• 제목/요약/키워드: filament winding process

검색결과 67건 처리시간 0.024초

복합재료를 이용한 Off/On Shore에서의 복합하중을 받는 Tower에 대한 최적설계 (Design Optimization of Complex Loaded Tower Using Composite Materials in Off and On Shore)

  • 손충렬;변효인;김성준
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
    • /
    • pp.289-294
    • /
    • 2002
  • Unlike Tubular Steel Tower, This Composite Material Tower is a low-technology Component, whose design is easy to optimize, and which therefore during the design process-lends itself easily as an object for possible cost reduction at very little effort. This may come in useful as the cost of a tower usually significant part of the total cost of a structure. This paper is written by the Composite Materials Tower which loaded Complex loading in Off and On shore. This Composite Material Tower is made by the Method of Filament Winding, and the Component of Composite Material is used by the Roving RS220PE-535. When it loaded Complex trading, there is a results which is bigger than steel tower deflection. We controlled this 1a18e deflection by stiffeners which has thickness 20mm. At last, Off and On Shore Tower which used Composite Materials is compared with Off and On Shore Tower which used Steel.

  • PDF

두꺼운 복합재료 실린더의 생산 및 열응력 해석 (Continuous Curing and Residual Stresses of Thick Composite Cylinders)

  • 김철
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
    • /
    • pp.49-52
    • /
    • 2000
  • A new composite manufacturing technique which combines winding and curing together is studied and analyzed. This method is especially suited to the manufacture of thick composite materials in which thermal spiking is a common problem. An experimental apparatus was designed and built for use with a filament winder to continuously cure a thick composite cylinder. A hoop-wound composite cylinder with 152 mm wall thickness was manufactured and embedded thermocouples and strain gages were monitored throughout the cure process. The experimental data were compared with analytical results.

  • PDF

CFRP 파이프의 와인딩 적층 패턴 설계 및 HNT 나노입자 보강에 따른 수 환경에서의 기계적 물성 평가 (Comparison of Mechanical Properties on Helical/Hoop Hybrid Wound HNT Reinforced CFRP Pipe with Water Absorption Behavior)

  • 최지수;박수정;김윤해
    • Composites Research
    • /
    • 제34권3호
    • /
    • pp.174-179
    • /
    • 2021
  • 유체 이송에 사용되는 강재 파이프는 신설과 도장, 또는 부식과 노후화로 인한 제반 시설 보수에 거대한 규모의 시간과 비용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 강재 파이프의 대체재로, 내부식성과 내화학성이 우수한 탄소섬유강화복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 파이프 구조의 최적화 설계를 수행하였다. 헬리컬 패턴 표면에 후프 패턴을 혼합적층하여 내구성을 향상시켰으며, 수분 환경에서의 에폭시 흡습 현상을 억제하기 위해, 할로이사이트 나노튜브(Halloysite Nanotube, HNT)를 첨가하였다. HNT/CFRP 파이프는 필라멘트 와인딩 공정으로 제작하였으며, 기계적 물성 시험과 70℃ 고온 증류수 환경하에서 흡습 시험을 진행하였다. 그 결과, 파이프 두께의 0.6%에 해당하는 후프 패턴의 적층 시, 가장 우수한 물성을 나타냈다. 또한 0.5 wt.% HNT 첨가 시 상대적으로 높은 내흡습성을 가졌으며, 층간 계면에서의 박리 현상이 지연되어 가장 낮은 강도 저하율을 보였다.

배전용 FRP전주의 기계적 및 환경성능 (Mechanical and Environment Ability of FRP Pole for a Distribution Line)

  • 박기호;조한구;한동희;이웅선;송일근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
    • /
    • pp.395-398
    • /
    • 2000
  • In this study mechanical and environment ability of FRP pole for a distribution line about high strength and good insulation properties. The basic filament winding process creates a helical winding pattern. In mechanical analysis of splice with mechanical fastened joint it is important to evaluate a critical load of faster having maximum stress. It is also present a result of several examples to compare this with analytical one. On repair design this finite element method will be used as basis. The influence of environmental factors, such as elevated temperatures, high humidity, and corrosive fluids, and ultraviolet(UV) rays, upon the performance of polymeric matrix composite is of concern in many applications.

  • PDF

동시 경화법으로 제조된 T800/에폭시 복합재료-알루미늄 단면겹치기조인트의 성형압력 및 부가압력에 따른 접착강도에 관한 연구 (A study on the bonding strength of co-cured T800/epoxy composite-aluminum single lap joint according to the forming and additional pressures)

  • 손대성;배지훈;장승환
    • Composites Research
    • /
    • 제24권5호
    • /
    • pp.23-28
    • /
    • 2011
  • 본 논문에서는 필라멘트 와인딩 시 장력에 의해 복합재료에 발생한 압력 정보를 이용하여 동시경화법으로 제조된 T800 탄소섬유/에폭시 복합재료-알루미늄 단면겹치기 접착조인트의 접착강도를 부가압력의 크기에 따라 측정하였다. 실험시편은 오토클레이브 진공백 성형을 통해 성형압력 (절대압력 0.1MPa, 0.3MPa, 0.7MPa)을 조절하여 제작하였다. 접착강도를 측정하기 위하여 인장실험이 실시되었으며, 필라멘트 와인딩 공정에 의해 제조된 Type III 수소저장용가의 복합재료-알루미늄 라이너의 계면 접착강도를 측정하기 위해 단면겹치기 접착조인트의 접착부에 일정한 압력을 가해줄 수 있는 압력부가 장치를 설계하였다. 적층된 복합재료에 가해지는 부가압력이 접착강도에 미치는 영향을 확인하기 위해 서로 다른 세 종류의 부가압력 (절대압력 0.1MPa, 0.3MPa, 0.7MPa)을 시편에 부가하여 접착강도를 측정하고, 그 결과를 비교하였다.

FPS 공정에 의한 열경화성 복합재 유효성 검증 연구 (A Study on Property of Thermoset Composite in FPS Process)

  • 김진현;엄문광;변준형;이상관;전영준
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
    • /
    • pp.241-245
    • /
    • 2004
  • Among the various manufacturing processes of composites, the tape lay-up process of thermoset prepreg has many advantages compared to autoclave or hot press forming. It has a high potential to process automation and continuous fabrication .. Fiber placement developed as a logical combination of filament winding and automated tape placement to overcome some of the limitations of each manufacturing method. Fiber placement uses a compaction device to apply direct contact between the incoming materials in the fiber placement head and Heat is added to the materials at the nip point of the compaction roller. This paper will discuss property of thermoset composite as compaction and heat effect in Automated fiber placement

  • PDF

다공성 탄소나노튜브 섬유를 이용한 차세대 복합소재 연구 (A Study on the Next-generation Composite Based on the Highly Porous Carbon Nanotube Fibers)

  • 이균배;정연수;이상복;김태훈
    • Composites Research
    • /
    • 제35권3호
    • /
    • pp.139-146
    • /
    • 2022
  • 본 연구에서는 CNT섬유에 적합한 복합소재 공정방법에 대해 연구하였다. CNT섬유가 아직 초기 연구단계로 생산성이 낮아 직조나 스티칭된 UD필름 제작이 어려운 점을 감안, 연구단계에서 적용 가능한 CNT섬유 복합소재 제조법을 개발하고자 하였다. 기존의 CNT섬유 기반 복합소재는 생산성 이슈 및 공정 적용의 어려움으로 인해 주로 single filament composite의 형태로 제조하거나 filament winding법을 이용하여 제조되고 있었으나, 본 연구를 통해서 필름 형상으로 준비된 CNT섬유에 수지를 함침한 후 바로 복합소재화 할 수 있는 공정을 개발할 수 있었다. CNT섬유에는 내부에 수많은 나노포어가 존재하기 때문에 이 부분에 수지가 함침됨에 따라 성형된 복합소재에서 수지의 비율이 과도하게 올라가는 문제가 있기 때문에, 이를 해결하는 것이 가장 핵심적인 이슈라 할 수 있다. VaRTM을 통해서 가해지는 압력은 과량의 수지 제거에는 충분하지 않았으며, 높은 힘으로 누르는 hot press 공정과, 섬유는 고정하면서 과량의 수지를 제거할 수 있는 폼 소재를 도입함으로써 높은 섬유비율을 가지는 CNT 섬유 복합소재를 제조할 수 있었다. 최종적으로 희석된 수지까지 이용하였을 때, 58.5 wt%의 질량비의 섬유로 구성된 CNT섬유 복합소재를 제조할 수 있었고, 비강도는 0.525 N/tex를 달성하였다. 본 연구는 향후 CNT섬유 복합소재 제조에 적용할 수 있는 새로운 공정 방법을 제시하였다.

화학적 환경에 노출된 콘크리트 보강용 FRP 보강근의 부착 성능 (Bond Performance of FRP Reinforcing Bar for Concrete Structures after Chemical Environmental Exposure)

  • 박찬기;원종필
    • 한국농공학회논문집
    • /
    • 제46권3호
    • /
    • pp.73-81
    • /
    • 2004
  • FRP reinforcing bars(rebars) are produced through a variety of manufacturing process includes pultrusion, and filament winding and braiding etc. Each manufacturing method produces a different surface condition of FRP rebar. The surface properties of FRP rebar is an important property for mechanical bond with concrete. Current methods of providing surface deformation to FRP rebars include helical wrapping, surfaces and coating and rib molding. The problem with the helical wrapping method is that it can not provide enough surface deformation for good bond and it can be easily sheard off from the FRP rebars. Sand coating and rib molding provide surface deformation only to the outer FRP skins. Therefore, FRP rebar has about 60% of bond strength of steel rebar. The main objective was to evaluate the bond properties of FRP rebar after environmental exposure. Five types of FRP rebar includes CFRP ISO, GFRP Aslan, AFRP Technora CFRP(Korea), and GFRP(Korea) rebars performed direct bond tests. Also, FRP rebar bond specimens were subjected to exposure conditions including alkaline solution, acid solution, salt solution and deionized water etc. According to bond test results, CFRP(Korea) and CFRP(Korea) rebars were found to have better bond strength with concrete than previous FRP rebars. Also, FRP(Korea) rebar had more than about 70% in bond strength of steel rebar.

필라멘트 와인딩으로 저작된 복합재 압력용기에서 탄성파 발생원의 위치표정 (Acoustic Emission Source Location in Filament Wound CFRP Pressure Vessel)

  • 김정곤;원용구;권오양
    • 비파괴검사학회지
    • /
    • 제23권5호
    • /
    • pp.439-444
    • /
    • 2003
  • 구조물이 하중을 받았을 때 손상부에서 발생하는 탄성파인 AE는 이를 탐지함으로써 손상부의 위치를 측정하는데 매우 효과적이다. 그러나 복합재료 구조에서의 위치표정은 탄성파의 전파속도가 섬유의 방향에 의존하는 이방성의 문제로 인하여 전통적인 방법을 그대로 적용할 경우 알고 있는 위치에 대해서도 정확도가 매우 낮으며, 미지의 발생윈을 찾는 것은 거의 불가능하다. 본 연구에서는 최근에 새로이 개발된 바 있는 이방성을 고려한 위치표정 방법이 실제 복합재 구조물에 적용될 경우에도 정밀도와 정확도 면에서 실용적인 방법임을 입증하고자 하였다. 기하학적으로 복잡한 구조체인 복합재 압력용기가 비어있을 경우와 물을 가득 채운 경우에 대하여 $0^{\circ}$(축방향)에서 $90^{\circ}$(원주방향)까지 모든 방향별 속도를 고려한 위치표정을 성공적으로 수행하였다.

삽입된 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크의 내부 변형률 모니터링 (Internal Strain Monitoring of Filament Wound Pressure Tanks using Embedded Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 김철웅;박상욱;김천곤;강동훈
    • Composites Research
    • /
    • 제18권4호
    • /
    • pp.1-7
    • /
    • 2005
  • 삽입된 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating, FBG) 센서를 이용하여 수압시험 동안에 필라멘트 와인딩 된 복합재료 압력탱크의 실시간 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 일반적으로 압력탱크의 내부와 외부의 유한요소해석 결과는 변형률과 응력 모두 큰 차이를 보인다. 그러므로, 압력탱크의 건전성을 검증하기 위해서는 운용 중 탱크 내부의 변형률 값을 정확하게 측정해야 한다. 여러 광섬유 센서 중 FBG 센서는 변형률 게이지에 비해 구조물에 삽입이 용이하고 많은 수의 센서를 한 가닥의 광섬유에 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing, WDM) 기법을 통해 쉽게 다중화 할 수 있다. 본 연구에서는 다중화 된 FBG 센서를 삽입한 표준압력용기(standard testing and evaluation bottle, STEB)를 제작하고 수압시험을 수행하였다. 삽입된 센서의 생존율을 높이기 위해 격자 부분에 대한 보강법을 포함한 새로운 삽입 적용 기법을 고안하였다. 제작된 탱크에 대한 수압 시험을 통해 FBG 센서가 필라멘트 와인딩 된 복합재 압력탱크의 건전성 모니터링을 위해 성공적으로 삽입 적용될 수 있음을 확인하였다.