• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.38-45
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• 2011

본 논문에서는 유리섬유 강화 복합재 적층판으로 이루어진 단일층 Dallenbach layer의 전파흡수체의 최적화 기법을 제시하고 그 성능을 분석하였다. 복합재 적층판의 전기적 특성을 제어하기 위해서 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 프리프레그를 사용하였다. 최적화 설계 기법은 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 다양한 주파수에서 흡수체를 설계하고, 복합재의 두께 및 CNT 함유율을 최적화하였다. CNT 함유율의 최적화를 위해서는 복합재의 복소 유전율의 수치적 모델이 사용되었다. 전파흡수체의 최적설계에서 주파수에 따라서 CNT 함유율은 비례하여 증가하고, 흡수체의 두께는 반비례하여 감소한다. 흡수체의 -10 dB 흡수대역폭은 흡수체가 설계된 중심주파수에 비례하여 증가한다. 설계된 흡수체의 검증을 위해서 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 흡수제를 제조하고 그 성능을 평가하였다. 복합재 적층판의 복소 유전율과 전파흡수체의 반사손실은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 측정하였다. 복합재의 두께와 복소 유전율에 있어서의 측정된 값과 예측치의 차이에 의해서 중심주파수의 이동, 중심주파수에서의 반사손실의 감쇄, 흡수대역폭의 감소가 발생하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.255-263
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• 1997

실제로 구조시스템들의 최적설계는 설계변수가 연속값이 아닌 이산값을 요하는 경우가 대부분이다. 본 논문은 이산형 설계변수를 갖는 비대칭 복합 적층평판에 대해 선형 근사화방법을 이용한 이산최적설계를 수행하였으며, 이 방법이 매우 효율적임을 보였다. 대상 문제는 축력, 전단력, 그리고 휨과 비틀림 모멘트의 평면 내하중들(in-plane loads)의 다중하중조건을 받는 것으로 고려하였으며, 복합 적층평판을 구성하는 플라이들에 대한 최대변형률 규준을 설계 제약조건으로 부과하였다. 이산 최적화를 위한 초기 접근방법으로 단 한번의 연속변수 최적화 과정이 FDM(Feasible Direction Method)을 이용하여 수행되었으며, 차후 이산 및 연속변수를 포함하는 비선형 이산최적화문제를 SLDP(Sequential Linear Discrete Programming)방법에 의해 선형 근사화된 혼합정수계획문제로 형성하여 풀었다. 수치예에서 6개의 플라이로 구성된 비대칭 복합 적층평판을 대상으로 회전식 적층배열([(90-.theta.)/-(60+.theta.)/-.theta./-(45+.theta.)/(45-.theta.)]/sub s/)에 따른 이산최적해를 구하였다. 효율성 입증을 위해 똑같은 문제를 비선형 분기한계법을 이용하여 풀었으며, 그 결과를 비교 분석하였다.

• Composites Research
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• 제14권1호
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• pp.8-14
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• 2001

복합재 적층판의 자유단 층간분리의 모드별 변형률 에너지 해방률을 구하는 간이 계산법을 제안하였다. 층간응력은 층간에서의 평형식으로부터 층간의멘트와 층간전단력으로 평가하였다. 적층판 자유단 층간분리의 변형은 일반화된 준3차원 고전적층이론에 의하여 계산하였다. 이 간이 계산법은 변형균 에너지 해방률의 세성분을 구하는 간편한 식으로 나타내었다 복합재 적층판이 일축인장을 받는 경우에 대하여 적층판 중앙면에 대칭과 비대칭인 층간분리가 발생한 경우에 대하여 해석을 행하였다. 해석결과는 가상분리진전법에 의한 유한요소해석결과와 잘 일치하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제5권6호
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• pp.633-652
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• 2018

The present paper focuses on the development of a model for simulating the thermoelectric behavior of CNTs/CFRP Organic Matrix Composite (OMC) laminates for aeronautical applications. The model is developed within the framework of the thermodynamics of irreversible processes and implemented into commercial ABAQUS Finite Element software and validated by comparison with experimental thermoelectric tests on two types of composites materials, namely Type A with Carbon Nanotubes (CNT) and Type B without CNT. A simplified model, neglecting heat conduction, is also developed for simplifying the identification process. The model is then applied for FEM numerical simulation of the thermoelectric response of aircraft panel structures subjected to electrical loads, in order to discuss the potential danger coming from electrical solicitations. The structural simulations are performed on quasi-isotropic stacking sequences (QI) $[45/-45/90/0]_s$ using composite materials of type A and type B and compared with those obtained on plates made of metallic material (aluminum). For both tested cases-transit of electric current of intermediate intensity (9A) and electrical loading on panels made of composite material-higher heating intensity is observed in composites materials with respect to the corresponding metallic ones.

• Composites Research
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• 제25권5호
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• pp.147-153
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• 2012

본 논문에서는 복합재 적층판의 고속충격 관통에너지를 예측하는 방법 중 하나인 정적압입 관통 실험을 수행하였다. 정적압입 관통 에너지를 정확히 분석하기 위해서 세 가지 방법을 이용하였다. 첫 번째로 AE 센서 신호 변화를 이용해서 압입 관통 지점을 판단하고 관통 에너지를 구하는 방법, 두 번째는 관통된 시편에 다시 관통실험을 수행하여 두 에너지 차를 이용해서 구하는 방법, 세 번째는 재수행한 관통실험의 하중-변위 그래프에서 최대하중지점을 압입 관통 지점으로 판단하고 에너지를 구하는 방법이다. 위 방법들에 의한 관통에너지 예측 결과를 제시하였고 고속충격 실험 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권2호
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• pp.199-209
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• 2012

Two carbon fiber composite laminates, $[0/90]_{2S}$ and $[0/+45/90/-45]_S$, were considered in this work to find out the perforation threshold energy to complete the perforation process and the corresponding maximum contact force. Explicit finite element commercial software, LS-DYNA, was used to predict these values. According to the simulation results, these two types of composite laminates were tested by using a vertical drop-weight testing machine. After testing, the damage condition of these specimens were observed and compared with the results from finite element analysis. The testing results indicate that the perforation threshold energy is 6 Joules for $[0/90]_{2S}$ and 7 Joules for $[0/+45/90/-45]_S$, which is in good agreement with the simulation results. Also, the maximum contact force at the case of perforation threshold energy is the lowest as compared to the maximum contact forces occurring at the impact energy that is larger or less than the perforation threshold energy.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.50-57
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• 2003

저속충격을 받는 복합적층판의 충격거동을 해석하기 위하여 많은 연구자들이 수정된 Hertz의 접촉법칙이나 실험적으로 구한 정적압입법칙을 사용하여 왔다. 본 연구에서는 이들이 사용했던 충격해석방법에 대만 물리적 의미를 고찰하였으며, 두 법칙의 차이가 실제로 적층판의 충격거동해석에 미치는 영향을 고찰하였다. 나아가 접촉법칙에 사용되는 접촉상수 및 지수의 크기를 임의로 변경하여 해석함으로써 접촉법칙이 충격거동해석의 결과에 미치는 영향을 살펴보았다. 최종적으로 선형화된 접촉법칙을 적용하여도 충격거동해석을 정확히 수행할 수 있음을 보였다. 이 개념을 응용하면 충격문제해석을 위한 부가적인 프로그램 개발 없이 범용 유한요소해석 프로그램으로도 복합적층판의 저속충격거동을 해석할 수 있음을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2001년도 제16회 학술발표회 논문초록집
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• pp.104-107
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• 2001

The purpose of this work is to investigate the static strength, the stress distribution, and the failure process of quasi-isotropic composite laminates made of two different matrices when loading directions are changed. We carried out static tests of $[0/-60/+60]_s$ and $[+30/-30/90]_s$ laminates. Two types of matrices used are AS4/epoxy and AS4/PEEK. The damage mechanisms of the quasi-isotropic laminate, $[0/-60/+60]_s$, strongly depend on the load direction applied to the laminate.

• 산업기술연구
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• 제19권
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• pp.227-233
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• 1999

Simple equations which can predict "exact" values of the natural frequency of vibration for the special orthotropic laminates are presented. Many laminates with certain orientations have decreasing values of $B_{16}$ and $B_{26}$ as the number of plies increases. Such laminates, with $D_{16}=D_{26}{\rightarrow}0$, including the laminates with anti-symmetric configurations can be solved by the same equation for the special orthotropic laminates. If the quasi-isotropic constants are used, the equations for the isotropic plates can be used. Use of some coefficients cab produce "exact" value for laminates with such configurations. Natural frequencies of the plate with varying aspect ratios is presented.

• 한국안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.34-39
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• 2003

In this paper, when CF/PEEK laminates for high efficiency space structure are subjected to FOD(Foreign Object Damage), the effects of temperature change on the impact damages(interlaminar separation and transverse crack) of CF/PEEK laminates and the relationship between residual lift and impact damages are experimentally investigated. Composite laminates used in this experiment are CF/PEEK orthotropic laminated plates, which have two-interlaces [$0^{\circ}_4/90^{\circ}_8/0^{\circ}_4$]. A steel ball launched by the air gun collides against CF/PEEK laminates to generate impact damages. And then CF/PEEK specimens with impact damages are observed by a scanning acoustic microscope under room and high temperatures. In this experimental results, various relations are experimentally observed including the delamination area vs. temperature change, the bending strength vs. impact energy and the residual bending strength vs. impact damage of CF/PEEK laminates.