• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권3호
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• pp.579-588
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• 2018

소재들에는 플라스틱 수지와 섬유 및 단일 금속 등으로 만들어진 소재들과 경량 특성들을 가지는 복합소재, 각 소재들의 장점들을 취합하여 내구성을 극대화시키는 방식의 이종재료 등이 있다. 본 연구에서는 경량 복합소재인 CFRP에 주목하여 단일 소재로서 보편적으로 쓰이는 소재들인 스테인리스 강, 알루미늄과의 강도 특성을 CFRP와 비교 및 분석하고, 데이터를 확보하기 위해 각 소재 별로 동일한 규격의 소형 인장 시험편(C-T specimen)을 설계하여 시뮬레이션 인장 해석 연구를 수행하였다. 연구 결과, CFRP 시험편 모델의 경우 최대 변형량은 약 0.0148mm, 최대 응력은 약 59.104MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00529mJ로 나타났으며, 스테인리스 강 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.0106mm, 최대 응력은 약 42.22MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.002699mJ로 나타났고, 알루미늄 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.023mm, 최대 응력은 약 33.29MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00464mJ로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 도출한 데이터들을 향후 복합소재에 대한 연구에서 기초적인 데이터로서 활용하고자 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.648-651
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• 2009

탄소섬유강화플라스틱(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)용기의 외부에 화재가 발생할 경우 함침된 수지(Resin)가 탄화되면서 자체 강도가 약화되고 충전된 가스가 외부 온도 상승에 따라 압력 상승이 발생하여 용기의 폭발로 이어지는 사고가 발생할 개연성이 높다. 화염 노출조건에서 복합재료 용기의 폭발을 방지하기 위하여 용기용 밸브에 내장된 온도감응식 압력안전장치(TPRD:Thermally activated Pressure Relief Device) 작동 성능을 검증하기 위한 방법으로 화염실험(Bonfire test)를 실시하고 있으나, 개방 공간에서 실시되는 이 실험은 표면 온도 변화가 매우 크게 발생하여 실험에 대한 재현성(Reproducibility)에 의문이 제기되고 있다. 따라서, 표면 온도를 일정하게 유지하기 위한 실험 방법의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 경유+heptane을 이용한 전체 화염에 노출되는 경우와, 천연가스를 이용한 단일화염에 노출되는 경우의 실험 결과 비교를 통하여 화염 노출 표면 온도를 일정하게 유지하기 위한 가열 방법의 타당성을 검토하였다. 또한, 복합재료 라이너(Liner)의 온도 변화 비교를 통하여 집중화염 노출 조건에서 열전달 특성을 알아보았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.892-895
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• 2002

In this study, to grasp the effect of vibration intensity fur the laminated composite plate, the two-dimension plate was shaken by a harmonic point excitation with the natural frequency using the finite element method. As the result, it shows that the vibration intensity according to the change of angle-ply is various and it flows to the direction of length rather than width in the plate. Also this paper represents those results to the vector flow.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.14-21
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• 2011

본 논문에서는 항공기에 장착되는 다축 구동 광학계에 대한 동역학 모델링을 하고, 다물체 동역학 해석프로그램을 사용하여 다축 구동 광학계의 모드해석, 사인파 해석 및 랜덤 진통해석을 하였다. 카메라 모듈의 물성으로는 Al6061-T6와 두 가지 형태의 강화 복합재 물성을 적용하였으며, x, y, z 축의 가진에 따른 각 축의 응답을 구하여 서로 비교하였다. 해석 결과는 카메라 모듈의 경량화를 위해 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.61-69
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• 2020

Due to its flexibility of the composite propeller blade, it is necessary to design a shape capable of generating a desired load at a design point in consideration of the shape change of the propeller. In order to design it, we need to evaluate not only the hydrodynamic force around it, but also its structural response of flexible propeller according to its deformation. So, it is necessary to develop a design tool to predict the hydroelastic performance of a flexible propeller with deformation considering fluid-structure interaction and special operating conditions. Finally a design optimization tool for flexible propellermade of CFRP is required. In this study, a design methodology of the specific flexible composite propeller is suggested, considering fluid-structural interaction analysis of the specific flexible propeller.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권2호
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• pp.151-166
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• 2007

High-cycle fatigue characteristics of quasi-isotropic carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates [-45/0/45/90]s up to $10^8$ cycles were investigated. To assess the fatigue behavior in the high-cycle region, fatigue tests were conducted at a frequency of 100 Hz, since it is difficult to investigate the fatigue characteristics in high-cycle at 5 Hz. Then, the damage behavior of the specimen was observed with a microscope, soft X-ray photography and a 3D ultrasonic inspection system. In this study, to evaluate quantitative characteristics of both transverse crack propagation and delamination growth in the high-cycle region, the energy release rate associated with damage growth in the width direction was calculated. Transverse crack propagation and delamination growth in the width direction were evaluated based on a modified Paris law approach. The results revealed that transverse crack propagation delayed under the test conditions of less than ${\sigma}_{max}/{\sigma}_b$ = 0.3 of the applied stress level.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권6호
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• pp.517-521
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• 2015

Recent development of core techniques the IT electronics industry can condense into lightweight and slimmer. In this circumstance, researches for the lightweight materials and subminiature screw have been attracted. In this study, the CFRP was produced by stacking angle to obtain the tensile properties. And Comparing the coated screws and non-coated screws on the specimen, and evaluating the adequacy for the application of CFRP using the result. So The clamping force measured by comparison evaluation. Low screw reverse and Superior torque value at each stacking angle were found the optimum conditions, when Subminiature Screw is applied on smart devices. Both tensile strength and stiffness of $[{\pm}0^{\circ}]_{10}$ is the highest. Followed by $[90^{\circ}/0^{\circ}]_{10}$ is the highest. The largest clamping torque is $[90^{\circ}/0^{\circ}]_{10}$ When Subminiature Screw is applied coating and non-coating to prevent loosening. Based on the above, Subminiature Screw should be applied in smart devices, because $[90^{\circ}/0^{\circ}]_{10}$ meet both tensile properties and clamping force.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.73-78
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• 2016

본 연구에서 다루는 탄소섬유 복합재 인라인 휠은 플라스틱 인라인 휠 허브의 기존 재질을 탄소섬유 직물/에폭시 수지로 구성된 디스크 형의 허브로 대체하는 것이다. 지면으로부터의 충격 하중은 탄소섬유 복합재 휠의 충격 성능 평가를 위해 저속 충격 시험이 수행되었고, 기존의 플라스틱 휠의 성능과 비교하여 수행되었다. 본 연구는 시험 조건으로 70 J의 충격 하중을 적용하였다. 충격 에너지는 타격 추의 높이와 무게를 조정하여 조절되었다. 탄소섬유 복합재 디스크 허브의 사용은 무게를 절감하고 실제 운행 조건과 유사한 조건인 낮은 충격에너지에서 우수한 반발력을 나타내는 것으로 확인되었다. 충격 하중에 따라 최대 하중은 비례적으로 증가하지만, 최대 하중의 성장은 20 J 충격 하중에서 감소되었고, 45 J 충격 하중에서부터 감소되는 경향의 결과를 보였다. 탄소섬유 복합재 휠은 5 J, 10 J의 충격 하중에서 전체 충격 에너지의 35.3, 19.1%가 리바운딩 되는 우수한 특성을 보였다. 반면에 20 J 이상의 충격하중에 대해서는 얇은 탄소섬유 복합재 허브의 크랙 생성으로 인해 전체 에너지의 5% 이하로 리바운드 되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1222-1230
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• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.