량화를 극대화 할 수 있다. 본 논문에서는 대형 원통형 및 콘형 복합재 격자구조체의 설계, 해석, 제작 및 평가까지 전 순기에 해당하는 복합재 격자구조체 개발 및 평가를 수행하였다. 실제 발사체 및 유도무기에 적용이 가능하도록 직경 2,600 mm, 길이 2,000 mm의 원통형 격자구조체와 상단 직경 1,300 mm, 하단 직경 2,500 mm, 길이 900 mm의 콘형 격자구조체를 개발하였으며, 하중시험을 통해 대형 복합재 격자구조체의 성능을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권8호
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• pp.1930-1938
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• 1994

In this paper, the effects of temperature change on the impact of CFRP laminates was experimentally studied. Composite laminates used for this experiment are CFRP orthotropic laminated plates, which have two-interfaces$[0_6^{\circ}/90_7^{\circ}]_s$ and four-interfaces$[0_3^{\circ}/90_6^{\circ}/0_3^{\circ}]_s$. The interrelations between the impact energy vs. delamination area, the impact energy vs. residual bending strength, and the interlayer delamination area vs. the decrease of the residual flexural strength of carbon fiber epoxy composite laminates subjected to FOD(Foreign Object Damage) under high temperatures were experimentally observed.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권8호
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• pp.1980-2000
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• 1993

The stresses and torque transmission capabilities of adhesively bonded circular, hexagonal and elliptical lap joints were analyzed by the finite element and compared with the experimental results. The adherends of the joints were composed of carbon fiber/epoxy composite shafts and steel shafts. In calculating the torque transmission capabilities, the linear laminate properties of the composite material and the nonlinear shear properties of the adhesive were used. Using this method, the torque transmission capabilities of adhesively bonded lap joints could be obtained within 10% error compared to the experimental results except some single lap joints. The experiments revealed that the hexagonal joint had the best torque transmission capability from the single lap joints and the double lap joint had better torque transmission than the single lap joint.