• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2002년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.180.1-180
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• 2002

• Steel and Composite Structures
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• 제35권3호
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• pp.439-447
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• 2020

This paper presents two sets of full three-dimensional thermoelastic finite element analyses of superimposed thermo-mechanically loaded Spar Wingskin Joints made with laminated Graphite Fiber Reinforced Plastic composites. The study emphasizes the influence of residual thermal stresses and material anisotropy on the inter-laminar delamination behavior of the joint structure. The delamination has been pre-embedded at the most likely location, i.e., in resin layer between the top and next ply of the fiber reinforced plastic laminated wingskin and near the spar overlap end. Multi-Point Constraint finite elements have been made use of at the vicinity of the delamination fronts. This helps in simulating the growth of the embedded delamination at both ends. The inter-laminar thermoelastic peel and shear stresses responsible for causing delamination damage due to a combined thermal and a static loading have been evaluated. Strain energy release rate components corresponding to the Mode I (opening), Mode II (sliding) and Mode III (tearing) of delamination are determined using the principle of Virtual Crack Closure Technique. These are seen to be different and non-self-similar at the two fronts of the embedded delamination. Residual stresses developed due to the thermoelastic anisotropy of the laminae are found to strongly influence the delamination onset and propagation characteristics, which have been reflected by the asymmetries in the nature of energy release rate plots and their significant variation along the delamination front.

• Composites Research
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• 제23권1호
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• pp.44-50
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• 2010

본 연구에서는 염수 침수 실험과 염수 분무 실험이라는 두 가지의 실험을 위그선의 구조재료로 사용될 3가지 다른 복합재료 시스템에 대해서 해수와의 접촉에 의한 물성저하를재현하기 위해 수행하였다. 140일간 염수환경하에서 노화시킨 후 탄소섬유 복합재료와유리섬유 복합재료의 인장, 압축, 전단 강성과 강도 및 층간 전단 강도를 측정하였다. 기본 물성파의 비교를 통해서 염수환경이 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향이 평가되었다. 실험을 통해 염수 분무환경과 침수 환경의 차이는 거의 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 탄소섬유 복합재료의 경우 인장 물성에 적은 손실이 발생한 반면 유리섬유 복합재료에서는 인장물성의 저하률이 탄소섬유 복합재료에 비해서 큼을 확인하였다. 그리고 모재 지배적 물성들의 큰 물성저하가 관찰되었다. 이를 통해, 염수는 복합재료의 섬유와 모재 사이의 계면을 퇴화시키고, 또한 모재 자체 물성과 유리섬유의 물성을 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제10권2호
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• pp.106-112
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• 2009

본 연구에서 처음으로 생분해성 라이오셀 직물과 poly(butylene succinate) (PBS)로 이루어진 바이오복합재료가 성공적으로 제조되었다. 0, 30, 40, 50 그리고 60 wt%의 서로 다른 함량의 라이오셀직물을 포함하는 라이오셀/poly(butylene succinate) 바이오복합재료는 sheet interleaving 방식으로 압축성형에 의해 제조되었다. 바이오복합재료의 층간전단강도, 인장 및 굴곡 특성, 열변형 온도, 열팽창 거동 및 열안정성에 미치는 라이오셀직물 함량의 영향을 조사하였다. 특성들은 직물함량에 크게 의존하였으며, 그 결과들은 서로 일치하였다. 라이오셀직물을 수지에 도입하는 것이 poly(butylene succinate)의 여러 가지 특성 향상에 두드러진 역할을 하는 것으로 확인되었다. 라이오셀직물이 중량비로 50%일 때, 바이오복합재료의 가장 우수한 층간전단강도, 인장, 굴곡 및 열적 특성이 얻어졌다.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.161-168
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• 2020

본 연구에서는 스프레드 기술이 적용된 열가소성 탄소섬유 복합재료의 성형 온도에 따른 기계적 특성과 폴리프로필렌 필름의 열적 특성에 대해 조사하였다. 스프레드 기술이 적용된 탄소섬유 직물과 범용 탄소섬유 직물로 탄소섬유 강화 복합재료를 제작하였고, 시차 열량 주사계(DSC), 열 중량 분석법(TGA), 점도계를 사용하여 폴리프로필렌 필름의 열적 특성을 측정하였다. 인장, 굽힘, 층간 전단 실험을 통해 복합재료 성형 온도 조건에 따른 스프레드 탄소섬유 복합재료(SCFC)와 범용 탄소섬유 복합재료(CCFC)의 기계적 특성을 확인하였다. 폴리프로 필렌 수지의 융점 이상인 200~240℃ 구간에서 복합재료를 제작하였으며, 주사 전자 현미경(SEM) 분석을 통해 성형 온도 조건에 따른 열가소성수지의 함침성을 관찰하였다. 그 결과, 성형 온도가 증가함에 따라 폴리프로필렌 수지의 점도가 감소하여 함침성이 향상되었으며, 230℃ 성형 온도 조건에서 기계적 특성이 가장 우수한 것을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권1호
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• pp.41-51
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• 2017

A $C^0$ FE model developed based on an efficient higher order zigzag theory is used for hygrothermal analysis of laminated composite plates. The $C^0$ FE model satisfies the inter-laminar shear stress continuity at the interfaces and zero transverse shear stress conditions at plate top and bottom. In this model the first derivatives of transverse displacement have been treated as independent variables to circumvent the problem of $C^1$ continuity associated with the above plate theory. In the present theory the above mentioned $C^0$ continuity of the present element is compensated in the stiffness matrix formulation by using penalty parameter approach. In order to avoid stress oscillations observed in the displacement based finite element, the stress field derived from temperature/moisture fields (initial strains) must be consistent with total strain field. Special steps are introduced by field consistent approach (e.g., sampling at gauss points) to compensate this problem. A nine noded $C^0$ continuous isoparametric element is used in the proposed FE model. Comparison of present numerical results with other existing solutions shows that the proposed FE model is efficient, accurate and free of locking.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권5호
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• pp.418-423
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• 2001

16 mole%의 CeO$_2$가 고용된 Ce-TZP 소결체 사이에 140~240$mu extrm{m}$ 두께의 Ce-TZP-5~30 vol% $Al_2$O$_3$중간층이 삽입된 층상복합체를 분말건식가압성형법에 의해 제조하였다. 소결온도는 $Al_2$O$_3$가 5~30 vol.% 첨가될 때 90% 이상의 소결밀도를 얻을 수 있도록 1$600^{\circ}C$로 정하였다. 이러한 3층 복합체에서 바깥의 Ce-TZP 지역에서의 파괴 형태는 입내파괴를 보여주었지만 $Al_2$O$_3$가 함유된 중간층에서는 입계파괴가 전이되면서 인성증가를 보여주었다. 이러한 층상 복합체의 경우 중간 층에 들어가는 Ce-TZP 중의 $Al_2$O$_3$함량이 30 vol.% 정도에 이르면 층간의 서로 다른 소결밀도 및 수축율, 열팽창계수 때문에 층간 소결 결함이 생겨 층간에서 균열의 전파가 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 반면 중간층의 $Al_2$O$_3$함량이 적을 경우 층간 결함이 생기지 않아 층간에서 균열의 전파가 별 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제7권9호
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• pp.795-804
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• 1997

전면재를 알루미나, 후면재를 Kevlar또는 S-2 유리 섬유강화 복합재료로 접합한 이종재료 장갑에 대하여 알루미나의 두께 변화와 복합재료의 적층구조에 따른 고속충격 특성 변화에 대하여 연구하였다. 또한 시험재료의 동적 관통현상을 분석하기 위하여 고속촬영기법이 이용되었다. 시험결과, 전면재인 알루미나는 충격탄자 직경의 80% 상당하는 두께(본 실험에서는 6nm)인 경우 양호한 방탄성능을 보였다. 후면재인 복합재료는 섬유를 alternating 주조로 적층한 경우가 laminar구조로 적층한 것에 비하여 더 우수한 방탄성능을 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.693-700
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• 2009

본 논문에서는 복합적층판의 취약한 층간 특성을 보강할 수 있는 z-피닝 기술에 대하여 기존에 알려진 방법들을 소개하고, 최근 저자에 의하여 제안된 새로운 방법을 소개하였다. 새로운 방법을 적용하여 시제작된 z-피닝 시편들에 대하여 충격시험을 수행하고, 충격손상 영역을 측정하였다. z-피닝 기술이 적용되지 않은 일반 복합재 시편에 대해서도 동일한 시험을 수행하고, 두 결과를 서로 비교하였다. 결과적으로 새로운 z-피닝 기술은 기존의 기술에 비하여 양산에 적용하기가 매우 유리한 장점이 있으며, 새로운 z-피닝 기술이 적용된 복합적층판 시편들의 내충격 특성이 확실히 향상되고 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.186-189
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• 2024

본 연구는 나노필러가 혼합된 열가소성 탄소섬유강화 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic polymer, CFRTP)의 물성을 비교 평가하였다. Polyamide 6 (PA6) 수지에 Multi-wall carbon nano tube (MWCNT), Silicon oxide, Core shell rubber, Aramid nano fiber 등의 다양한 나노필러를 혼합한 후, 이를 기지재(Matrix)로 탄소섬유강화복합 재료(CFRP)를 제조하여 그 물성을 측정하였다. 나노필러의 종류와 혼합비율에 따라, 인장강도, 층간계면결합력 (Inter-laminar shear strength), Izod 충격 강도 등이 측정되었다. 인장 강도와 충격 강도의 경우 Core shell rubber를 혼합한 경우 가장 높은 물성을 가졌으나, 계면결합력은 silicon oxide를 1 wt.% 이하 혼합하였을 때 최적값을 가졌다.