• Composites Research
• /
• 제31권5호
• /
• pp.276-281
• /
• 2018

본 논문에서는 이론적인 계산 모델을 이용하여 다양한 섬유 다발 구조를 갖는 직조섬유강화 복합재의 탄성 거동을 예측하였다. 직조 복합재의 기계적 물성을 대표할 수 있는 대표체적요소 (RVE)을 설정하였으며, 직조 다발의 굴곡을 다양한 정현파 함수로 정의하였다. 고전적층이론 (CLPT)를 이용하여 영률, 전단 탄성계수, 포아송비와 같은 직조복합재의 유효물성을 예측하였다. 섬유 다발의 구조와 형태 (평직, 능직)에 따라 섬유 부피 분율을 계산하였으며 각각의 탄성 거동을 이론적인 계산 모델을 통해 예측하였다. 또한, 이론적 예측 결과의 검증을 위해 진공수지주입(VARTM) 공정을 사용하여 평직 및 능직 형태의 복합재 시편을 제작 후 물성 시험을 진행하여 실험 결과를 이론적 예측 결과와 비교하였다. 결과적으로 직조 복합재의 탄성 거동에 대한 이론적 결과와 실험 결과 간에 매우 높은 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
• /
• 제3권3호
• /
• pp.175-181
• /
• 2015

전투차량의 내부는 혹서기에는 약 $80^{\circ}C$에 이를 만큼 고온 다습한 환경에 노출되어 감지거리를 측정하여 제어기에 신호를 전달하는 근접센서가 감지거리가 늘어나면서 결국에는 센서 자체의 금속물질을 인식하여 작동이 안되는 고장이 다발하여 원인분석 및 개선을 수행하게 되었다. 개선은 2차에 걸쳐 수행되었고 많은 시행착오를 거쳐 고온에 장기적으로 노출될 경우 고장이 발생된다는 것을 알아내어 개선방안을 도출한 결과, 이미터코일(Emitter Coil)을 한 개 더 추가하여 전압차이를 높여 감지 정확도를 향상시키고, 내부 몰딩 면적을 높여 진동 및 충격 내성을 강화하여 온도 및 습도 변화에 둔감하도록 설계개선을 하였다. 입증을 위해 고온 다습($85^{\circ}C$, 85%습도)한 환경챔버에서 136시간 내구시험을 실시하여 고장 발생이 없음을 확인하였다.

• Design & Manufacturing
• /
• 제14권1호
• /
• pp.42-48
• /
• 2020

Titanium alloy has been in the spotlight as a core material in high-tech industries that require high strength and light weight because it has excellent strength and corrosion resistance and strength is higher than that of steel. Therefore, in various industries, existing steel products are intended to be replaced with titanium alloys. Titanium alloys can cause cutting tool breakage during cutting, and heat generated during cutting does not dissipate, accumulates in tools and workpieces, resulting in large wear and tear on thin workpieces. In addition, since titanium alloy is a metal with high chemical activity, the wear of the tool becomes more severe when the cutting speed is high, so machining of titanium bolt through cutting is very disadvantageous in terms of productivity. Therefore, the production of bolts using titanium alloys is being produced through a forging process to improve productivity and product quality. In this paper, hot forging molding analysis was performed on bolts used for fastening automobile parts using Ti-6Al-4V alloy, which is the most commonly used titanium alloy.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
• /
• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
• /
• pp.377-381
• /
• 2005

The using of composite material is an aviation field but it changes into a general industry. Especially composites are expanding the use on transportation vehicles like automobiles, ships, and aircraft. The main factor of this expansion is high specific strength. It can supply a high quality and efficiency of energy. But manufacturing of composite products requires many raw materials and tooling cost for special process, so we needs a reduction of these costs to achieve best efficiency. In the present study, we contrast the change of mechanical and physical properties between VaRTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) and hand lay-up process. VaRTM process can offer a high quality the same as autoclave products, and low cost like hand lay-up process. In the results of mechanical tests, VaRTM specimen is stronger than hand lay-up specimen and hand lay-up specimen became delamination. In the results of physical tests, the resin content of VaRTM specimen is lower than hand lay-up specimen. On micrograph, the strength of specimen by VaRTM between fiber and resin is stronger than that of one by hand lay-up. And the specimen by hand lay-up contains more defects than one by VaRTM. So, VaRTM process can practically apply for automobile engine hood. This paper shows that VaRTM process is one of the most suitable processes for composite parts of automobile.

• Composites Research
• /
• 제17권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2004

최근 대형 복합재료 구조물 성형에 적합한 공정으로 주목받는 vacuum assisted RTM (VARTM) 공정에 있어, 보강섬유의 조직 내부에 잔류하는 공기를 제거하여 기공함유율을 낮추는 기술의 중요성이 인식되고 있다. 거대기공 혹은 불완전 함침영역은 부적절한 주입구 및 공기배출구의 위치, 혹은 금형의 형상에 의해 발생한다. 미세기공은 불균일한 수지 유동선단의 속도로 인해 유동선단 부분에서 집중적으로 형성되며, 금형충전 공정 도중 수지와 함께 이동한다. 성형이 완료된 제품내의 잔류 기공들은 완성품의 물리적 성질을 저하 및 제품의 파손을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서의 기공의 형성 및 이동을 해석할 수 있는 통합된 거시적/미시적 해석 방법을 개발하였다. 수치해석 프로그램을 개발하여 VARTM 공정에서의 3차원 수지 유동을 해석하였으며, 그에 따른 거대기공 및 미세기공의 분포를 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.88-93
• /
• 2002

본 연구의 목적은 epoxy를 기지로 하고 $Fe_2O_3$ 나노 입자 포함하는 나노 복합재료의 특성에 미치는 나노입자의 영향을 알아보는데 있다. 이를 위하여 다음과 같은 연구가 이루어졌다. 나노 입자의 수지 내에서 최적 분산 기법, 나노 입자가 수지의 점성에 미치는 영향, 나노 입자의 조성비에 대한 나노 복합재료의 기계적 특성 변화 및 나노 복합재료의 다기능성에 대하여 조사를 하였다. 나노 입자의 분산을 위하여 초음파 가진을 사용하였으며 최적 분산을 위한 최적 초음파 가진 시간이 존재하며 초음파 외에도 기계적 교반이 필요함을 알 수 있었다. 첨가된 나노입자의 양에 따른 기계적 물성치의 변화를 알아보았다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.301-308
• /
• 2015

철도차량의 경량화 일환으로 대차 프레임 스킨제작에 복합소재를 적용하여 RTM 기법으로 제조하는 방안을 검토하였다. RTM 기법은 공정설비의 단순화 및 복잡한 형상의 대형 구조물을 짧은 시간에 제조할 수 있는 장점이 있다. RTM 공정에서는 구조물에 기공이 갇힐 수 있기 때문에 수지 주입구와 배출구의 개수 및 위치 선정이 중요하다. 이번 연구에서는 섬유 프리폼의 투과성 계수를 등방성과 이방성 특성으로 구분하여 RTM 성형특성을 수치해석을 통해 예측하였다. 그로부터 투과성 계수에 따른 기공 형성과 성형 시간의 예측 및 수지 배출구의 최적 위치 등 공정조건을 선정하기 위한 대차 프레임 스킨의 RTM 성형 충전패턴을 분석하였다.

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

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제29권3호
• /
• pp.251-259
• /
• 2018

Metal hydride based hydrogen storage under moderate temperature and pressure gives the safety advantage over the gas and liquid storage methods. Still solid-state hydrogen storage including metal hydride is below the DOE target level for automotive applications, but it can be adapted to stationary or miliary application reasonably. In order to develop a modular solid state hydrogen storage system that can be applied to a distributed power supply system composed of renewable energy - water electrolysis - fuel cell, the heat transfer and hydrogen storage characteristics of the metal hydride necessary for the module system design were investigated using AB5 type metal hydride, LCN2 ($La_{0.9}Ce_{0.1}Ni_5$). The planetary high energy mill (PHEM) treatment of LCN2 confirmed the initial hydrogen storage activation and hydrogen storage capacity through surface modification of LCN2 material. Expanded natural graphite (ENG) addition to LCN2, and compression molding at 500 atm improved the thermal conductivity of the solid hydrogen storage material.

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