• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권1호통권38호
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• pp.55-67
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• 1999

복합재료로 구성된 복합적층판 및 쉘과 같은 구조물은 탄성계수와 전단탄성 계수의 비가 매우 커서 전단변형의 영향이 크므로 정확한 해를 얻기 위하여 해석 및 설계에서 필수적으로 전단변형을 고려해야 하며, 고차의 전단변형이론에 의한 해석은 더욱 정확한 해를 얻을 수 있다. 본 연구는 단순지지 경계조건을 갖는 복합적층판 및 쉘에 대하여 3차 전단변형 이론을 적용하여 플라이 각도, 층의 수에 따른 복합적층판 및 쉘의 휨, 진동, 좌굴 특성을 연구한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권6호
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• pp.617-628
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• 2018

This paper deals with the maximization of the critical buckling load of simply supported antisymmetric angle-ply plates resting on Pasternak foundation subjected to compressive loads using teaching learning based optimization method (TLBO). The first order shear deformation theory is used to obtain governing equations of the laminated plate. In the present optimization problem, the objective function is to maximize the buckling load factor and the design variables are the fibre orientation angles in the layers. Computer programming is developed in the MATLAB environment to estimate optimum stacking sequences of laminated plates. A comparison also has been performed between the TLBO, genetic algorithm (GA) and differential evolution algorithm (DE). Some examples are solved to show the applicability and usefulness of the TLBO for maximizing the buckling load of the plate via finding optimum stacking sequences of the plate. Additionally, the influences of different number of layers, plate aspect ratios, foundation parameters and load ratios on the optimal solutions are investigated.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권4호
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• pp.117-126
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• 1994

APAL (Aramid Patched ALuminum alloy) was manufactured, which was a material that was consisting of a A12024-T3 aluminum alloy plate bonded to single-side of it with aramid/epoxy laminates. The aramid/epoxy laminates were bonded to it in condition of 1, 2 ply and fiber orientation of .+-.45, 0.deg./90.deg. Fatigue crack propagation tests were performed at stress ratio R-0.2, 0.5 with Al 2024-T3, APAL 45-1P, APAL 0/90-1P, APAL 45-2P, APAL 0/90-2P specimens to examine behavior of retardation in fatigue crack propagation. All the APAL specimens showed superior fatigue crack resistance. Number of cycle spended for crack to propagate from $a_{M}$=37 to $a_{M}$=65 mm in case of APAL 0/90-2P specimen was half that of Al 2024-T3 specimen. Fatigue crack propagation rate of APAL 0/90 specimens were retarded more compared to APAL 45 specimens and the amounts of retardation at R=0.5 were larger than that at R=0.2. It was found that the retardation in fatigue crack propagation was caused by intact fibers in the wake of crack.ack.

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.30-38
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• 2000

본 연구에서는 낙추충격 시험시스템을 제작하여 낙추의 응력파 전파 현상을 고려한 CFRP적층판의 충격흡수특성 및 충격강도를 평가하였으며, 초음파 C-스캔너를 이용하여 내부손상영역을 관찰하여 시험편의 손상면적과 흡수에너지의 상관관계를 규명하였다. 적층배향이 다른 직교이방성 시험편이 의사등방성 시험편의 충격에너지와 흡수에너지 수준을 보면 의사등방성 시험편이 흡수에너지가 높게 나타났지만, 충격에너지와 박리면적의 크기는 별 차이가 나타나지 않았으며 계면수가 많은 시험편이 충격에너지를 많이 흡수하였다. 적층수 및 적층방향이 동일한 경우, GFRP 프리프레그를 삽입한 시험편이 그렇지 않은 시험편보다 흡수에너지가 높게 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.101-109
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• 1994

내압을 받는 섬유강화 복합적층 파이프 구조를 해석하기 우해 감절점 원통형 쉘 유한요소를 이용하였다. 이요소는 lockintg현상을 제거하고, 수렴성을 개선하기 위해 감차적분기법, 변위형의 추가, 가정된 전단 변형 도장을 사용한 9절점의 3차원 쉘 유한요소이다. 이 유한요소를 이용하여 여러개의 예제를 해석하고, 결과를 이론식 및 다른 구조해석 프로그램과 비교하였다. 비교결과 유한요소의 수렴도 양호하였고, 섬유강과 복합적층 파이프 구조의 섬유 배향 각도를 증가시킴에 따라 파이프의 처짐은 감소하면서 파이프의 강성이 증가함을 알 수 있고 이는 또한 90.deg.적층 각도가 내압을 받는 파이프 구조의 hoop tension을 유효하게 받을 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국결정학회지
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• 제13권2호
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• pp.69-72
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• 2002

본 연구에서는 적층판 자유단 근처에서의 층간응력 문제를 해석하였다. 탄소섬유 복합적층판 [+40/-40］s과 탄소 부직포가 삽입된 적층판 ［+40//-40］s 이 인장하중을 받고 있는 경우에 대하여 해석한다. 부호 “//”는 층간에 부직포가 위치함을 의미한다. 부직포를 삽입함으로서 모우드 Ⅱ의 층간파괴인성치는 크게 증가하지만 모우드 I의 값은 크게 변하지 않음이 보고되어 있다./sup 3)/ 복합재료 구조물에 있어서 모우드 Ⅲ 층간파괴인성치가 중요하지만 그 값을 실험적으로 평가하기는 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 부직포 효과 특히, 적층판 자유단 근처에서의 모우드 Ⅲ층간파괴 특성을 이해하기 위하여 유한요소 해석을 통해 전단응력을 분석하고자 한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권2호
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• pp.295-313
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• 2016

In this study, the three-dimensional finite element method is used to determine the stress intensity factor in Mode I and Mixed mode of a centered crack in an aluminum specimen repaired by a composite patch using contour integral. Various mesh densities were used to achieve convergence of the results. The effect of adhesive joint thickness, patch thickness, patch-specimen interface and layer sequence on the SIF was highlighted. The results obtained show that the patch-specimen contact surface is the best indicator of the deceleration of crack propagation, and hence of SIF reduction. Thus, the reduction in rigidity of the patch especially at adhesive layer-patch interface, allows the lowering of shear and normal stresses in the adhesive joint. The choice of the orientation of the adhesive layer-patch contact is important in the evolution of the shear and peel stresses. The patch will be more beneficial and effective while using the cross-layer on the contact surface.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.511-520
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• 2007

본 연구는 복합재료 교량시스템의 규준 정립을 위한 연구로서 실제 설계 시공되어진 복합재료 교량의 정밀해석수행과 이를 통한 복합재료 교량의 파괴거동 및 설계기준 등을 조사하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 효율적인 연구를 위하여 실제 미국 NEW YORK주 내에 설계 시공되어있는 Noncomposite-FRP 복합재료 교량을 대상으로 해석적 연구를 수행하였으며 본 연구에서 사용된 해석적 모델을 토대로 실제 미국에서 기 수행되어진 교량 거동에 관한 해석 및 실험하중 평가와 그 결과를 비교하였다. 특히 국내 복합재료 교량의 해석적 설계기준 평가를 위하여 보다 실질적이고 정확한 파괴모드의 조사 및 분석이 요구되어지므로 본 연구에서는 이를 위하여 기존의 해석적 연구에서 가벼운 중량으로 인하여 무시되었던 자중의 영향과 각 적층 layer에 설계된 ply orientation을 고려하여 해석하였다. 그 결과 자중을 고려한 복합재료 패널들의 경우, 제작 결함에 따른 이음부 파괴가 없을 경우 교량 상부 구조 중 횡축 보에서의 국부 좌굴 파괴가 교량의 파괴를 지배할 것으로 본 연구결과에서 예측되었다. 이는 복합재료 교량 제작 시 복합재료 상판 패널과 보의 이음부가 Noncomposite로 제작되는 경우 실제 제작되어진 복합재료 상판의 고 강성에 의하여 재하 하중에 의한 하부 강재 거더 좌굴이 선행되는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권10호
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• pp.983-989
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• 2017

본 논문에서는 첨단복합재의 볼트단일접합 베어링강도에 대한 시험적 평가 결과를 수록하였다. 볼트단일접합 시험은 stabilized 접합과 unstabilized 접합에 대하여 수행하였다. Stabilized 접합은 접합부 면외회전을 제한하는 접합이다. Unstabilized 접합은 면외변위를 제한하지 않는 접합이다. 볼트 단일접합에서 적층판의 베어링강도 값은 적층판 내 적층각 $0^{\circ}$, $+45^{\circ}$, $-45^{\circ}$ 및 $90^{\circ}$ 비율에 영향이 없음을 보여준다. 볼트접합부 면외거동의 영향으로 unstabilized 볼트 단일접합 베어링 강도값이 stabilized 볼트 단일접합 베어링 강도값 보다 작음을 보여주고 있다. 본 논문에 사용된 복합재료는 $177^{\circ}C(350^{\circ}F)$에서 경화되는 Carbon/Epoxy UD Tape 프리프레그이다. 표준각 $0^{\circ}$, $+45^{\circ}$, $-45^{\circ}$ 및 $90^{\circ}$ 층으로 적층된 8종류의 적층판에서 총 112개 볼트단일접합 시험시편을 구성하였다. Stabilized 접합과 unstabilized 접합의 시험방법은 ASTM-D-5961M 규정을 사용하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권1호
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• pp.47-52
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• 2011

It is well known that stiffness of composites depends on layup sequence of CFRP(carbon fiber reinforced plastics) laminates because the layup of composite laminates influences their properties. Ultrasonic NDE of composite laminates is often based on the backwall echoes of the sample. A pair of such transducers was mounted in a holder in a nose-to-nose fashion to be used as a scanning probe on composites. Miniature potted angle beam transducers were used (Rayleigh waves in steel) on solid laminates of composites. Experiments were performed to understand the behavior of the transducers and the nature of the waves generated in the composite (mode, wave speed, angle of refraction). C-scan images of flaws and impact damage were then produced by combining the pitch-catch probe with a portable manual scanner known as the Generic Scanner ("GenScan"). The pitch-catch signal was found to be more sensitive than normal incidence backwall echo of longitudinal wave to fiber orientation of the CFRP composites, including low level porosity, ply waviness, and cracks. Therefore, it is found that the experimentally Rayleigh wave variation of pitch-catch ultrasonic signal was consistent with numerical results and one-side ultrasonic measurement might be very useful to detect the defects.