• 한국항공우주학회지
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• 제38권9호
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• pp.862-868
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• 2010

국내에서 미국과 상호항공안전협정 체결을 위해 소형 항공기를 개발 중이다. 연구 대상 항공기는 경량화를 위하여 전기체 복합재료가 적용되었다. 그러나 복합재 구조는 충격 손상에 취약하다. 따라서 본 연구에서는 항공기 복합재 구조의 손상 평가 및 유지 보수 기법 연구를 수행하였다. 탄소/에폭시 UD 라미네이트와 탄소/에폭시 패브릭 스킨-허니컴코어 샌드위치 복합재 라미네이트의 손상은 중량 낙하식 충격 시험기를 활용하여 모사되었으며 손상된 시편은 손상 부위 제거 후 외부 패치 적용 방안을 적용하여 수리하였다. 손상 전 시편, 손상 후 시편, 유지 보수된 시편의 압축 강도 시험 및 해석 결과를 비교하였다. 그리고 마지막으로 유지 보수 후 강도 복원 능력이 평가되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.487-499
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• 2024

The primary objective of this study is to analyze the free vibration behavior of a sandwich cylindrical shell with a defective core and wavy carbon nanotube (CNT)-enhanced face sheets, utilizing the three-dimensional theory of elasticity. The intricate equations of motion for the structure are solved semi-analytically using the generalized differential quadrature method. The shell structure consists of a damaged isotropic core and two external face sheets. The distributions of CNTs are either functionally graded (FG) or uniform across the thickness, with their mechanical properties determined through an extended rule of mixture. In this research, the conventional theory regarding the mechanical effectiveness of a matrix embedding finite-length fibers has been enhanced by introducing tube-to-tube random contact. This enhancement explicitly addresses the progressive reduction in the tubes' effective aspect ratio as the filler content increases. The study investigates the influence of a damaged matrix, CNT distribution, volume fraction, aspect ratio, and waviness on the free vibration characteristics of the sandwich cylindrical shell with wavy CNT-reinforced face sheets. Unlike two-dimensional theories such as classical and the first shear deformation plate theories, this inquiry is grounded in the three-dimensional theory of elasticity, which comprehensively accounts for transverse normal deformations.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권11호
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• pp.1551-1559
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• 2005

This paper explains manufacturing process and experimental studies on a composite carbody of Korean tilting train. The composite carbody with length of 23m was manufactured as a sandwich structure composed of a 40mm-thick aluminium honeycomb core and 5mm-thick woven fabric carbon/epoxy face. In order to evaluate structural behavior and safety of the composite carbody, the static load tests such as vertical load, end compressive load, torsional load and 3-point support load tests have been conducted. These tests were performed under Japanese Industrial Standard (JIS) 17105 standard. From the tests, maximum deflection was 12.3mm and equivalent bending stiffness of the carbody was 0.81$\times$10$^{14}$ kgf$\cdot$mm$^{2}$ Maximum stress of the composite body was lower than 12.2$\%$ of strength of the carbon/epoxy. Therefore, the composite body satisfied the Japanese Industrial Standard.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.39-44
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• 2007

This rafer explains a durability test of a large train car body made of carbon/epoxy composite material. The composite car body with the length of 23m was manufactured as a sandwich structure composed of an aluminum honeycomb core and CF1263 woven fabric carbon/epoxy faces. In order to evaluate durability of the composite car body, it was excited by two 500kN capacity hydraulic actuators installed underneath the body bolster. The natural frequency of the composite car body under full weight condition was found to be 4.33Hz. Based on this result, the excitation frequency and displacement of 5Hz and ${\pm}1.0mm$, respectively, were used as inputs for the durability test. The test was conducted for $2{\times}10^6$ cycles. During the test, the nondestructive tests using X-ray radiography and dye penetration method was performed to determine the presence of the cracks. Upon completion of the test, no cracks were found.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.356-364
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• 2017

복합재 격자 구조는 동일한 무게를 갖는 다른 구조에 비해 더 큰 하중을 견딜 수 있다는 장점으로 인해 다양한 분야에 적용이 시도되고 있다. 최근, 국내에서도 복합재 격자 구조 제작을 위한 기술 개발이 이루어지고 있으며 이에 복합재 격자 구조를 빠르고 정밀하게 검사할 수 있는 비파괴검사 기술의 개발 역시 필요하게 되었다. 본 논문에서는 초음파전파 영상화 시스템들을 활용하여 복합재 격자 구조에 빠르고 정밀한 비파괴검사를 하기 위한 연구를 수행하였다. 레이저 펄스에코 초음파전파 영상화 시스템을 통해 스킨에 쌓여 있는 복합재 격자 구조의 내부 리브 구조를 관찰할 수 있었고 접착분리를 검출할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 검사시간을 줄이기 위해 주파수 영역을 최적화 하기 위한 밴드 디바이더를 개발 적용하였으며, 검사 결과의 질을 향상시키기 위해 곡률 보상 알고리즘을 개발하였다. 유도파 초음파전파 영상화 시스템으로는 리브 구조에 있는 층간분리 결함을 확인할 수 있었으며, 다중 소스 초음파전파영상을 통해 검사 영역을 확대시켰고 가변시간창 진폭 이미지 알고리즘을 통해 결함을 강조시킬 수 있도록 했다. 이와 같은 결과들을 통해 격자구조에 최적화 된 초음파전파 영상화 시스템의 지속적인 개발이 이뤄지면 복합재 격자 구조의 대량생산에 이은 고속 정밀 비파괴검사가 이뤄질 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.1-8
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• 2017

샌드위치패널은 건축물의 내 외벽 및 지붕구조에 사용되며 양면의 불연성재료와 단열용 심재로 구성된 복합자재이다. 뛰어난 단열성능과 경량 및 시공의 우수한 특성 대비 화재 시 패널간 결합부위를 통해 화염이 내부로 유입되어 심재가 쉽게 용융되며 급격한 화염확산으로 인명 및 재산피해를 발생시킨다. 현행 건축법은 건축물 마감재료에 대하여 소규모 시험편에 대한 화재시험방법으로 연소성능을 파악하며 규정한 성능기준에 합격한 제품을 사용하도록 한다. 외벽 마감재료의 경우 불연 준불연 성능확보 재료를 사용하거나 화재확산방지구조를 설치하도록 규정한다. 본 연구는 외벽 마감재료에 국한되어 적용하고 있는 화재확산방지 구조를 샌드위치패널 건축물에 적용하여 수평 수직 화재확산의 위험성의 차이를 확인하고자 하였다. 이에 샌드위치패널에 대하여 ISO 13784-1 시험방법을 통한 실물화재실험과 금속구조물을 이용하여 패널간 화염확산을 차단하는 시공을 통해 화염확산방지 적용 여부에 대한 연소거동과 그 효과를 측정하였다. 실험 결과 패널 조인트 부위의 화염확산방지구조 시공은 패널 내부의 화염확산을 지연하며 이에 따른 플래시오버 시간이 지연되어 복합자재 건축물의 화재안전확보에 중요한 요인으로 작용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.70-80
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• 2004

본 연구에서는 한국과 같이 비교적 저 풍속인 지역에 적용 가능하도록 피치제어장치를 가진 1kW급 소형 풍력발전 시스템의 개발 결과를 제시하였다. 공력설계에서는 블레이드의 직경이 동급의 상용 블레이드 보다 과도하게 크지 않으면서도 저 풍속 지역에서 보다 효율적인 형상설계를 위해 여러 가지 설계 변수분석을 통한 파라미터 연구가 수행되었다. 또한 구조설계를 통해 풍력발전기에 작용하는 다양한 하중을 효과적으로 견딜 수 있는 경량의 복합재 구조가 설계되었다. 구조설계의 평가를 위해 유한요소 구조해석이 수행되었으며, 실물 구조시험을 수행하여 구조적 안전성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.319-325
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• 2019

본 논문의 목적은 항공기에 장착되는 복합재 라미네이트 및 샌드위치구조를 가지는 레이돔에 대한 조류충돌해석을 수행하고 해석결과와 시험결과를 비교 및 분석하기 위함이다. 먼저 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)법을 통해 물의 특성을 가지는 조류를 모델링하였으며, 조류충돌시험을 통해 조류가 충돌할 때의 속도를 입력하여 조류충돌해석을 수행하였다. 해석결과를 통해 레이돔의 파손 여부를 조사하고 최대 변형량을 시험결과와 비교하였으며 충돌과정에서의 압력변화추이가 기 연구되었던 결과와 일치함을 확인하였고, 이를 통해 수치해석모델의 신뢰성을 확보하였다. 또한 조류모델을 이루는 입자의 밀도가 레이돔의 파손 형상에 영향을 미친다는 사실을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.55-59
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• 2009

마이크로스트림 안테나는 가볍고 부피가 작을 뿐만 아니라 집적화가 가능하고, 표면 부착력이 탁월하여 많은 통신 시스템 안테나로 응용되고 있다. 안테나의 구조는 12.5GHz의 중심주파수를 갖는 사각 패치 마이크로 스트립 안테나로 설계하였고 곡률 방향으로 패치를 확장시켜 총 4개의 패치를 배열시켰다. 양쪽의 복합재료 사이에 허니컴을 삽입한 샌드위치 구조물이 되도록 설계한 다음 충격 실험을 실시하였다. 충격실험 후 안테나 성능변화를 측정한 결과 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권5호
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• pp.733-742
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• 2020

Vibration analysis in nanocomposite plate with smart layer is studied in this article. The plate is reinforced by carbon nanotubes where the Mori-Tanaka law is utilized for obtaining the effective characteristic of structure assuming agglomeration effects. The nanocomposite plate is located in elastic medium which is simulated by spring element. The motion equations are derived based on first order shear deformation theory and Hamilton's principle. Utilizing Navier method, the frequency of the structure is calculated and the effects of applied voltage, volume percent and agglomeration of Carbon nanotubes, elastic medium and geometrical parameters of structure are shown on the frequency of system. Results indicate that with applying negative voltage, the frequency of structure is increased. In addition, the agglomeration of carbon nanotubes reduces the frequency of the nanocomposite plate.