• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.233-240
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• 2021

VaRI(Vacuum assisted Resin Infusion) 공정은 공정비용이 저렴하며, 크기가 큰 복합재 제작에 적합한 OoA(Out of Autoclave) 공정이다. VaRI 공정에서는 원할한 수지 주입을 위해 섬유 상단에 유로망을 적층한다. 수지는 이 유로망을 따라 섬유의 면 방향으로 빠르게 공급되고, 공급된 수지는 다시 섬유의 두께방향으로 함침된다. 면방향의 유동과 두께방향의 유동이 동시에 일어나기 때문에 수지의 유동을 예측하기 힘들며, 수지 주입과정을 예측하기 위해 3D 수치해석 프로그램이 사용되고 있다. 하지만, 3D로 해석하기 위해서 섬유와 유로망의 두께방향에 많은 Element가 필요하고, 이로 인해 제품의 크기가 클수록 해석시간이 오래 걸린다. 따라서 본 연구에서는 3D 유동해석을 2D 해석으로 간소화하여 유동해석에 소요되는 시간을 줄이는 방법을 제시하였다. 3D 유동해석과 간소화된 2D 유동해석을 동일조건에서 비교하여 효용성을 검증하였고, 충진시간 오차율은 약 7%, 유동해석시간 감소율은 약 95%로 나타났다. 또한 3D 해석에서 섬유 상, 중, 하단 간의 유동 전진 거리의 차이가 일정하다는 것을 활용하여 간소화된 2D 유동해석에서도 상, 중, 하단의 유동 전진 거리를 예측할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.304-310
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• 2018

오토클레이브 (Autoclave) 성형 공정은 항공산업분야의 복합재 부품 제작에 있어서 매우 안정적이고 중요한 제조방법으로서 자리매김 해왔었지만 오토클레이브가 가진 많은 장점과 함께 단점 또는 제약 사항들을 보여주고 있다. 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위하여 다양한 탈 오토클레이브 (OoA, Out-of-Autoclave) 공정들이 연구 개발되고 있는데, 본 연구에서는 탈 오토클레이브 공정 중 하나로서 많은 관심을 받고 있는 액상성형공정 (Liquid Composite Molding)을 사용하여 시편들을 제작하고 이를 오토클레이브 공정으로 제작된 시편과 실험적으로 비교평가하였다. 액상성형공정 중 DB (Double Bagging), CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion) 및 VAP (Vacuum Assisted Process) 공정을 사용하여 시편 제작을 수행하고 내부 기공 함유량, 두께, 유리전이온도, 층간전단강도 및 굽힘강도 시험 평가를 통하여 각 제작 공정에 따른 차이를 확인할 수 있었다. 전체적으로 오토클레이브 성형 시편이 우수한 두께 균일도, 낮은 기공 함유량 및 양호한 기계적 강도 특성을 보였으며, 액상성형공정 중에서는 CAPRI 성형 시편이 DB 및 VAP 성형 시편에 비하여 상대적으로 우수한 특성을 가짐을 확인하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제18권4호
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• pp.365-379
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• 2009

Epoxy/S2-glass reinforced composites (SGRPs) infused with Cloisite 30B nanoclays were manufactured using the vacuum assisted resin infusion molding (VARIM) process. Prior to infusion, the matrix and clays were thoroughly mixed using a direct mixing technique (DMT) and a high shear mixing technique (HSMT) to ensure uniform dispersion of the nanoclays. Structures with varying clay contents (1-3 wt%) were manufactured. Both pristine and SGRP nanocomposites were then subjected to mechanical testing. For the specimens manufactured by DMT, the tensile, flexural, and compressive modulus increased with increasing the clay content. Similarly, the tensile, flexural, compressive, interlaminate shear and impact strength increased with the addition of 1 wt% clay: however the trend reversed with further increase in the clay content. Specimens manufactured by HSMT showed superior properties compared to those of nanocomposites containing 1 wt% clay produced by DMT. In order to understand these phenomena a morphological study was conducted. Transmission electron microscopy (TEM) micrographs revealed that HSMT led to better dispersion and changed the nanoclay structure from orderly intercalation to disorderly intercalation giving multi-directional strength.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권2호
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• pp.133-148
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• 2019

This paper reports on the energy absorption characteristics of a lattice-web reinforced composite sandwich cylinder (LRCSC) which is composed of glass fiber reinforced polymer (GFRP) face sheets, GFRP lattice webs, polyurethane (PU) foam and ceramsite filler. Quasi-static compression experiments on the LRCSC manufactured by a vacuum assisted resin infusion process (VARIP) were performed to demonstrate the feasibility of the proposed cylinders. Compared with the cylinders without lattice webs, a maximum increase in the ultimate elastic load of the lattice-web reinforced cylinders of approximately 928% can be obtained. Moreover, due to the use of ceramsite filler, the energy absorption was increased by 662%. Several numerical simulations using ANSYS/LS-DYNA were conducted to parametrically investigate the effects of the number of longitudinal lattice webs, the number of transverse lattice webs, and the thickness of the transverse lattice web and GFRP face sheet. The effectiveness and feasibility of the numerical model were verified by a series of experimental results. The numerical results demonstrated that a larger number of thicker transverse lattice webs can significantly enhance the ultimate elastic load and initial stiffness. Moreover, the ultimate elastic load and initial stiffness were hardly affected by the number of longitudinal lattice webs.