• Corrosion Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.6-12
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• 2008

Non-metallic composite overwrap repair methods utilize resin based fiber-reinforced composite materials, which have higher specific strength to weight ratio and stiffness, superior corrosion and fatigue resistance, and substantially reduced weight when compared to carbon steel. Non-metallic repair methods/systems can allow desired functional properties to be achieved at a respectable economic advantage. For example, non-metallic composite repair systems have at least a 50 year design stress of 20 ksi and approximately 25% of the short term tensile strength of fiberglass. For these systems, the contribution of the repaired steel to the load carrying capability need not be considered, as the strength of the repair itself is sufficient to carry the internal pressure. Worldwide experience in the Oil & Gas industry confirms the integrity, durability, inherent permanency, and cost-effectiveness of non-metallic composite repair or rehabilitation systems. A case study of a recent application of a composite repair system in Saudi Aramco resulted in savings of 37% for offshore subsea line and 75% for onshore above grade pipeline job. Maintaining a pipeline can be costly but it is very small in comparison to the cost of a failure. Pipeline proponents must balance maintenance costs with pipeline integrity. The purpose is not just to save money but also to attain a level of safety that is acceptable. This technology involves the use of an epoxy polymer resin based, fiber-reinforced composite sleeve system for rehabilitation and /or repair pipelines.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.412-418
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• 2022

메타크릴산과의 에스터화 반응을 통해 브롬화 에폭시 수지와 일반 에폭시 수지의 혼합물로부터 난연성 비닐에스터 핫멜트 필름을 제조하였고 이를 이용하여 탄소섬유와 비닐에스터 복합 프리프레그를 제조하였다. 저점도 비스페놀-A와 고점도 브롬화 비스페놀-A 에폭시 전구체를 혼합하여 필름 생산에 적합한 VE 수지의 점도를 최적화하였다. 경화된 VE 수지의 브롬 함량 증가는 비 브롬화 VE에 비해 제한 산소 지수(LOI)(39%), 25℃에서의 저장 탄성률(2.4 GPa) 및 잔류 탄화물(16.1%) 값을 더 증가시켰다. 합성한 VE 프리프레그의 수동 레이업과 후속 경화로 인장 및 굴곡 강도가 우수한 CF 강화 복합재를 성공적으로 제작하였다. 본 연구 결과는 스티렌이 없는 친환경적인 VE 복합 재료 공정의 향후 산업화에 대한 높은 가능성을 보여준다.

• Advances in nano research
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• 제14권3호
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• pp.261-271
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• 2023

The present study follows three main goals. First, an analytical solution with high accuracy is developed to assess the effects of embedding pre-strained shape memory alloy (SMA) wires on the critical buckling temperatures of rectangular sandwich plates made of soft core and graphite fiber/epoxy (GF/EP) face sheets based on piecewise low-order shear deformation theory (PLSDT) using Brinson's model. As the second goal, this study compares the effects of SMAs on the thermal buckling of sandwich plates with those of carbon nanotubes (CNTs). The glass transition temperature is considered as a limiting factor. For each material, the effective ranges of operating temperature and thickness ratio are determined for real situations. The results indicate that depending on the geometric parameters and thermal conditions, one of the SMAs and CNTs may outperform the other. The third purpose is to study the thermal buckling of sandwich plates with advanced hybrid SMA/CNT/GF/EP composite face sheets. It is shown that in some circumstances, the co-incorporation of SMAs and CNTs leads to an astonishing enhancement in the critical buckling temperatures of sandwich plates.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권10호
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• pp.72-79
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• 2021

A circular saw is an effective tool for cutting glass and carbon-fiber hybrid composites. This study investigated tool wear and cut quality when reusing saw blades. The carbide saws wear four times faster than the new ones, and polycrystalline diamond (PCD) is very resistant to tool wear, except at the end of its lifespan. The cut cross-section quality is affected by the blade type, tool wear, and spindle speed. Alternate top bevel (ATB)-type blades are suitable for cutting fiber-reinforced plastics, but triple-chip grind (TCG)-type blades are unsuitable because they cause fiber-pullout defects. Tool wear and low spindle speeds increase the occurrence of arc scratches, due to the rear saw blade. A microscopic examination showed that the burr, which is a mixture of fiber chips and epoxy matrix, was bonded on top, and glass-fiber delamination occurred on the bottom glass-fiber-reinforced polymer (GFRP) surface.

• Composites Research
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• 제37권1호
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• pp.15-20
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• 2024

수소탱크의 잔류응력은 내구도와 직접적인 관련이 있기 때문에 안전을 위해 이를 줄이는 것이 매우 중요하다. Type II~IV 수소탱크는 섬유에 수지를 함침시켜 라이너에 감는 필라멘트 와인딩 공법으로 제작하게 된다. 필라멘트 와인딩에서 잔류응력은 경화조건, 섬유 인장 등에 영향을 받게 되는데, 본 연구에서는 탄소섬유 필라멘트 와인딩 공정을 이용한 Type III 수소탱크 제작 시 경화조건이 잔류응력에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 에폭시 수지의 경화거동을 시차주사열량계를 이용하여 분석하였다. 이를 통해 경화온도를 140℃로 설정하였다. 같은 경화시간 동안 140℃에 먼저 도달하는 2-stage 경화조건과, 보다 늦게 도달하는 4-stage 경화조건으로 각각 시편을 경화시켰다. 경화 후 복합재 부분의 잔류응력을 ring slitting 법으로 측정하였고, 이 실험값을 수치해석적인 값과 비교하였다. 그 결과, 경화조건 최적화에 따른 유의미한 잔류응력의 차이가 발생함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권1호
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• pp.46-53
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• 2008

복합재료의 내부 결함 평가를 위해 일반적으로 적용되어온 초음파 C-스캔 기법은 섬유자동 배열을 통한 정밀 성형 공정에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 복합재료의 정밀 성형 공정 중에 발생되는 각종 내부 결함들을 비파괴적, 비접촉으로 평가하기 위한 새로운 하이브리드 초음파 평가 기법을 확립하는데 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 초음파 산란 반사(scattering reflection) 방식을 토대로 한 새로운 이중 피치-캐치(dual pitch-catch) 기법을 확립하여 기존의 결함평가를 위해 시험편의 스캔에 소요되는 시간을 줄이면서 우수한 결함 영상을 얻을 수 있는 새로운 하이브리드 기법을 개발하였다. 즉 두 가지 종류의 열경화성 및 열가소성 복합재료(carbon/epoxy, carbon/PPS) 적층판의 내부 박리(delamination) 결함의 영상화를 위하여 레이저를 이용한 유도 초음파의 발생 및 이중 피치-캐치(pitch-catch)방식을 토대로 한 비접촉식 공기 정합 트랜스듀서(air-coupled transducer)를 이용하여 결함 영상을 얻기 위한 핵심 알고리즘을 확립하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.93-102
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• 2001

The objective of this experimental study is to evaluate the strengthening effects of concrete compression confined with Epoxy-boned compound fiber sheets. An analytical model is proposed to construct a stress-strain relationship for confined concrete. Test results are summarized as followed. While non-FRP lateral confinement specimens appeared sudden failure after shell concrete was torn off, specimens confined laterally with FRP were showed that their failure. Specially, Glass fiber lateral confined specimens occurred obviously increase ductility ability. Hence, concrete specimen with lateral confinement by Hi-carborn and Aramide. Glass fiber simultaneously can be increased in not only strength but also a lot of ductility ability.

• Composites Research
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• 제26권3호
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• pp.175-181
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• 2013

고속충격을 받는 복합재 적층판의 충격거동 특성 중에서 관통 후 잔류속도, 시편에 의한 충격흡수에너지 그리고 충격손상영역에 대한 평가와 예측이 중요하다. 본 논문에서는 고속충격을 받는 Carbon/Epoxy 복합재 적층판의 잔류속도와 흡수에너지를 준실험적 방법을 통하여 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 고속충격에 의한 시편의 흡수에너지를 정적에너지와 동적에너지로 구분하였으며 정적에너지는 보강섬유의 파손과 정적 탄성에너지와 관련 있는 준정적압입실험을 통한 관통에너지를 사용하였다. 동적에너지는 고속충격 시 시편 일부의 움직임과 관련한 운동에너지에 대하여 몇 가지 모델을 제안하여 비교하였다. 공압을 이용한 고속충격실험을 수행하고 예측 값과 비교 분석하였다. 시편의 손상영역은 C-scan을 통하여 측정하였다. 관통한계속도보다 큰 초기 속도인 경우, 정적에너지인 관통에너지 뿐 만 아니라 시편의 동적 에너지가 시편 전체 흡수에너지에 크게 기여함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.71-76
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• 2017

본 연구에서는 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 층간전단강도를 이용하여 장기 성능을 예측하였다. 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 층간전단시편은 분위기 온도가 $50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $100^{\circ}C$인 건조 조건과 분위기 온도가 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$인 침수 조건에 각각 3000시간까지 노출시켰다. 연구결과에 따르면 분위기 온도가 $50^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$인 건조 상태에서는 층간전단강도가 노출시간에 따라 크게 변하지 않지만 분위기 온도가 $100^{\circ}C$인 건조 상태에서는 노출시간이 길어지면 후경화로 인해 다소 증가한다. 그러나 분위기 온도가 $25^{\circ}C$인 침수 상태의 경우 층간전단강도는 노출 초기에 크게 변하지 않다가 노출시간이 길어지면 감소하고 감소 정도는 분위기 온도가 높아지면 커진다. 각 분위기 온도에 대한 층간전단강도 선형회귀식은 침수 상태에 3000시간까지 노출된 시편에서 얻은 층간전단강도에서 구할 수 있었다. 이들 선형 회귀식을 이용하면 층간전단강도는 분위기 온도가 $25^{\circ}C$와 $50^{\circ}C$인 경우 측정값의 5.5% 이내, 분위기 온도가 $70^{\circ}C$인 경우 측정값의 2.3% 이내로 예측이 가능하였다. 따라서 제시된 성능 예측 절차는 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 장기 층간전단강도를 잘 예측할 수 있다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.171-174
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• 2004

In order to improve the damage tolerance of the conventional laminated composites, three­dimensional fiber structures incorporated with stitching yams have been utilized in this study. From the newly developed process termed as TAPIS(TApe Placement Incorporated with Stitching), carbon/epoxy composites have been fabricated. Two-dimensional composites with the same stacking sequence as 3D counterparts have also been fabricated for the property comparison. To examine the damage resistance performance the low speed drop weight impact test has been adopted. For the assessment of damage after the impact loading, specimens were subjected to C-scan nondestructive inspection compression after impact(CAI) were also conducted to evaluate residual compressive strength. Although the damage area of 3D composites was greatly reduced$(30-40\%)$ compared with that of 2D composites, the CAI strength did not show drastic improvement.