• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.519-529
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• 2009

복합소재는 화학적, 역학적인 면에서 여러 장점을 가지고 있다. 피로 저항성과 화학적 저항성이 높을 뿐 아니라, 비강도, 비강성 등이 높아서 높은 감쇠 특성을 보인다. 항만 구조물에 사용되는 파일은 압축 뿐만 아니라 휨을 받기도 하므로 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 대구경을 포함하는 콘크리트 충전 유리섬유 복합소재 파일의 압축 거동 혹은 휨-압축 거동을 분석한다. 지름 및 길이가 서로 다른 25개의 실험 파일을 제작하는데, 시편의 복합소재 튜브 내경은 165 mm에서 600 mm에 이르고, 길이는 1,350 mm에서 8,000 mm에 이른다. 수적층 및 필라멘트 와인딩 성형 공법을 모두 사용하여 튜브를 제작하여 적층의 구조가 미치는 차이를 알아보았다. 충전 콘크리트의 강도로는 27 MPa과 40 MPa를 사용하였다. 축방향 및 원주방향의 섬유의 부피비에 변화를 주어 각각의 영향을 분석하였고, 일부 시편에는 나선형 홈을 튜브 안쪽에 성형하여 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 줄이는데 기여할 수 있는지 분석하였다. 실험결과를 보면, 직포만을 사용하여 수적층 성형 공법으로 파일을 제작하는 것보다 필라멘트 와인딩 성형 공법을 이용하여 제작하는 것이 휨강성을 높이는데 훨씬 유리하다. 나선형 홈을 성형해서 넣더라고 휨강성은 낮은 하중단계에서 부터 지속적으로 감소하는 경향을 보이는 것으로 보아, 충전 콘크리트와 튜브 사이의 전단변형을 완전히 억제하지는 못하는 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.53-60
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• 2002

본 연구에서는 내열 특성과 구조적인 특성을 갖는 탄소섬유/페놀릭 복합재 내열튜브를 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하고 이들의 구조적인 성능을 평가하였다. 이를 위해 내열튜브의 제작방법을 소개하고 황산용해법을 적용하여 내열튜브에서의 섬유체적비와 기공함유율을 측정하였다. 시편폭을 달리한 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 강화섬유의 연속성을 나타낼 수 있는 시편형상을 제시하였으며 공정변수를 달리한 내열튜브에서 채취된 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 내열튜브의 제작을 위한 적절한 공정조건을 결정하였다. 그리고 보증시험을 통해 수집한 음향신호의 분석을 통해 내열튜브에서의 균열진전과 파손양상을 조사하였다. 마지막으로 내열튜브 자체에 대해 보증시험과 파열시험을 수행함으로써 내열튜브 자체의 구조적인 신뢰성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제25권2호
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• pp.54-61
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• 2012

본 연구에서 유리섬유/에폭시 복합재를 이용한 2 MW 풍력터빈 시스템 타워에 대한 특정 구조설계 절차가 하중 분석, 단계적 설계 변경 통한 최적 구조설계 및 해석을 통해 새로이 제안되었다. 최적 타워 설계는 풍력터빈 시스템 단가의 20% 이상을 차지하는 중요한 구조물 이다. 타워 구조 설계 시, 풍하중, 블레이드, 나셀, 타워 등에 의한 자중, 블레이드 공기 역학적 항력 등의 3가지 하중이 고려된다. 초기의 복합재 구조설계는 단순 설계기법과 혼합설계기법을 병용 하였다. 상용 유한요소 해석 프로그램인 MSC.NASTRAN/PATRAN을 통하여 구조적 안전성을 검토 하였다. 최종 제안한 타워 형상은 모든 설계 요구조건을 충족함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.31-39
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• 2001

복합재료로 제작이 되는 수송기계용 추진축은 진동, 소음, 중량 등을 감소시킬 수 있는 장점을 가진다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 카본/에폭시 복합재료로 구성된 추진축을 설계하였으며 필라멘트 와인딩 방법을 사용하여 시험용 시편을 제작하였다. 유한요소법을 이용한 추진축의 설계 방법의 정확성을 확인하고자 FFT 해석기와 충격해머를 이용한 고유진동수 측정시험과 임계회전속도 측정 실험 장비를 이용한 임계회전속도 측정시험을 수행하였다. 해석결과와 시험결과를 비교하였을 때 오차율은 3.4%이하로 해석결과의 신뢰성을 확인하였다. 이러한 FEM 설계방법을 이용하여 추진 축의 진동 및 강도특성에 영향을 미치는 요인들에 대한 연구를 수행하였다 여러 요인들 중 중량의 증가 없이 고유진동수 변화에 가장 큰 영향을 미치는 것은 와인딩 각도임을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.1-9
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• 2006

본 논문에서는 탄소섬유관으로 구속된 무근 콘크리트 원형 및 각형 기둥에 대한 축하중 및 횡하중 재하 실험을 수행하고, 실험결과를 바탕으로 하여 몬테카를로 해석을 이용한 신뢰성 해석을 수행함으로써 탄소섬유관으로 구속된 무근 콘크리트 원형 및 각형 기둥과 탄소섬유관으로 구속된 철근 콘크리트 원형 및 각형 기둥의 두 가지 경우에 대한 강도저감계수를 예측하였다. 해석 결과, 무근의 경우에는 강도저감계수가 0.7로 예측되었고, 철근이 삽입된 경우에는 강도저감계수가 0.85로 예측 되었다. 이러한 계수값은 원형과 각형인 경우 모두 같은 계수값을 보여주었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권4호
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• pp.608-612
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• 2012

To reduce these costs and time by finite element analysis program has been much research (3~4). At virtual CAE program as like Abaques, Ansys, Ls-dyna and Nastran, the input data of material is got bellow coupon test. In case of carbon composite, it is also put in lamina/laminate properties. There have big problem. If you want to simulate FW(filament winding or wind blade) how do you input material data. Each area of FW is different stacking conditions. It's too hard that each area is tested for inputting lamina or laminate properties. The composite structure increasing load is applied occurred as the matrix dependence of the crack-induced nonlinearity and nonlinear mobility appears since the initial damage. And uni-direction for this research applies the theory to have been confined to. On this study, we are going to get basically fiber properties and matrix than carbon composite properties for simulating according stacking method by GENOA-MCQ. It is help to simulate easily composite material. Also Calculate the matrix nonlinear for simulating non-linear.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.1-8
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• 2013

Pile foundations constructed by the fiber reinforced polymer plastic piles have been used in coastal and oceanic regions in many countries. Generally, fiber reinforced polymer plastic piles are consisted of filament winding FRP which is used to wrap the outside of concrete pile to increase the axial load carrying capacity or pultruded FRP which is located in the core concrete to resist the bending moment arising due to eccentric loading. In this paper, the analytical procedures of hybrid concrete filled FRP tube flexural members are suggested based on the CFT design method. Moreover, the analytical results are compared with the experimental results to obtained by the previous researches. The results of comparison analyses are performed to estimate the accuracy of the analytical procedure for hybrid FRP-concrete composite compression test, members under eccentrical loading.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.151-159
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• 2003

The front 2 pieces of the 3-piece steel propeller shaft installed on a 8.5-ton truck were redesigned with a 1 -piece composite propeller shaft with steel yokes and spline parts to get the reduction of weight and the improvement of NVH characteristics. Based on the analysis of bending vibration, strength and cure-induced residual stresses of the composite propeller shaft, proper composite materials and stacking sequences were selected. The composite propeller shaft requires a reliable joining method between the shaft and steel end parts through a steel connector. From 3-D contact stress analyses of the laminated composite shaft with bolted Joints, the 3-row mechanical joint which satisfies the torque transmission capability has been designed. Several full-scale composite shafts were fabricated and tested to verify the design analyses. The design requirements are shown to be satisfied. With the newly designed composite shaft, the weight reduction more than 50% and improvements in NVH characteristics have been achieved.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.86-89
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• 2006

고온 특성이 매우 우수한 탄소섬유와 상대적으로 내열성능이 취약한 Epoxy수지로 구성된 CFRP재의 고온 환경 하에서의 인장강도 특성에 관한 실험적 및 해석적 연구가 수행되었다. 특히, CFRP재의 인장 강도특성에 결정적으로 작용하는 섬유와 Epoxy 수지와의 계면의 특성에 초점을 맞추었으며, 고온 환경하에서 점차적으로 저하되는 계면 강도의 변화가 CFRP재의 인장강도에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 이를 위해, Strand 인장 및 Short Beam 시험을 고온 환경 하에서 실시하였으며, Curtin-Takeda Model를 도입하여 이론해석을 실시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.520-522
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• 2011

본 연구에서는 핀 로딩시험을 통해 탄소섬유/에폭시 복합재의 핀 체결부에 대한 베어링 강도와 파손 거동을 조사하였다. 이때 복합재는 필라멘트 와인딩 공법을 적용하여 제작하였으며 적층패턴은 두 가지 패턴을 고려하였다. 연구결과에 따르면 패턴 1은 net-tension 모드 파손이, 패턴 2는 bearing 모드 파손이 나타났으며 패턴 2의 음향방출 에너지는 패턴 1의 경우에 비해 높게 나타났다. 이로 미루어 보면 패턴 2가 패턴 1에 비해 구조적으로 안전함을 알 수 있었다.