• 제목/요약/키워드: Composite laminate

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다중 핀 하중을 받는 MWK 복합재료의 응력 해석 (Stress Analysis of MWK Composite Laminate with Multi-pin Loaded Holes)

  • 조민규;김병구;전흥재;변준형
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.74-78
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    • 2003
  • Stress analysis was conducted with finite element method to study the stress distributions in both single-pin and multi-pin loaded composite laminates. The various parameters involved in the design of the joint method were considered. The stress distributions in the vicinity of the holes were predicted considering the effects of various parameters such as the lay-ups, number of pins, number of rows, row spacing, and hole patterns. The results show that the performance of joint is greatly affected by these parameters.

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Cost-effective structural health monitoring of FRPC parts for automotive applications

  • Mitschang, P.;Molnar, P.;Ogale, A.;Ishii, M.
    • Advanced Composite Materials
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    • 제16권2호
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    • pp.135-149
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    • 2007
  • In the automobile industry, structural health monitoring of fiber reinforced polymer composite parts is a widespread need for maintenance before breakdown of the functional elements or a complete vehicle. High performance sensors are generally used in many of the structural health monitoring operations. Within this study, a carbon fiber sewing thread has been used as a low cost laminate failure sensing element. The experimentation plan was set up according to the electrical conductance and flexibility of carbon fiber threads, advantages of preforming operations, and sewing mechanisms. The influence of the single thread damages by changing the electrical resistance and monitoring the impact location by using carbon thread sensors has been performed. Innovative utilization of relatively cost-effective carbon threads for monitoring the delamination of metallic inserts from the basic composite laminate structure is a highlighting feature of this study.

Optimal laminate sequence of thin-walled composite beams of generic section using evolution strategies

  • Rajasekaran, S.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제34권5호
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    • pp.597-609
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    • 2010
  • A problem formulation and solution methodology for design optimization of laminated thin-walled composite beams of generic section is presented. Objective functions and constraint equations are given in the form of beam stiffness. For two different problems one for open section and the other for closed section, the objective function considered is bending stiffness about x-axis. Depending upon the case, one can consider bending, torsional and axial stiffnesses. The different search and optimization algorithm, known as Evolution Strategies (ES) has been applied to find the optimal fibre orientation of composite laminates. A multi-level optimization approach is also implemented by narrowing down the size of search space for individual design variables in each successive level of optimization process. The numerical results presented demonstrate the computational advantage of the proposed method "Evolution strategies" which become pronounced to solve optimization of thin-walled composite beams of generic section.

Interlaminar stresses and delamination of composite laminates under extension and bending

  • Nguyen, Tien Duong;Nguyen, Dang Hung
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제25권6호
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    • pp.733-751
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    • 2007
  • The metis element method (Hung 1978) has been applied to analyse free edge interlaminar stresses and delamination in composite laminates, which are subjected to extension and bending. The paper recalls Lekhnitskii's solution for generalized plane strain state of composite laminate and Wang's singular solution for determination of stress singularity order and of eigen coefficients $C_m$ for delamination problem. Then the formulae of metis displacement finite element in two-dimensional problem are established. Computation of the stress intensity factors and the energy release rates are presented in details. The energy release rate, G, is computed by Irwin's virtual crack technique using metis elements. Finally, results of interlaminar stresses, the three stress intensity factors and the energy release rates for delamination crack in composite laminates under extension and bending are illustrated and compared with the literature to demonstrate the efficiency of the present method.

적층 시퀀스 데이터베이스를 이용한 복합재 날개 구조물의 최적화 설계 (Optimal Design of Thick Composite Wing Structure using Laminate Sequence Database)

  • 장준환;안상호
    • Composites Research
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    • 제30권1호
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    • pp.52-58
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    • 2017
  • 본 논문에서 제시한 복합재 날개 구조물의 최적설계 기법은 파손모드를 통합한 최적화 프레임 웍을 사용하여 복합재 날개 구조물의 안전율을 자동으로 계산한다. 개발된 최적화 프레임 웍은 복합재 구조물의 설계요소에 가장 큰 영향을 주는 파손모드 즉, 최초 파손모드, 좌굴 파손 모드 및 베어링-바이패스 파손을 확인하여 구축된 적층 데이터베이스 안에서 적층수를 찾아낸다. 이는 개발과정에서 수정 및 반복되는 설계 및 해석 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 설계변수는 계단형태로 이루어진 적층 데이터베이스이며 응답은 변형률, 좌굴, 볼트 주변부의 응력장이며 목적함수는 날개구조의 질량이다. 그리고 최적화 프레임 윅을 구동하는 Composite Optimizer의 해석결과를 검증하기 위하여 유한요소모델의 좌굴해석 결과와 비교하여 유효성을 검증하였다.

첨단복합재료 적층판의 인장 파손특성 시험적 평가 (Experimental Assessment of Tensile Failure Characteristic for Advanced Composite Laminates)

  • 이명건;이정원;윤동현;김재훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권10호
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    • pp.959-965
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    • 2017
  • 최근 선진항공사에서는 항공기 복합재 구조의 변형률을 평가할 때 적층판 파손이론을 사용한다. 적층판 파손이론은 복합재 구조평가에 적층판의 파손변형률을 사용한다. 본 논문은 적층판 인장파손특성의 시험적 평가 절차를 보여준다. 시험적 평가는 회귀분석법(regression analysis method)을 사용하였다 회귀분석은 적층판의 파손변형률을 응답변수로 하고 적층판 내 $0^{\circ}$, ${\pm}45^{\circ}$층의 비율을 회귀변수로 하는 방법이다. 본 논문에 사용된 복합재료는 $177^{\circ}C(350^{\circ}F)$에서 경화되는 Carbon/Epoxy UD Tape 프리프레그이다. 시편은 $0^{\circ}$, $+45^{\circ}$, $-45^{\circ}$$90^{\circ}$층으로 적층된 14 종류의 노치없는 적층판으로 총 149개 시편으로 구성하였다. 시험방법은 ASTM-D-3039 규정을 사용하였다.

탈지겨자씨와 유청단백질을 재료로 사용한 가식성 적층필름의 개발 (Development of Edible Laminate-Composite Films Using Defatted Mustard Meal and Whey Protein Isolate)

  • 김다연;박지원;노봉수;민세철
    • 한국식품과학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.711-715
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    • 2012
  • 생고분자를 이용한 포장 소재에 관한 연구는 많이 이루어지고 있으나 그 것의 상업적 식품 적용은 순수 생고분자의 비용과 생고분자 소재의 불충분한 물리적 성질에 의해 많은 제한을 받고 있다. 본 연구에서는 식품 가공 부산물인 DMM과 WPI를 이용하여 가식성 적층필름을 개발하였다. WPI 필름과의 적층을 통해 DMM 필름의 신장성과 열접합강도를 높일 수 있었고, 이로써 적층기술이 DMM 필름의 식품 포장에서의 적용 가능성을 높이는 방법으로 제시될 수 있었다. DMM 외 다른 식품 가공 부산물을 기초로 한 생고분자 필름들 개발에 있어서도 그들의 식품 적용성 향상의 방법으로 적층방법을 제안할 수 있으리라 사료된다.

탄소섬유 펼침 기술 및 이를 적용한 적층 복합재료의 기계적 특성 (Carbon Fiber Tow Spreading Technology and Mechanical Properties of Laminate Composites)

  • 박성민;김명순;최윤성;이은수;유호욱;천진성
    • Composites Research
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    • 제28권5호
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    • pp.249-253
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    • 2015
  • 본 연구는 탄소섬유 펼침 기술을 이용한 적층 복합재료의 특성을 평가하였다. 섬유 펼침 기술이 적용되어 기존 12 K 탄소섬유 토우의 폭이 7 mm에서 20 mm로 늘어나면서 두께가 더 얇아졌다. 폴리프로필렌 필름을 spread tow에 함침시켜 프리프레그를 만들고 이를 적층 후 열압축 성형을 통해 시편을 제조하였으며 이들의 기공함유량 및 인장, 굴곡 시험을 통해 물리적, 기계적 물성을 평가하였다. 그 결과, 탄소섬유 펼침 기술이 적용된 적층 복합재료의 기공함유량이 기존의 섬유 토우를 사용한 것보다 작게 나타났고, 섬유함유량이 낮았음에도 불구하고 기계적 물성이 향상됨을 알 수 있었다.

섬유방향 변화에 따른 직물구조 CFRP 적층판의 균열진전 및 AE평가 (Crack Propagation and Acoustic Emission Evaluation of Plain Woven CFRP Laminate Composites for Fiber Orientation)

  • 윤유성;권오헌
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.364-369
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    • 2003
  • Crack propagation and AE characteristics of CFRP plain woven laminate composites are examined with acoustic sensor by AEDSP 32/16 board in PC system. AE signals are measured during the fracture behavior tests. The purpose of study is the estimation of the crack extension behavior effected between three kinds of fiber orientation for plain woven CFRP laminate composite and the relationship between AE characteristics and load-displacement curves and crack extension length.

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