• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제3권1호
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• pp.21-24
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• 2016

In this study, a optimal design on the hood automotive using eco-friendly natural fiber composites is performed. The hood of an automobile is determined by dividing the Inner panel shape through optimization phase to outer panel and inner panel. It was performed to optimize the size of the thickness of the inner panel and the outer panel by applying a flax/epoxy composite materials. The optimized shape was evaluated for weight-lightening, stability and the pedestrian collision safety. Through the resin flow analysis are confirmed to molding possibility judgment of product.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.249-257
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• 2019

In this paper, the buckling behavior of triaxially braided circular arch with monosymmetric open section subjected to three-point bending was studied experimentally and numerically. First, test specimens were manufactured using vacuum assisted resin transfer molding (VARTM). Then the specimen was tested under three-point bending to determine the ultimate buckling strength. Before performing the numerical analysis, effective material properties of the braided composite were obtained through micro-meso scale analysis virtual testing validated with available test results. Then linear buckling analysis and geometrically non-linear post buckling analysis, established to simulate the test setup, were performed to study the buckling behavior of the composite frame. Analysis results were compared with experimentally obtained ones for verification. The effect of manufacturing defects of tow misalignment, irregular surface and resin rich region, and uncertainties during test setup were studied using numerical models. From the numerical analyses performed it was observed that both manufacturing defect and uncertainties had effect on the buckling behavior and strength.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권2호
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• pp.125-137
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• 2008

FBG (Fiber Bragg Grating) sensors and optical fibers were embedded into CFRP dry preforms before resin impregnation in VaRTM (Vacuum-assisted Resin Transfer Molding). The embedding location was the interface between the skin and the stringer in a CFRP-stiffened panel. The reflection spectra of the FBG sensors monitored the strain and temperature changes during all the molding processes. The internal residual strains of the CFRP panel could be evaluated during both the curing time and the post-curing time. The temperature changes indicated the differences between the dry preform and the outside of the vacuum bagging. After the molding, four-point bending was applied to the panel for the verification of its structural integrity and the sensor capabilities. The optical fibers were then used for the newly-developed PPP-BOTDA (Pulse-PrePump Brillouin Optical Time Domain Analysis) system. The long-range distributed strain and temperature can be measured by this system, whose spatial resolution is 100 mm. The strain changes from the FBGs and the PPP-BOTDA agreed well with those from the conventional strain gages and FE analysis in the CFRP panel. Therefore, the fiber-optic sensors and its system were very effective for the evaluation of the VaRTM composite structures.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.202-208
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• 2017

RTM은 작은 크기에서 큰 크기의 복합재료를 생산할 수 있는 대량 생산 공정이다. 최근 경화 시간이 약 10분 이내인 속경화 수지가 자동차 및 항공우주 산업에 사용되고 있다. 수지의 점도는 경화 정도와 관련이 있으며, 금형 내부로 충진되는 과정에서 급격히 점도가 변할 수 있다. 따라서 속경화 수지의 유동 특성과 경화도를 해석적으로 예측하는 데 많은 노력이 필요하므로 실험적으로 측정하고 평가하는 것이 유리하다. 복합재료의 경화도를 측정하는 방법은 대표적으로 DMA, 유전기법 등이 있다. 본 논문에서는 다채널 경화 모니터링 시스템을 이용하여 속경화 수지의 유동과 경화도를 측정하였다. 총 8채널의 유전센서가 사용되었으며, 다양한 압력 조건에 따른 금형 내부의 유동과 경화도를 측정하고 상호 비교하였다.

• 소성∙가공
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• 제24권2호
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• pp.101-106
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• 2015

Recently, silicone is being used for LED chip lens due to its good thermal stability and optical transmittance. In order to predict residual stresses, which cause optical birefringence and mechanical warpage of silicone, a finite element analysis was conducted for the curing of silicone during molding. For the analysis of the curing process, a dynamic cure kinetics model was derived based on the results of a differential scanning calorimetry (DSC) testing and applied to the material properties for finite element analysis. Finite element simulation results showed that a step cure cycle reduced abrupt reaction heat and showed a decrease in the residual stresses.

• 전기학회논문지
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• 제56권3호
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• pp.604-610
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• 2007

Injection molding is the most common method of shaping plastic resins for manufacturing a variety of parts. This injection molding is accomplished by injection molding machines (IMM) which consists of a hewer, a reciprocating screw, barrel assembly, and an injection nozzle. The plastic resin is fed to the machine through the hopper and it should be heated to the target melting temperature, which depends on material properties, as closely as possible with very small temperature overshoot in the barrel. Since the barrel, which has temperature dependent specific heat and thermal conductivity in the operating temperature range, is heated by the several electric heater bands, it is not an easy task to control the temperature of the barrel owing to the interference of neighboring heaters and its material properties. Though PID controller with auto-tuning capability is widely adopted in the nm, the auto-tuning process should be carried out whenever the operating temperature is changed significantly. Recently, though the predictive controller is developed and shows good performance, it has drawbacks: 1. Since the heat transfer modeling process is very complicated and should be carried out again when the barrel is changed, it is somewhat inappropriate in the field. 2. The controller performance is not validated in whole operating temperature range. In this paper, cascade type simple PI controller with input restriction is proposed to find the possibility of controlling the barrel temperature in the whole operating temperature range. It is shown by experiment that the proposed controller shows good performance. This result can be applied to design of PI controller with auto-tuning capability.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권10호
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• pp.607-612
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• 2006

In VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) process, the permeability generally controls the filling time of the resin and it also affects the void characteristics of the fiber composite. In this study, carbon and glass fiber inter-layered hybrid composites (carbon fiber centered stack) with an epoxy matrix were fabricated by VARTM process and evaluated the resin flow and macro void characteristics. The permeability of glass fiber was higher than that of carbon fiber used in this study. Using Darcy's equation, the permeability of hybrid composites could be predicted and experimentally confirmed. After curing, the macro void content of hybrid composites was investigated using image analyzer. The calculated filling time was well agreed with experimental result and the void content was significantly changed in hybrid composites.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.379-384
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• 2018

본 연구에서는 동일한 표면 형태를 가지는 탄소섬유에 다양한 사이징제를 처리함에 따라 발생하는 에폭 시 수지의 유동 특성 변화를 분석하였다. 동적 접촉각(DCA) 측정을 통해 단일 탄소섬유의 젖음성(Wettability)을 측정하였다. DCA 측정 결과와 함침 특성 간의 연관성을 살피기 위해 Wicking test와 VARTM test를 수행하였다. 추가적으로, 탄소섬유의 표면 에너지 등 다양한 표면 특성을 분석하였으며 Micro-droplet test를 통해 수지와 탄소섬유계면의 계면전단강도를 측정하였다. 이러한 실험 결과를 기반으로, 함침 속도의 증대를 위해서는 탄소섬유의 사이징제가 적정 수준의 표면 에너지를 가져야 하며, 사이징제의 화학적 조성을 조정하여 에폭시 수지의 유동 특성과 계면전단강도가 모두 개선 가능함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.1-7
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• 2002

VARTM공정에서는 수지유동을 빠르게 하기 위해 투과촉진층이 사용되는데 투과촉진층과 섬유층 사이의 수지 속도차가 크다. VARTM제품은 길이에 비해서 두께가 얇으나 두 가지 다른 유통 매질 사이에 발생하는 lead-lag 유통을 관찰하기 위해서는 두께 방향을 고려한 3차원해석이 요구된다. 그런데 3차원 해석에 있어서 계산 시간이 문제가 된다. 일반 PC로 절점수가 많은 3차원 문제를 해석하려면 오랜 시간이 소요되므로 비실용적이다. 그래서 본 연구에서는 dual-scale 기법을 도입하여 전체 영역은 2.5차원으로 해석하고 주요한 관심 영역만을 3차원으로 해석하였다. 2.5차원 시뮬레이션만으로 예측하기 어려운 lead-lag 유동과 같은 특이한 유동 경향을 국부적인 3차인 해석을 통해서 발견학 수 있었다. 본 연구에서 개발된 global-local 해석기술은 일반 PC에서 적당한 계산 시간 내에 균일하지 않은 유동 매질 사이를 지나는 유동흐름의 특성 분석에 효과적으로 사용될 수 있다.

• Composites Research
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• 제28권6호
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• pp.340-347
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• 2015

VARTM 공정에서 고분자 수지가 함침 될 때 시간에 따라 섬유보강재가 팽창하여 섬유체적율이 감소하는 현상이 발생한다. 풍력 블레이드와 같은 대형 복합재료 구조물의 경우 섬유체적율의 변동 폭이 커져 제품의 치수가 변하고 기계적 물성이 저하될 뿐 아니라 예측하지 못한 고분자 수지의 사용량이 증가하는 등의 문제점과 경제적인 손실이 발생할 여지가 증가할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서 수지 함침에 따른 섬유 보강재의 팽창 현상에 관한 분석을 통하여 복합재료 액상 성형 공정에서의 섬유 체적율을 조절하는 방안을 모색하였다. 그 결과 유동 선단의 진행에 따라 섬유의 팽창 현상이 크게 두 단계로 구분되어 나타나는 것을 확인하였고 각각의 단계에서 작용하는 힘을 분석함으로써 섬유의 체적율 변화에 관한 현상학적 모델을 제시하였고 1차원 편미분 수치 해석과 연계하여 VARTM공정에서 수지 함침에 따른 섬유 체적율의 변화를 예측하였다.