• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권5호
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• pp.647-653
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• 2003

An important class of short-fiber reinforced composites is the sheet molding compound, which is recently developed and currently used in many engineering applications. Fatigue failure of the composites is a subject of major concern in design and cyclic crack propagation is of particular significance in the fatigue life prediction of short fiber composites. However, research on the fatigue behavior of polymer injection weld, especially short glass fiber-filled polymer injection weld, has not been carried out. In this study the analyses of the fatigue crack growth behaviors at weld line and in the bulk are performed based on low cycle fatigue test.

• Design & Manufacturing
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• 제6권2호
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• pp.12-16
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• 2012

In this study, an injection mold is made to produce polymer line post insulators. FRP (fiber reinforced plastics) is covered by silicone housing. In injection molding process, chances for offcenter are 60 percent. Given the structure of the product, offcenter occurs owing to the imbalances in positions of gates and improper -designs of cores and jigs. This study focuses on mold modifications and improvements.

• 유변학
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• 제10권4호
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• pp.217-226
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• 1998

단섬유 강화 고분자의 사출성형시 고분자 수지의 유동에 의하여 섬유배향이 필연적으로 일어나며, 섬유배향에 의한 이방성 (anisotropy)은 최종성형물의 품질과 기계적인 특성 등에 많은 영향을 미친다. 사출공정 중에서 충전과정(filling stage)은 섬유배향에 지배적인 역할을 하므로, 충전과정의 유동장을 정확하게 해석하는 것은 매우 중요하다. 형상이 복잡한 캐비티(cavity)와 다중 캐비티에서는 먼저 충전이 완료되어 현탁액(suspension)이 압축을 받고 있는 영역들이 존재하게 된다. 기존의 방법처럼 사출성형의 충전과정을 비압축성 유동으로 가정하면 정확한 유동장을 계산할 수 없다. 본 연구에서는 충전과정에서 압축성을 고려한 혼합 유한요소법/유한차분법을 이용하여 유동장을 계산하였다. 충전이 완료되는 순간에서, 이차배향텐서에 대한 배향변화방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 해석함으로써 3차원 섬유배향장을 예측하였다. 충전시간이 다른 4개의 캐비티를 갖는 금형을 제작하여 충전과정에서 압축성 효과를 고려한 수치해석 결과가 실험과 잘 일치함을 보였다. 또한, 압축성과 비압축성 유동장에서 이론적으로 계산된 섬유배향의 차이를 정성적 및 정량적으로 비교하였다.

• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.78-91
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• 1996

단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.383-389
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• 2020

열가소성 복합재료를 적용하여 자동차 도어 임팩트 빔을 설계하고 시생산을 통해 생산성 및 성능을 검증하였다. 자동차 안전법규는 지속적으로 강화되어 왔으며 최근 자동차 산업에서 경량화가 필수 요건이 되면서 고성능 경량 부품에 대한 요구가 크게 증대되고 있다. 본 연구는 섬유강화 열가소성 복합소재를 도입하여 기존 탄소강 제품 대비 경량화 되면서 성능은 향상된 도어 임팩트 빔 개발을 목표로 하였다. 연속섬유 복합재료와 장섬유 복합재료(LFT)를 혼합 적용한 도어 임팩트 빔 제작 공정을 제시하며, 생산성이 우수한 인서트 사출 공정을 활용하여 구현하였다. 시생산된 도어 임팩트 빔은 3점 굽힘 시험을 통하여 성능을 평가하였다. 열가소성 복합재료는 경량화 설계와 함께 높은 생산성 구현이 가능하여 다양한 자동차 부품으로 복합소재의 적용을 확대시킬 것이다.

• 한국염색가공학회지
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• 제29권4호
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• pp.239-246
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• 2017

Recently fiber-reinforced thermoplastic composites have attracted great interest from industry and study because they offer unique properties such as high strength, modulus, impact resistance, corrosion resistance, and damping reduction which are difficult to obtain in single-component materials. The demand for plastics is steadily increasing not only in household goods, packaging materials, but also in high-performance engineering plastic and recycling. As a result, the technology of recycling plastic is also attracting attention. In particular, many paper have studied recycling systems based on recycled thermoplastics. In this paper, properties of Glass Fiber Reinforced Thermoplastic(GFRTP) materials were evaluated using recycled PET for injection molding bicycle frame. The effect on thermal and mechanical properties of recycled PET reinforced glass chop fiber according to fiber cross section and fiber content ratio were studied. And it was compared void volume and torque energy by glass fiber cross section, which is round section and flat section. Mechanical characteristics of resulting in GF/rPET has been increased by increasing fiber contents, than above a certain level did not longer increased. And mechanical properties of flat glass fiber reinforced rPET with low void volume were most excellent.

• Composites Research
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• 제25권4호
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• pp.117-125
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• 2012

필름 삽입 사출 시편의 휨은 비대칭적인 잔류응력 분포에 기인한다. 비대칭적 잔류응력과 온도 분포는 삽입된 필름 표면의 수직방향으로 지연되는 열 전달에 의해 발생한다. 사출 공정조건 최적화를 통해 필름 삽입 사출 시편의 휨을 억제할 수 없었기 때문에, 필름 삽입 사출 시편의 휨을 최소화하기 위해서 유리 섬유가 강화된 복합재료를 기판으로 사용하였다. 유리 단섬유의 분포를 마이크로 CT 장비를 이용하여 평가하였다. 복합재료로 구성된 기판을 이용한 필름 삽입 사출 시편의 배향 텐서와 휨을 계산하기 위해서는 적절한 마이크로 역학, 이방적 열팽창계수 및 닫힌 어림법 모델이 선택되어야만 한다. 여섯 종류의 마이크로 역학모델, 세 종류의 열 팽창 계수 모델 및 다섯 종류의 닫힌 어림법 모델을 고려한 후, Mori-Tanaka 모델, Rosen and Hashin 모델 및 third orthotropic 닫힌 어림법 모델을 선택하였다. 수치적으로 계산된 섬유 배향 텐서와 휨에 관한 결과들은 실험결과와 잘 일치하였고, 유리 섬유의 보강효과가 필름 삽입 사출 복합 재료 시편의 휨에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.132-137
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• 2012

To enhance the CAE accuracy, the definition of material behavior is one of key influence on the result. In case of plastic material with fiber reinforcement, the anisotropic material behavior should be taken into account to increase of CAE accuracy. BASF has developed an innovative CAE tool, ULTRASIM$^R$, which is capable of generating material models of thermoplastic materials for structural simulation. ULTRASIM$^R$, not only the glass fiber orientation effect, but also the weld line effect, tensile-compression anisotropy, strain rate effect are combined in a non-linear material law, which will be evaluated in a unique failure criterion, thus resulting in an highly accurate CAE approach.

• 한국염색가공학회지
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• 제27권1호
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• pp.11-17
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• 2015

Recently, super fiber reinforced composite materials are widely used in many industries due to high mechanical properties. In this study, 2 different types of composite materials were manufactured in order to compare their mechanical properties. Carbon and Aramid fibers were used for reinforcement materials and Bisphenol-A type epoxy resin was for matrix. Two kinds of fiber-reinforced materials were manufactured by RIM(Resin Injection Molding) method. Before manufacturing composite materials, the optimal manufacturing and curing process condition were established and the ratio of reinforcement to epoxy resin was discussed. FT-IR analysis was conducted to clarify the structure of epoxy resin. Thermal and mechanical property test were also carried out. The cross-section of composite materials was observed using a scanning electron microscope(SEM).

• 폴리머
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• 제24권5호
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• pp.701-712
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• 2000

인발수지 함침장치를 사용하여 장섬유 강화 GF/PA 연속섬유를 제조한 후, 이에 PP 수지를 부가하는 새로운 방법으로 GF/PA/PP 삼성분계 복합재료를 제조하였다. 이들 복합재료의 기계적 특성을 비교한 결과, 제조 공정에 따라 물성이 다르게 나타났다. 예측한 대로 단일 사출 공정으로 제조한 GF/PA/PP(I) 복합재료 시편이 압출 후 사출 공정을 거친 GF/PA/PP(EI) 복합재료 시편보다 장섬유 함량이 높아 우수한 물성을 보여 주었다. 각 상 간의 계면 결합력을 개선시키기 위하여 상용화제로 PP-MAH를 첨가한 복합재료 제조 연구를 수행한 결과, 상용화제가 첨가되지 않은 복합재료보다 상용화제가 도입된 복합재료가 각 상 간의 계면 결합력이 향상되어 점도 및 기계적 특성이 크게 증가함을 볼 수 있었다. 특히, 이들 복합재료의 모폴로지를 관찰한 결과 상용화제가 첨가되지 않은 GF/PA/PP 복합재료의 경우는 가공 방법에 관계없이 유리섬유 주변에 PA 수지가 남아 있는 형태학적 구조를 나타내었으나, 상용화제로 PP-MAH가 도입된 경우는 PA 수지와 PP 수지 및 기지재와 유리섬유 사이에 계면 결합력이 증가됨으로 인해 유리섬유 계면에 인접한 수지가 PA 수지외에 PP 수지도 남아 있는 복잡한 구조를 보여 주었다.