• Composites Research
• /
• 제26권6호
• /
• pp.363-372
• /
• 2013

RTM (Resin Transfer Molding) 공정을 수치해석하기 위해 Level set 방법과 결합된 확장 유한 요소 법을 적용하였다. 유동 전면 부에서 비연속적인 구배를 가지는 압력을 계산하기 위해 확장 유한 요소 법을 이용하여 계산의 정밀성을 높였다. 확장 유한 요소 법에 이용되는 확장 형상 함수는 Level set 값을 이용하여 정의하였다. 이 확장 형상 함수는 요소를 통과하는 수지 유동 전면부의 위치를 반영할 수 있다. 게다가 Level set 법이 금형 충전 동안 수지 유동 전면부의 위치를 계산할 때 적용되었다. 수지 유동 전면부의 위치를 계산하는 미분방정식은 내연적 특성 Galerkin 유한 요소 법을 적용하여 풀었다. 선형 시스템 계산에서는 IPSAP의 다중 프론트 솔버를 이용한다. 본 연구에서 계산한 해석 값은 이론 값과 비교하여 검증하였다. 계산 효율을 높이기 위해 확장 유한 요소 법과 Level set 방법의 국소화 기법이 제안되었다. 이 기법은 계산 영역을 수지 유동 전면 부 근처의 영역으로 축소한다. 그러므로 전체 계산 양은 최소화될 수 있었다. 이 기법의 계산 효율은 채널 유동 모델을 이용하여 평가된다. 본 연구의 해석 능력을 보여주기 위해 몇 가지 적용 예제를 계산하였다. 첫 번째 예제를 이용해서 복잡하게 흘러가는 수지 전면부의 갈라짐과 합쳐지는 현상 해석하였다. 그리고 금형 내부의 Race-tracking 효과와 기공 생성 현상을 확인하기 위해 복잡한 모양의 구조물을 시뮬레이션 하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.232-235
• /
• 2004

This is the preliminary study to develop composite window frame of commercial aircraft using VaRTM process. For two candidate carbon fabric(triaxial fabric, sleeving braider dry carbon fiber), specimens were fabricated using VaRTM process ,and then the physical & mechanical tests were performed to gain material property according to ASTM. FEM analysis for each candidate carbon fabric were performed to find the minimum ply number and weight for composite window frame. In this study Tsai-Wu strength failure criteria was utilized to evaluate the safety of structure.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제30권8호
• /
• pp.916-922
• /
• 2006

In recent years there has been a growing interest for the use of natural fibers in composite applications due to their low cost, environmental friendliness, and good mechanical properties. The purpose of this study is to determine the characteristic of bending strength on bamboo fiber reinforced polymer composites. The parameters of RTM process depend on the weight ratio of bamboo fiber and resin, the number of bamboo ply and amount of hardening agent. Mechanical properties was investigated for each process factor of polymer composites. Test result shows that bending strength was a maximum(approximately 85MPa) value when composite thickness was 6mm and weight ratio of resin was 13%.

• Composites Research
• /
• 제12권2호
• /
• pp.70-81
• /
• 1999

고분자 복합재료 제조공정인 수지이동성형(RTM) 공정은 최근 들어서 고성능 재료를 필요로 하는 항공산업분야에서 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 유한요소/관할부피 기법을 도입한 수치모사를 통해서 수지이동 성형공정에서의 금형충전단계를 해석하였다. 섬유직조망의 투과계수를 정량적으로 측정하고, 또한 수치모사에 이용된 프로그램을 검증하기 위하여 유동가시화 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 강화섬유와 수지물질로는 여러 가지 형태의 섬유직조망과 실리콘 기름을 선택하였다. 수치모사와 유동가시화 실험을 병행함으로써 섬유직조망의 구조, 금형의 구조, 금형삽입체가 금형충전단계에서의 수지 유동선단의 형태에 미치는 영향을 살펴보았다. 모델링에 의해 예측된 유동선단은유동가시화 실험을 통해 관찰된 결과와 잘 일치한 것으로 나타났으나, 금형내 불균일한 섬유부피분율로 인해 섬유조직망의 투과계수가 전 영역에서 일정한 값을 가지지 못하기 때문에 약간의 차이를 보여주었다. 원형의 구조물이 금형내에 삽입되어 있는 경우, 월드라인의 위치를 예측된 유동선단으로부터 정성적으로 추정할 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.137-140
• /
• 2005

Resin transfer molding (RTM) is one of the most popular processes for producing fiber reinforced polymer composites. In the manufacture of complex thick composite structures, analysis on flow front advancement on the resin impregnating the multi-layered fiber preform is helpful for the optimization of the process. In this study, three-dimensional mold filling simulation of RTM is carried out by using CVFEM (Control Volume Finite Element Method). On the assumption of isothermal flow of Newtonian fluid, Darcy’s law and continuity equation are used as governing equations. Different permeability tensors employed in each layer are obtained by experiments. Numerically predicted flow front is compared with experimental one in order to validate the numerical results. Flow simulations are conducted in the two mold geometries, rectangular plate and hollow cylinder. Permeability tensor of each layer preform in Cartesian coordinate system is transformed to cylinder coordinates system so that the flow within the multi-layered preforms of the hollow cylinder can be calculated exactly. Our emphasis is on the three dimensional flow analysis for circular three-dimensional braided preform, which shows outstanding mechanical properties such as high impact strength and toughness compared with other conventional two-dimensional laminar-structured preforms.

• Composites Research
• /
• 제33권2호
• /
• pp.61-67
• /
• 2020

프리폼 성형은 섬유 직조물을 이용한 RTM 성형에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 탄소 섬유 직조물의 프리폼의 변형은 소재의 강도에 영향을 미치며, 그 중 전단 잠김 각도를 넘어서는 힘이 작용하게 되면 제품에 주름이 발생되어 RTM공정 시 불량발생의 원인이 된다. 그러므로 본 연구에서는 탄소섬유직조물의 전단변형 허용치를 정량화하고 실제 직조물의 성형과 수치모사를 이용하여 성형 특성을 검증하고자 한다. 그 결과 섬유 방향의 설정에 따른 주름의 특성을 확인하고 그 결과를 평가하였다. 앞에 언급한 물성 측정 결과들을 이용하여 수치해석을 수행하였고, 이 결과를 실험 결과와 비교 분석하였다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.140-144
• /
• 2010

In recent years there has been a growing interest for the use of natural fibers in composite applications due to their low cost, environmental friendliness, and good mechanical properties. The purpose of this study is to determine the characteristic of bending strength on bamboo fiber reinforced polymer composites. The parameters of RTM process depend on the weight ratio of bamboo fiber and resin, the number of bamboo ply and amount of hardening agent. Besides the existence of pore in composites according to vacuum time investigated a effect on mechanical properties of reinforced polymer composites. Test result shows that compressive strength was a maximum(approximately 1,840kgf/$cm^2$) value when weight ratio of resin was 12%.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.57-60
• /
• 2002

The stiffness model has been proposed to predict elastic constants of twisted yarn composites. The model is based upon the unit cell structure, the coordinate transformation, and the volume averaging of compliance constants for constituent materials. For the correlation of analytic results with experiments, composite samples of various yarn twist angle were tested. The samples were fabricated by the RTM process using glass yarns and epoxy resin. The correlations of elastic constants showed relatively good agreements. The model provides the predictions of the three-dimensional engineering constants, which are valuable input data for the analytic characterization of textile composites made of twisted yarn.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.111-116
• /
• 2005

In this study the compatibility of Epoxy resin with Phenolic using three different separation layer techniques was investigated; some important process variables such as pressure, flow front and deformation were monitored in order to get a better understanding of the process.

• Composites Research
• /
• 제15권1호
• /
• pp.21-31
• /
• 2002

기존 굴착식 기술의 단점을 극복하기 위해 다양한 비굴착 보수-보강기술이 개발되고 시도되었으나, 이제까지 개발된 비굴착 기술들은 높은 공사비용과 시공의 불편함이라는 결점을 갖고 있다. 본 연구에서는 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)과 유리섬유 고분자 복합재료를 이용해 지하매설관을 보수-보강하는 연구를 수행하였다. 개발된 공법은 기존 기술보다 적은 비용과 공사 시간을 필요로 하며 사용되는 장비 또한 간단하다. 신뢰성 있는 공정을 위해 유연한 금형의 역할을 하는 보강재에 수지를 주입한 후, 가압과 진공을 가하는 방법이 시도되었으며, 상용 유전장치인 LACOMCURE를 사용하여 RTM 공정 중 수지의 함침과 경화 상태를 추적하였다. 연구결과를 통해, 적절한 공정 변수 및 온라인 경화 모니터링 기법을 적용한 본 공법이 기존 방법에 비해 많은 장점을 가짐을 알 수 있었다.