• International Journal of CAD/CAM
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• 제12권1호
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• pp.20-28
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• 2012

Finite Element Analysis (FEA) is often used to identify local stress/strain concentrations where a component is likely to fail. In order to reduce the degree of strain concentration, component thickness can be increased in those regions, or a stronger material can be used. In short fiber reinforced composite materials, strength and stiffness can be increased through proper fiber alignment. The field-aided microtailoring (FAiMTa) process is one promising method for doing this. FAiMTa uses principles of dielectrophoresis to preferentially align particles or fibers within a matrix. To achieve the preferred fiber orientation, an interdigitated electrode network must be integrated into the mold halves which can be fabricated by additive manufacturing (AM) processes. However, the process of determining the preferred fiber arrangements and electrode locations can be very challenging. This paper presents algorithms to semi-automate the interdigitated electrode design process. The algorithm has been implemented in the Solidworks CAD system and is demonstrated in this paper.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제3권3호
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• pp.147-151
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• 2013

This study was to correctly estimate the friction and wear behavior of carbon fiber and PEEK sheet composites, and the validity of using them as alternatives to the metal-based materials used for artificial hip joints. Moreover, this work evaluated the friction coefficient according to the fiber ply orientation, along with the fractured surfaces of the carbon/PEEK composites. The unidirectional composites had higher friction coefficients than those multidirectional composites. This was caused by the debonding between the carbon fiber and the PEEK sheet, which was proportional to the contact area between the sliding surface and the carbon fiber. The friction test results showed that there was no significant differences in relation to the fiber ply orientation. However, in a case where the speed was 2.5 m/s, the friction coefficient was relatively large for configuration I. The friction surface of the specimen was analyzed using an electron microscope. In all cases, the debonding of the fiber and PEEK could be confirmed.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1987년도 제2차학술발표초록집
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• pp.12-13
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• 1987

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1994년도 추계 학술발표회
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• pp.91-92
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• 1994

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1993년도 ACT 93
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• pp.661-666
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• 1993

• 콘크리트학회지
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• 제25권3호
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• pp.39-42
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• 2013

• Composites Research
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 2000

섬유강화 플라스틱 복합재료를 압축성형할 때 발생하는 문제점은 유동 속도차에 의한 섬유와 모재의 분리 및 섬유 배향이다. 섬유의 분리.배향에 의해 성형품은 불균질해지고 이방성이 되어 기계적 특성 등에 영향을 미치게 된다. 그러므로 분리.배향에 영향을 미치는 섬유구조 및 성형조건을 연구할 필요가 있다. 니들펀칭횟수를 증가시켜 섬유구조를 변화시키면 모재와 강화재간의 함침성은 양호해지고, 압축성형후 섬유의 배향은 잘 이루어진다. 즉, 제품의 성형성은 좋아진다. 그러나 파단, 두께감소 등 결함이 발생할 수 있으므로 실제공정에서 제품의 용도, 생산비 등을 고려하여 제품의 성형성을 명확히 함은 중요하다. 또한, 제품의 성형성을 판단할 수 있는 척도가 마련되어야한다. 본 연구에서는 성형품에 미치는 섬유구조(NP=0, 5, 10, 25, 50 punches/$cm^2$) 및 성형조건($r_p$ = 1, 25, 50 mm)의 영향에 대해 연구하고, 나아가 제품의 성형성에 대한 정의 및 척도를 마련하였다. 일차원 평판 성형품에 대해 섬유함유율을 통해 불균질도를 구하고, 화상처리를 통해 섬유배향을 구한 후 이들의 상관관계를 나타내는 상관계수를 얻었다. 또한 컵형 압축 성형시 복잡한 음력상태에 의해 플랜지부에서 발생하는 주름현상을 불균질도 및 면적비를 통해 나타내었다. 결과적으로 제품의 성형성을 상관계수 및 면적비를 통하여 나타내었다.

• 폴리머
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• 제30권2호
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• pp.175-181
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• 2006

본 연구에서는 폴리프로필렌을 소재로 열유도 상분리 공정과 연신공정을 적용한 복합공정을 통하여 중공사막을 제조하였다. 희석제로는 soybean oil을 사용하였고 구정의 조절을 위하여 benzoic acid를 기핵제로 사용하여 연신용 전구체를 제조하였고 이를 연신하여 다공성 중공사막을 제조하였다. 연신공정에서 연신율과 변형속도의 영향을 조사하였는데 연신율이 높을 때는 미세공의 크기가 커지면서 불균일한 미세공이 생성되었고 변형속도가 높을 때는 균일한 크기의 미세공 분포도를 보이며 미세공의 크기가 커졌다. 연신율이 증가할수록 고분자 사슬의 배향도가 높아지면서 인장강도가 향상되었고 변형속도가 높아지면서 결정성 영역의 고분자 사슬의 배향도는 변하지 않았으나, 무정형 영역의 고분자 사슬 배향도가 낮아지면서 전체적인 중공사막의 인장강도는 저하되었으며 상대적으로 약한 spherulite를 연결하는 micro-fibril이 끊어지면서 미세공의 병합이 이루어져 원형의 기공이 형성되었다.

• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.33-40
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• 2009

유리섬유/에폭시 복합재료로 피막한 판유리의 표변파괴거동에 대한 섬유방향효과를 미소강구 충격실험을 통해 연구했다. 본 연구에서는 단순소다유리판(soda-lime glass plates), 일방향 유리섬유/에폭시박막 (glass/epoxy lamina ply)을 1층 및 2층 접착, 직교형 유리섬유/에폭시 박막 (2층)을 접착한 4종류의 시편을 사용하였다. 유리판 배면에 스트레인게이지를 부착하여 충격중의 최대 응력과 흡수파괴에너지를 측정하였다. 피막없는 판유리의 경우 충격속도 증가에 따라 링균열, 콘균열, 레이디얼 균열이 충격표면부에서 발생하였다. 복합재료 박막으로 피막한 결과, 소다유리판의 균열은 현저히 감소하였으며 섬유층과 판유리사이의 박리 및 소성변형영역의 방향은 섬유방향으로 진행했다. 최대응력과 흡수파괴에너지를 이용하여 구한 충격 표면파괴지수는 표면저항의 효과적인 평가지수로서 사용될 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.358-362
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• 2016

원추형 복합재 튜브는 우주 항공, 비행체, 잠수함 등 큰 구조물뿐만 아니라 자전거 프레임, 낚시대, 골프채 등 레저용품에도 적용이 되면서 정적-동적 거동에서의 기계적 물성 예측의 중요한 연구 분야로 대두되고 있다. 일반적으로 원추형 복합재 튜브의 기계적 물성 예측은 진동, 굽힘, 좌굴에 관하여 많은 연구가 진행되었지만, 복합재료의 섬유 배향 각이 일정하다고 가정하고 기계적 거동을 분석한 것이 대부분이기 때문에 섬유 배향 각이 원추형 복합재 튜브 구조물의 기계적 물성에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 섬유 배향 각을 고려한 원추형 복합재료 튜브의 정적 거동에 따른 기계적 물성을 예측하기 위해 수식을 도출하고, 자전거 프레임에 적용하기 위한 다양한 설계 파라메터의 영향을 고찰하였다.