• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.26-33
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• 2007

본 논문에서는 풀아웃 하중과 전단하중을 받는 복합재 샌드위치 인써트 조인트의 강도 특성을 실험으로 연구하였다. 샌드위치의 면재는 탄소 평직, 심재는 노멕스 하니콤, 접착제는 FM73을 사용하여 동시성형으로 제작하였다. 코어의 높이와 밀도, 면재의 두께, 하중의 형태를 달리하여 10종류, 총 75개의 인써트 조인트에 대한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 풀아웃 하중에서는 코어의 높이와 밀도가 모두 파손하중에 영향을 미치지만 밀도의 영향이 상대적으로 더 크게 나타났다. 전단하중의 경우 면재의 두께가 파손하중에 결정적인 영향을 미치는 반면, 코어의 높이는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 동일한 치수의 조인트에서도, 포팅된 쎌의 수에 따라 파손하중은 달라지며, 특히 풀아웃 하중에서 그러한 특성이 현저하게 나타났다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.132-137
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• 2017

본 연구에서는 카본/BMI 면재와 노멕스 허니콤 코어를 가지는 샌드위치 포팅 체결부의 다양한 설계변수에 대한 파손특성 연구를 수행하였다. 샌드위치 시편은 코어 높이, 면재 두께 및 밀도에 따라 총 6종류가 제작되었고, 이중 1종류의 시편에 대해 온/습도 효과를 보기 위해 환경 조건이 가해졌다. 시험 결과 밀도가 $64kg/m^3$ 코어를 제외한 모든 시편에서 코어의 전단좌굴이 초기 파손모드로 나타났으며, 이후 하중을 지지하다 윗면재 파손과 동시에 아랫면재에 볼트가 파고드는 파손형상이 나타났다. 하지만 밀도에 의해 높은 강성을 가지는 시편의 경우 초기 전단좌굴 발생 없이 윗면재와 코어의 계면파손에 의해 낮은 최대파손하중을 나타냈다. 샌드위치 시편의 환경적 영향 평가를 위해 수행된 ETW1($82^{\circ}C$, Wet)과 ETW2($177^{\circ}C$, Wet)의 경우 RTD($24^{\circ}C$, Dry) 조건과 확연히 다른 초기 파손모드를 보였으며, 동일한 습도조건 하에 온도가 상승된 ETW2는 ETW1보다 전단좌굴 하중이 약 18% 감소되는 경향을 보였다.

• Composites Research
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• 제12권6호
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• pp.74-82
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• 1999

폴리 우레탄 폼 코아 샌드위치 복합재료의 정적 및 피로 특성에 대하여 연구하였다. 유리 섬유강화 스킨과 중합의 폼 코아를 갖는 비스티칭, 스티칭, 스티프너의 세 종류 시편이 사용되었다. 특히 스티칭 샌드위치 구조는 두께 방향에 대하여 폴리에스터와 유리섬유를 꼬아서 부가적인 구조 보강이 코아의 상하 표면을 통하여 꿰멘 구조로 층간분리를 최소화하기 위해 샌드위치 구조 패널을 스티칭하여 만들고 수지는 수지의 유동 온도에서 수지의 낮은 점도 특성을 이용하여 스티칭 섬유에 침투시켜 함께 경화하였다. 스티칭 섬유가 $50{\times}50{\;}mm$의 간격으로 스티칭된 시편 및 스티프너 시편의 굽힘강도는 비스티칭 시편과 비교하여 각각 50%및 10배 이상으로 향상되었다. 최대 하중의 20%크기로 $10^6$ 피로 사이클을 받은 후, 비스티칭 시편의 굽힘 피로강도는 정적 굽힘강도와 비교하여 27%까지 감소되었고, 스티칭된 시편은 39%,그리고 스티프너에 의하여 보강된 시편은 20%정도 감소되었다. 폴리우레탄 폼 코아의 에이징 효과를 입증하기 위해, 피로 시험 후 샌드위치 시편의 표면 적층의 손상은 초음파 C-scan장비를 사용하여 검출하였다. 초음파 C-scan결과로부터 피로 시험동안 손상 받은 어떤 결함도 없었다 이는 피로 사이클동안 폼 코아 샌드위치 구조에 대한 굽힘강도의 감소는 폴리우레탄 폼이 에이징되어 발생하는 것을 의미한다.

• Composites Research
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• 제30권4호
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• pp.235-240
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• 2017

아교는 수용성을 띄는 접착제로, 이 특징에 의해 물에 약하다는 단점에도 불구하고 전통적인 고가구에 많이 사용되어 왔다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브를 도입에 따른 아교의 계면특성 및 열적특성 그리고 방수특성 개선에 대한 연구를 진행하였다. 탄소나노튜브의 비율이 증가함에 따라 아교를 이용하여 접착한 돌침대용 목재 샌드위치 판 상부의 실시간 온도측정을 진행하였다. 나무와 아교접착제 간의 계면특성의 변화를 알아보기 위하여 랩 전단 실험을 실시하였고, 습도가 높아짐에 따라 물성이 약해지는 아교의 단점을 개선하기 위하여 탄소나노튜브를 도입에 따른 아교의 방수특성이 개선되는지 대한 실험을 진행하였다. 랩 전단시편을 물에 담근 후 랩 전단 실험을 진행하여 기존의 결과와 비교하여 차이가 얼마나 나는지 비교하였다. 이를 증명하기 위하여 물과의 정적 접촉각을 이용해 탄소나노튜브의 함량에 따른 아교접착제의 소수성 정도를 비교하였다. 실험결과 아교 접착제에 탄소나노튜브를 도입으로 계면특성, 열적특성 및 방수특성이 개선되었다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.122-127
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• 2018

섬유강화고분자복합재료(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 경량화는 자동차 및 항공 분야에서 끊임없이 요구되고 있으며, 구조용 폼과 CFRP를 혼합하여 샌드위치 복합재료로 사용되고 있다. 본 연구에서는 열경화성 소재인 에폭시 폼과 폴리우레탄 폼 및 열가소성 소재인 PET 폼과 PVC 폼의 조성 차이에 따른 폼의 형상 및 열 노화를 통해 변화되는 기계적 특성 변화를 관찰하였다. 성형한 에폭시 폼, 폴리우레탄 폼 및 상용화된 PET 폼과 PVC폼을 180도에서 열 노화시켰으며, 30, 60, 120, 180분의 노화시간에 따라 구조용 폼의 변화를 광학 현미경 및 만능시험기로 폼 셀의 형상 및 압축강도를 평가하였다. 궁극적으로 에폭시 폼이 가장 높은 2.6 MPa의 압축강도를 가졌으며, 열 노화 조건에서도 물성저하나 형상의 변화가 거의 발생되지 않았다. 이는 에폭시 폼이 타 구조용 폼에 비해 열 노화 조건에서 후경화되어 강직한 조성을 이루며, 타 구조용 폼과는 다르게 내열 특성이 우수하기 때문에 고온용 구조용 폼으로 적용하기 적합한 소재임을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.42-47
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• 2013

본 연구에서는 공기역학적 또는 열 전달에 유리한 형상인 딤플을 복합재료 제품의 표면에 다수 형성하는 경제적이고도 효과적인 성형방법을 개발하였다. 금형을 이용하여 제품의 표면에 다수의 딤플을 형성시키려면 몰드의 표면에 볼록한 반구형상을 가공하여야 하는데 이렇게 하려면 높은 금형 제작비가 소요된다. 본 연구에서는 다수의 원형 구멍이 뚫린 판재를 이용하여, 이의 표면에 복합재료 스킨을 입히면서 외부에서 압력을 가하여 딤플 형상이 표면에 자연스럽게 형성되도록 하는 방법을 개발하였다. 표면에 다수의 딤플을 갖는 복합재료는 공기저항을 줄이거나 방열효과가 필요한 고속 경기용 자동차의 외장 등으로 널리 응용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권6호
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• pp.763-774
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• 2019

The main aim of this paper is enhancing design of traditional laminated composite plates subjected to static loads. In this regard, this paper suggests embedding a lightweight porous layer in the middle of laminated composite as the core layer of the resulted sandwich plate. The static responses of the suggested structures with uniform, symmetric and non-symmetric porosity distributions are compared to optimize their design. Using the first order shear deformation theories, the static governing equations of the suggested laminated composite plates with a porous layer (LCPPL) rested on two-parameter foundation are obtained. A finite element method is also utilized to solve the governing equations of LCPPLs. Effects of laminated composite and porosity characteristics as well as geometry dimension, edges' boundary conditions and foundation coefficients on the static deflection and stress distribution of the suggested composite plates have been investigated. The results reveal that the use of core between the layers of laminated composites leads to a sharp reduction in the static deflections of LCPPLs. Furthermore, in compare with perfect cores, the use of porous core between the layers of laminated composite plates can offer a considerable reduction in structural weight without a significant difference in their static responses.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.359-368
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• 2013

본 논문은 중공튜브 및 샌드위구조 형식을 주로 갖는 GFRP 복합소재 바닥판의 기본설계에서 전체 유한요소 모델링을 이용하지 않고 탄성등가 모델링을 이용한 간편 해석 방법을 제시하였다. 제시된 간편 해석 방법의 타당성 검증을 위해서 ANSYS 프로그램이 사용되었으며, 전체 유한요소 모델링과 탄성등가모델링을 이용한 해석값을 각각 비교하였다. 또한 본 논문에서 제안된 GFRP 복합소재 바닥판 간편 해석법에 의한 해석 결과를 비교하기 위해 각형 튜브를 갖는 샌드위치 구조형식 GFRP 복합소재 바닥판의 4점 휨시험인 실내실험결과를 수행하였다. 해석 결과와 실험 결과 내용을 비교분석하였다. 제시된 간편해석 방법은 GFRP 복합소재 바닥판의 기본설계시 사용하기에 적용성이 있음을 확인되었다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.203-208
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• 2016

금속/고분자 샌드위치 복합재는 경량성과 제진, 방음 등의 다기능성의 측면에서 기존의 스틸 강판을 대체할 후보 중 하나로서 연구되고 있다. 금속/고분자 복합재의 활용하기 위해서는 접착력을 바탕으로 한 박리 거동 예측이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 응집요소를 사용하여 유한요소 해석을 통해 접착제를 사용한 고분자 테이프의 박리거동 해석을 수행하였다. 응집요소의 특성은 박리시험과 역학 관계로부터 도출한 파괴인성을 통해 정의하였고 이를 해석에 적용하였다. 스틸 강판에서 고분자 테이프를 박리하는 시험을 모사하였고, 해석결과와 시험결과를 비교하여 박리 거동 모사가 가능함을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.223-226
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• 2002

To maximize the productivity in machining molds and dies, machine tools should operate at high speeds. However, the productivity of mold manufacturing has not increased significantly because CNC milling machines have massive slides, which do not allow rapid acceleration and deceleration during the frequent starts/stops encountered in machining molds and dies. This paper presents the use of composites for these slides to overcome this limitation. The vertical and horizontal slides of a large CNC machine were constructed by bonding high-modulus carbon-fiber epoxy composite sandwiches to welded steel structures using adhesives. These composite structures reduced the weight of the vertical and horizontal slides by 34% and 26%, respectively, and increased damping by 1.5 to 5.7 times without sacrificing the stiffness. Without much tuning, this machine had a positional accuracy of $\pm5\mu\textrm{m}$ per 300 m of the slide displacement.