• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.222-235
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• 2017

In this study, finite element modeling was used to predict the material properties of tri-axially braided textile composite. The model was made based on an experimental test specimen which was also used to compare the final results. The full interlacing of tows was geometrically modelled, from which repeating parts that make up the whole braid called unit cells were identified based on the geometric and mechanical property periodicity. In order to simulate the repeating nature of the unit cell, periodic boundary conditions were applied. For validation of the method, a reference model was analyzed for which a very good agreement was obtained. Material property calculation was done by simulating uniaxial and pure shear tests on the unit cell. The comparison of these results with that of experimental test results showed an excellent agreement. Finally, parametric study on the effect of number of plies, stacking type (symmetric/anti-symmetric) and stacking phase shift was conducted.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.35-41
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• 1997

Unit cell analyses were peformed to study the engineering properties of satin weave textile composites. Two 5-harness satin weave layers with fiber tow shifts were modeled by unit cells and repeating boundary conditions were applied at the outer surface of the unit cells. Multi-field macroelements were employed to consider the microstructure details and to effectively reduce computer memory requirements. Preliminary results indicated that the engineering properties of 5-harness satin weave textile composites can vary significantly according to the manner how the adjacent fiber tows were arranged in stacking.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권4호
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• pp.25-31
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• 2020

The development of manufacturing technology for braided composites has led to farther extension of the applications in aerospace structures. Since the mechanical characteristics of braided composites are affected by various materials and manufacturing parameters, it is important to determine the parameters required to appropriately design the braided composite structures. In this study, we proposed a geometric model of RUC (repeating unit cell) for 2D braided composites, and predicted the mechanical properties according to the change of fiber volume fraction, fiber filament size, braiding angle, and gap between adjacent yarns by the yarn slicing technique and stress averaging method. Finally, we analyze the characteristics of mechanical properties according to each manufacturing parameter of the braided composite material.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.941-948
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• 2016

직물 복합재료는 높은 비강성과 비강도를 가지며 일방향 복합재료에 비해 면외 방향 특성과 충격 및 층간분리에 대한 특성이 우수하여 항공우주 구조물의 주재료로 적용되고 있다. 본 논문에서는 2차원 평직 복합재료의 반복단위격자에 대한 기하학적 모델을 정의하고 유효강성을 예측하였다. 반복단위격자의 기하학적 형상은 다양한 프리폼 제작변수에 의해 결정될 수 있으며, Naik의 모델을 바탕으로 섬유다발간의 간극을 추가적으로 고려하는 수정된 기하학적 모델을 제시하였다. 평직 복합재료의 유효 강성은 반복단위격자에 대한 섬유다발 이산화 기법과 등변형률 가정 기반의 응력 평균화 기법을 사용하여 예측되었다. 또한 섬유다발간의 간극의 크기에 따른 강성의 변화를 평가하였으며, 기존 모델과 시편 시험 데이터와의 비교를 통해 강성 예측 결과를 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.939-941
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• 2017

항공우주 구조물은 경량화를 위하여 복합재의 사용이 증가하고 있다. 이러한 구조물 중 추진기관에 해당하는 발사체 동체의 링 프레임 및 부품은 구조적 파손에 덜 취약한 섬유 강화 복합재를 주로 사용한다. 섬유 강화 복합재의 사용이 증가함에 따라 강성 및 강도의 효율적인 설계 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 섬유 강화 복합재 중 2차원 3축 브레이딩 복합재의 단위 체적 형상(Repeating Unit Cell, RUC)에 따른 기계적 강도를 예측하였다. 강도 예측 기법으로 섬유다발의 이산화 기법를 통한 섬유조각(Yarn Slice) 정의, 증분 접근법, 강성저하 모델 등을 사용하였다. 마지막으로 예측된 강도와 시험결과를 비교하여 본 논문에서 정의한 예측 기법의 정확도를 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.455-467
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• 2001

본 논문에서는 일축인장하중을 받고 있는 8-매 주자직 복합재료의 적층 위상변화가 등가물성치 및 응력분포에 미치는 영향을 연구하였다. 등가물성치 및 응력은 임의의 배열을 갖는 적층 구조물에 대한 단위구조 해석을 통해 계산하였으며, 마크로요소를 사용하여 효율적인 계산을 수행하였다. 계산 결과, 섬유다발 미세구조의 변화는 응력분포에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 섬유다발 및 수지에서의 응력은 섬유다발의 이동에 따라 서로 다른 분포를 보였고, 수지영역에서의 최대응력은 매우 넓은 범위에 걸쳐 분포하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.222-227
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• 2008

This study is focused on an integrated numerical modeling enabling one to investigate the dynamic behavior and failure of 2-D textile composite and 3-D orthogonal woven composite structures weakened by micro-cracks and subjected to an impact load. The integrated numerical modeling is based on: I) determination of governing equations via a three-level hierarchy: micro-mechanical unit cell analysis, layer-wise analysis accounting for transverse strains and stresses, and structural analysis based on anisotropic plate layers, II) development of an efficient computational approach enabling one to perform transient response analyses of 2-D plain woven and 3-D orthogonal woven composite structures featuring the matrix cracking and exposed to time-dependent loads, III) determination of the structural characteristics of the textile-layered composites and their degraded features under various geometrical yarn shapes, and finally, IV) assessment of the implications of stiffness degradation on dynamic response to impact loads.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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• pp.187-190
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• 2005

Alignment pattern of checkerboard was constructed by the stylus of atomic force microscope. Orientational bistability of the nematic liquid crystal was realized on that frustrated surface alignment. Macroscopic orientational switching between two perpendicular directions took place by an appropriate in-plane electric field. The threshold electric fields decreased in both switching directions as temperature increased. The focused laser heated up only the limited domains in the cell including a light-absorbing medium. Irradiating the laser concurrently with an appropriate electric field, we switched the selected unit domains in the alignment pattern. The switched domains maintained stably the switched direction without the disturbance from the exterior. Extending and repeating this process, we realized extremely fine devices of bistable switching.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.225-231
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• 2005

식물유를 탄소원으로 사용하여 medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산할 수 있는 Pseudomonas chlororaphis HS21을 대상으로 대사경로의 변화를 통하여 식물유의 MCL-PHA로의 전환율을 증진시키고 MCL-PHAs의 단위체 조성의 변화를 유도하기 위한 방안을 모색하였다. P. chlororaphis HS21의 MCL-PHAs 생합성은 세포생장과 동시에 일어나는 특징을 보였으며, 팜유를 유일 탄소원으로 사용한 회분배양의 결과 2.4 g/L의 건체량과 건체량의 $40.2\;wt{\%}$에 해당하는 MCL-PHAs를 얻을 수 있었다. 또한 생합성된 MCL-PHAs의 단위체는 3-hydroxyhexanoate($7.0\;mol{\%}$, 3-hydroxyoctanoate ($45.3\;mol{\%}$. 3-hydroxydecanoate ($39.0\;mol{\%}$), 3-hydroxydodecanoate ($6.8\;mol{\%}$) 및 3-hydroxytetradecanoate ($1.9\;mol{\%}$)로 구성되어 있었다. 식물유와는 달리 포도당과 같은 탄수화물은 P. chlororaphis HS21의 생장에는 이용되지만 MCL-PHAs의 생합성에는 거의 이용되지 못하는 탄소원임을 확인하고, 식물유와 함께 포도당을 보조기질로 공급한 결과 식물유의 MCL-PHAs로의 전환율이 크게 증가함으로써, PHA 생산에 직접적으로 이용되지 못하는 보조기질의 사용을 통하여 특정 기능기를 함유하는 기질로부터 해당 기능기를 갖는 MCL-PHAs를 효율적으로 생산할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 지방산의 ${\beta}-oxidation$ 회로를 방해하는 아크릴산을 첨가할 경우 아크릴산의 독성에 의하여 세포생장은 저해를 받지만 세포 내 MCL-PHAs의 축적율은 감소하지 않았으며, MCL-PHAs를 구성하는 단위체 중 3-hydroxydo-decanoate 및 3-hydroxytetradecanoate와 같이 탄소수가 보다 큰 단위체의 함량이 크게 증가하였다. 이러한 특징에 의해 해바라기유와 옥수수유로부터는 3-hydroxydodecenoate, 3-hydroxytetradecenoate와 같은 불포화 단위체의 함량이 크게 증가된 기능성 MCL-PHAs를 생산할 수 있었다. 이러한 결과는 아크릴산의 첨가와 같은 PHA 대사경로의 인위적 변화가 새로운 단위체 조성을 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.461-467
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• 2012

Multi-block sulfonated poly (arylene ether sulfone) (SPES) membranes were synthesized by post-sulfonation and its properties characterized. Two types of oligomers, F-terminated and OH-terminated telechelic oligomers, were synthesized by controlling the feed ratio of dihydroxyl- and difluoro-monomers. Their number of repeating unit (X and Y) was analyzed by GPC and $^1H$ NMR. Copolymerization with F-terminated and OH-terminated telechelic oligomers via nucleophilic aromatic substitution, gave high-molecular-weight multi-block PESs. Each block length was controlled to have different values with X5Y10, X10Y10, X20Y10 and X20Y20. Successful polymerization and its successful sulfonation was confirmed by GPC and $^1H$ NMR. RH dependence of proton conductivity of multi-block SPES membranes was comparable to that of Nafion 212 at high RH conditions.