• 제목/요약/키워드: Glass Fiber Reinforced Plastic(GFRP)

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Effect of fabrication processes on mechanical properties of glass fiber reinforced polymer composites for 49 meter (160 foot) recreational yachts

  • Kim, Dave Dae-Wook;Hennigan, Daniel John;Beavers, Kevin Daniel
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제2권1호
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    • pp.45-56
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    • 2010
  • Polymer composite materials offer high strength and stiffness to weight ratio, corrosion resistance, and total life cost reductions that appeal to the marine industry. The advantages of composite construction have led to their incorporation in U.S. yacht hull structures over 46 meters (150 feet) in length. In order to construct even larger hull structures, higher quality composites with lower cost production techniques need to be developed. In this study, the effect of composite hull fabrication processes on mechanical properties of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites is presented. Fabrication techniques investigated during this study are hand lay-up (HL), vacuum infusion (VI), and hybrid (HL+VI) processes. Mechanical property testing includes: tensile, compressive, and ignition loss sample analysis. Results demonstrate that the vacuum pressure implemented dining composite fabrication has an effect on mechanical properties. The VI processed GFRP yields improved mechanical properties in tension/compression strengths and tensile modulus. The hybrid GFRP composites, however, failed in a sequential manor, due to dissimilar failure modes in the HL and VI processed sides. Fractography analysis was conducted to validate the mechanical property testing results.

GFRP적층판을 활용한 보강보부재와 원통형 단판적층기둥재 접합부의 내력 성능평가 (Structural Performance of Joints for Partial Reinforced Beam Using GFRP Laminated Plate and Cylindrical Reinforced LVL Column)

  • 송요진;정홍주;이정재;서진석;박상범;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권3호
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    • pp.282-289
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    • 2014
  • 합판과 유리섬유강화플라스틱을 조합하여 적층 후 $1.96N/mm^2$의 압력으로 $150^{\circ}C$에서 1시간 고밀화시킨 유리섬유 강화플라스틱 적층판을 제작하였다. 제작된 5가지의 유리섬유강화플라스틱 적층판을 각각 기둥재와 접하는 집성재에 부착하여 부분보강보부재를 제작하였다. 더불어 합판과 시트형 유리섬유강화플라스틱을 적층한 보강적층목재핀과 유리섬유로 보강한 원통형 단판적층기둥재로 기둥-보 접합부를 제작하였다. 기준시험편으로는 원주목과 집성재로 제작한 보부재, 드리프트핀을 사용한 접합부를 제작하여 모멘트 저항 내력을 평가하였다. 시험결과 기준시험편과 비교하여 부분보강보부재를 사용한 시험체들이 평균 1.8배 높은 내력성능이 측정되었다. 모든 부분보강보부재와 원통형 단판적층기둥재에는 파단이 발생하지 않았으며 접합부의 인성과 강성이 모두 양호하게 측정되었다. 부분보강보부재의 보강효과는 시트형 유리섬유강화플라스틱이 직물형 유리섬유강화플라스틱으로 보강한 적층판보다 양호한 보강효과를 보였으며, 시트형 유리섬유강화플라스틱을 각층에 삽입한 적층판이 접합내력과 변형각 모두 양호하여 보부재의 부분보강에 적합한 것을 확인하였다.

유리섬유복합재의 드릴가공조건에 대한 박리지수와 표면조도 특성 (Characteristics of Delamination Factor and Surface Roughness by Drilling Condition for Glass Fiber Reinforced Plastic Composites)

  • 이옥규;안대건;최진호;권진회
    • Composites Research
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    • 제26권6호
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    • pp.380-385
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    • 2013
  • 본 논문에서는 유리섬유복합재(glass fiber reinforced plastic composites)의 드릴가공조건변화에 따른 박리지수와 표면조도 특성이 분석되었다. 드릴 가공된 홀의 입출구에서 이미지 픽셀을 이용하여 박리지수를 산출할 수 있는 관계식이 유도되었으며, 복합재 시편을 제작하여 진동 및 열 영향을 최소화할 수 있는 가공조건에서 드릴가공을 수행하여 보다 신뢰성 있게 표면조도값을 얻기 위하여 6점평균표면조도측정 방식이 적용되었다. 실험 결과로부터 GFRP 드릴가공에서 박리지수는 이송속도 증가에 감소하고, 절삭속도 증가에도 미세하게 감소함을 볼 수 있었다. 또한 드릴가공된 홀 내부에서 표면조도는 이송속도가 증가할수록 증가하고, 절삭속도 변화에는 영향을 받지 않음이 파악되었다.

섬유 방향에 따른 에폭시 기반 복합재의 마찰 및 마모 특성에 관한 연구 (Effect of Fiber Orientation on the Friction and Wear Properties of Epoxy-based Composites)

  • 안효성;;전흥재;김대은
    • Tribology and Lubricants
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    • 제36권3호
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    • pp.133-138
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    • 2020
  • In this paper, we present an experimental investigation of the friction coefficient and wear area change of carbon/epoxy and E-glass/epoxy composites depending on the fiber direction (0°/90°). We compared the results of the case where the sliding direction is parallel to the fiber direction (0°) with that of the case where it is perpendicular to the fiber direction (90°). The ball-on-plate wear test equipment was used to cause wear in both directions. Two types of specimens were prepared with thicknesses of 3 mm-one made of carbon fiber reinforced plastic composite (CFRP) and the other of glass fiber reinforced plastic composite (GFRP). A normal force of 20 N was applied to the specimen and the sliding speed was 10 mm/s and the sliding distance was set to 20 m to perform the wear test. The CFRP demonstrates superior tribological characteristics compared to the GFRP. This outcome is attributed to graphitization of carbon, which serves as solid lubricating particles. In addition, both CFRP and GFRP are worn more in the 90° direction than in the 0° direction. This is due to the greater occurrence of fiber breakage and separation in the 90° direction than in the 0° direction. This study is expected to be utilized as basic data for understanding the friction and wear characteristics of CFRP and GFRP composites along the fiber direction and to apply the appropriate material.

잣나무 만곡 복합집성재의 휨강도 성능평가 (Performance Evaluation of Bending Strength of Curved Composite Glulams Made of Korean White Pine)

  • 송요진;정홍주;이인환;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권4호
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    • pp.463-469
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    • 2015
  • 본 연구에서는 잣나무 곡선부재의 휨 성능을 향상시키기 위하여 Glass fiber 소재의 보강재와 낙엽송 층재로 보강한 만곡 복합집성재를 제작하였다. 잣나무 만곡집성재는 보강유무 및 보강방법에 의하여 다섯 종류로 제작되었다. 대조시험편인 Type-A는 잣나무 층재로만 제작된 시험편이며, Type-B는 최외층에 잣나무 대신 동일한 두께의 국내산 낙엽송층재로 제작한 시험편이다. Type-C는 직물형태의 glass fiber cloth가 매 층재 사이에 삽입된 시험편이다. Type-D는 glass fiber cloth가 최외층재들의 안쪽과 바깥쪽에 2장씩 보강된 시험편이다. Type-E는 sheet 타입의 GFRP를 Type-D와 동일한 위치에 1장씩 보강한 시험편이다. 휨 강도 시험 결과, Type-A의 파괴계수와 비교하여 Type-B는 29%, Type-C는 6%, Type-E는 48% 증가되었으며 Type-D는 오히려 2% 감소하였다. 파괴모드에서 Type-A와 Type-B 그리고 Type-C는 최대하중에 도달하는 순간 완전히 파단되는 경향을 보였다. 그러나 Type-D와 Type-E는 보강재에 의해 파단이 억제되어 하중의 감소가 천천히 진행되었으며, 보강재 GFRP sheet(Type-E)는 압축응력과 인장응력에 대한 보강효과가 glass fiber cloth(Type-D)보다 양호한 것으로 확인되었다.

RTM 성형 GFRP 차체 설계에 따른 강성연구 (Stiffness Comparison with Design of GFRP Roof Panels Prepared by RTM Method)

  • 유용문;윤의박;윤여성;이순홍
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.32-38
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    • 1998
  • In order to investigate the relationship between the stiffness and structure of the automotive roof panels, two kinds of glass fiber reinforced plastic(GFRP) roof panels without and with insert material were fabricated by resin transfer molding(RTM) method. The stiffness test was performed at the same condition as it of actual driving. The structural design and material selection for improving the recyclability of GFRP roof panels were also covered.

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NDE of Low-Velocity Impact Damage in GFRP Using Infrared Thermography Techniques

  • Kim, Ghiseok;Lee, Kye-Sung;Hur, Hwan;Kim, Sun-Jin;Kim, Geon-Hee
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.206-214
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    • 2015
  • In this study, low-velocity impact damage (LVID) in glass fiber reinforced plastic (GFRP) was investigated using pulse thermography (PT) and lock-in thermography (LIT) techniques. The main objective of this study was to evaluate the detection performance of each technique for LVID in GFRP. Unidirectional and cross-ply GFRPs were prepared with four energy levels using a drop weight impact machine and they were inspected from the impact side, which may be common in actual service conditions. When the impacted side was used for both inspection and thermal loading, results showed that the suggested techniques were able to identify the LVID which is barely visible to the naked eye. However, they also include limitations that depend on the GFRP thickness at the location of the delamination produced by the lowest impact energy of five joule.

봉형 GFRP를 삽입접착한 낙엽송 집성재 접합부의 모멘트저항 성능 평가 (Moment Resistance Performance Evaluation of Larch Glulam Joint Bonded in Glass Fiber Reinforced Plastic Rods)

  • 이인환;송요진;정홍주;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권1호
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    • pp.60-67
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    • 2015
  • 국내산 낙엽송 집성재와 봉형 GFRP의 접착성능을 평가하기 위해 집성재에 선공을 한 후 봉형 GFRP를 삽입하고 접착제로 목재와의 간극을 충진시켜 인발시험편을 제작하였다. 인발시험편은 접착 깊이, 접착층 두께, 접착제 종류를 다르게 적용하여 실험하였다. 봉형 GFRP를 삽입접착한 캔틸레버형 라멘구조 시험체는 인발시험 결과를 토대로 제작, 강판삽입형 시험체와 모멘트 저항 성능을 비교검토 하였다. 인발시험결과 봉형 GFRP의 삽입깊이가 봉형 GFRP 직경의 5배일 때 가장 우수한 접착력이 측정되었으며, 접착층 두께는 1 mm일 경우 2 mm일 때보다 17%~29% 향상된 접착력이 측정되었다. 또한 폴리우레탄(poly-urethane) 접착제를 사용한 시험편이 레조시놀(resorcinol) 접착제를 사용한 시험편보다 2.9~4.0배 높은 성능을 발휘하였다. 봉형 GRFP로 접합한 캔틸레버형 라멘구조 시험체는 드리프트 핀을 사용한 강판삽입형 시험체와 비교하여 평균 0.82배 낮은 모멘트 저항 성능이 측정되었지만 초기강성은 0.93배로 대등한 성능을 보였다.

유리섬유 보강 플라스틱관의 파괴 안전성에 관한 연구 (A Study on the Fracture Safety of Glass Fiber Reinforced Plastic Pipes)

  • 채원규
    • 한국안전학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.121-126
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    • 1994
  • In this thesis, a series of loading tests are conducted in order to investigate the fracture safety as structural materials of GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) which we wifely used in the developed countries becauses of their natural of anticorrosion and lightweight etc.. In the fracture test, the mid-span displacement, the strain and the yield load of the GFRP pipes are measured for different number of laminates, and fracture energy is estimated. From this study, it is known that GFRP pipe could be used as structural materials in underground buried pipes if their ductility and strength are increased by controlling number of laminates. Furthermore, because of their merit of lightweight, they can contribute greatly to reduction of construe-tlon cost when they are employed.

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