• 항공우주시스템공학회지
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• 제4권1호
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• pp.23-26
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• 2010

In this study, it was performed damage assesment of small scale composite aircraft developing. This aircraft adopted the sandwich structure to skin of wing. This study aims to investigate the residual strength of sandwich composites with Nomex honeycomb core and carbon fiber face sheets after the open hole damage by the experimental investigation. The 4-point bending tests were used to find the bending strength, and the open hole was applied to introduce the simulated damage on the specimen. The bending strength test results after open hole was compared with the results of no damaged specimen test. The FEM analysis is assessed via an experimental 4-point bending test.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.18-25
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• 2019

3D 프린터를 이용한 무인기 제작에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있으나, 저온 환경에서의 구조물 하중특성에 관한 연구는 부족한 상황이다. 본 연구에서는 정상원형그물 구조를 가진 복합재 샌드위치 구조물을 제안하여 온도 조건 변화에 대한 하중특성을 분석하였다. 정상원형그물 구조 및 허니콤 구조는 FDM 방식의 3D 프린터를 이용하여 제작하였다. 굽힘 하중 시험은 상온 및 저온 조건에서 수행하였다. 요구되는 온도 조건을 유지하기 위해서 저온 챔버 안에서 하중시험을 수행하였다. 시험 결과, 제안된 정상원형 그물 구조는 기존의 허니콤 구조에 비하여 저온에서의 하중 특성이 우수함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권11호
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• pp.1551-1559
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• 2005

This paper explains manufacturing process and experimental studies on a composite carbody of Korean tilting train. The composite carbody with length of 23m was manufactured as a sandwich structure composed of a 40mm-thick aluminium honeycomb core and 5mm-thick woven fabric carbon/epoxy face. In order to evaluate structural behavior and safety of the composite carbody, the static load tests such as vertical load, end compressive load, torsional load and 3-point support load tests have been conducted. These tests were performed under Japanese Industrial Standard (JIS) 17105 standard. From the tests, maximum deflection was 12.3mm and equivalent bending stiffness of the carbody was 0.81$\times$10$^{14}$ kgf$\cdot$mm$^{2}$ Maximum stress of the composite body was lower than 12.2$\%$ of strength of the carbon/epoxy. Therefore, the composite body satisfied the Japanese Industrial Standard.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.39-44
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• 2007

This rafer explains a durability test of a large train car body made of carbon/epoxy composite material. The composite car body with the length of 23m was manufactured as a sandwich structure composed of an aluminum honeycomb core and CF1263 woven fabric carbon/epoxy faces. In order to evaluate durability of the composite car body, it was excited by two 500kN capacity hydraulic actuators installed underneath the body bolster. The natural frequency of the composite car body under full weight condition was found to be 4.33Hz. Based on this result, the excitation frequency and displacement of 5Hz and ${\pm}1.0mm$, respectively, were used as inputs for the durability test. The test was conducted for $2{\times}10^6$ cycles. During the test, the nondestructive tests using X-ray radiography and dye penetration method was performed to determine the presence of the cracks. Upon completion of the test, no cracks were found.

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.15-22
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• 2004

위성 발사체의 추진 기관에 의한 음향 하중은 이륙 시 작용하는 주요한 동적 하중 중 하나로서, 이에 의한 위성이나 탑재물의 파손이 보고되고 있다. 위성이나 탑재물에 작용하는 음향 하중의 강토를 저감하기 위해서는 노즈 페어링의 구조 설계 시 차음 성능을 고려한 설계가 필요하다. 특히 복합재 구조의 경우 금속재 구조에 비해 비강성이 커서 음향 하중의 차음 측면에서는 불리하다. 본 논문에서는 위성 발사체의 노즈 페어링용 복합재 평판의 차음 특성을 살펴보았다. 노즈 페어링 구조로 사용 가능한 4종의 복합재 구조에 대하여 무한판 이론 및 통계적 에너지 해석법(SEA)을 이용하여 차음 성능을 평가하였다. 해석 결과를 토대로 두 종류의 복합재 평판을 제작하여 이에 대한 차음 성능을 측정하고 예측치와 비교를 수행하였다. 이를 바탕으로 무게 대비 차음 성능이 우수한 노즈 페어링용 복합재 구조를 선정할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.219-225
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• 2024

정찰위성의 탑재체인 위성용 전개형 반사판 안테나는 발사 환경에 대한 구조안정성 및 궤도 환경에 대한 운용 성능을 고려하여 경량화, 고성능의 구조 개발이 필수적이다. 그 중, 복합재 주반사판은 전개형 반사판 안테나를 구성하는 핵심 구성품이며, 발사체 탑재 성능을 고려한 경량 설계 뿐만 아니라 위성체 임무 수행 중 민첩한 자세제어 기동 이후 높은 품질의 위성 영상을 획득하기 위해서는 높은 전개 시 강성을 갖는 고성능의 주반사판 개발이 요구된다. 주반사판 개발을 위해 전개형 반사판 안테나를 구성하는 복합재 주반사판의 적층 설계 및 재료 물성에 따른 구조적 성능을 분석하여 주반사판의 초기 설계안을 도출하였으며, 도출된 초기 설계안을 기준으로 제작 공정을 변수로 4가지 타입의 복합재 주반사판을 제작하였다. 공정 변수로는 복합재 구조의 성형 공정, 탄소 섬유 복합재 시트와 허니콤 코어 간 접착 필름의 적용 유/무, 샌드위치 복합재 내부의 벤팅 경로를 선정하였다. 제작된 4가지 종류의 주반사판에 대해 무게 측정, 비파괴 검사, 표면오차 측정 및 모드 시험을 통한 전개 시 강성 측정을 수행하였으며, 경량 및 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 접착 필름을 미적용하며 벤팅 경로를 포함하는 주반사판 제작 공정을 선정하여 SAR(합성 개구 안테나)를 포함한 위성체에 실 적용이 가능한 복합재 주반사판을 개발하였다.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.173-179
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• 2023

The sandwich structure, consisting of a core and a face sheet, is used for lightweight structural application. Generally, cellular structures like honeycomb, foam, and lattice structures are utilized for the core. Among these, lattice structures have several advantages over other types of structures. In other studies, curved lattice structures were reported to have higher mechanical properties than straight structures by converting shear stresses acting on the structure into compressive stresses. Moreover, the addition of vertical struts can have a positive effect on the mechanical properties of the lattice structure. For the purpose, two lattice structures with Circle Arch (CC) and Circular Arch with a vertical column (CC_C) were studied, which were fabricated by using selective laser sintering was conducted. The result showed that CC_C has dramatic performance improvements in specific strength, modulus, and strain energy density compared to CC, confirming that vertical struts played a significant role in the lattice core. Finite element analysis was employed to determine the cause of the stress behavior of CC and CC_C. This study is expected to help design structurally superior lattice cores and sandwich structures.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.110-114
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• 2009

본 연구에서는 스카프 패취가 접착된 복합소재 샌드위치 적층판의 압축강도 회복특성을 평가하였다. 본 연구에서는 알루미늄 허니콤 심재와 CF1263 직조된 탄소/에폭시 면재를 갖는 틸팅열차차체에 적용된 샌드위치 시험편이 이용되었다. 샌드위치 시험편은 저속충격에 의해 손상을 가하고, 스카프 보수기법에 의해 보수되었다. 보수 후 CAI시험을 통해 충격 후 압축강도를 평가하여 강도회복정도를 정량적으로 규명하였다. 본 시험으로부터 단지 스카프 보수를 적용한 경우 약 72%정도의 강도를 회복하였고, 추가보수층 한층을 추가했을 경우 약 91%까지 강도를 회복시킬 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제18권6호
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• pp.19-25
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• 2005

본 논문에서는 하이브리드 복합재 틸팅차량 차체에 대한 시험적 연구를 수행하였다. 시험에 적용된 하이브리드 복합재 틸팅차량 차체는 길이가 23m이며 40mm두께의 알루미늄 하니콤 코어와 2mm의 직조된 탄소/에폭시 면재로 구성된 샌드위치 구조물이다. 하이브리드 복합재 틸팅차량 차체의 구조적 거동과 안전성을 규명하기 위해 수직하중- 차단압축하중, 비틀림하중 및 3점지지 하중조건하에서 정적인 하중시험을 수행하였다. 시험은 JIS E 7105규격에 근거하여 수행되었다. 시험을 통해 수직하중하에서 최대처짐은 최대 12.3mm이며 굽힘강성은 $0.81\times10^{14}\;kgf{\cdot}mm^2$로 도시철도차량성능기준을 만족하고 있었다. 또한 강도 측면에서도 탄소/에폭시 면재의 파단변형률의 $20\%$ 이내로 안전도를 만족하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권2호
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• pp.91-98
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• 2017

Recently, composite materials have been mainly used in the main wings, ailerons, and fuselages of aircraft and rotor blades of helicopters. Composite materials used in rapid moving structures are subject to impact by hail, lightning, and bird strike. Such an impact can destroy fiber tissues in the composite materials as well as deform the composite materials, resulting in various problems such as weakened rigidity of the composite structure and penetration of water into tiny cracks. In this study, experiments were conducted using a 2 kW halogen lamp which is most frequently used as a light source, a 2 kW near-infrared lamp, which is used for heating to a high temperature, and a 6 kW xenon flash lamp which emits a large amount of energy for a moment. CFRP composite sandwich panels using Nomex honeycomb core were used as the specimens. Experiments were carried out under impact damages of 1, 4 and 8 J. It was found that the detection of defects was fast when the xenon flash lamp was used. The detection of damaged regions was excellent when the halogen lamp was used. Furthermore, the near-infrared lamp is an effective technology for showing the surface of a test object.