• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2011

본 논문은 샌드위치 복합재 틸팅열차의 충돌안전도 평가 및 성능 향상방안에 대해 서술하고 있다. 차체 구조물에 적용된 샌드위치 복합재는 알루미늄 하니컴 심재와 유리섬유 및 카본/에폭시 적층 복합재 면재로 이루어져있다. 충돌해석은 외연유한 요소 해석 프로그램인 LS-DYNA3D를 이용하였다. 이때, 유한요소모델링과 충돌해석 계산시간의 절약을 위하여 3차원 유한요소모델과 1차원 등가 모델을 적용하였다. 틸팅열차의 충돌 조건은 철도안전법에 명시하고 있는 4가지 충돌사고 시나리오를 고려하여 해석을 수행하였다. 충돌해석 결과 시나리오-2를 제외한 나머지 충돌 시나리오에서 성능 요구조건을 만족하였다. 충돌 시나리오-2의 충돌안전도 요구조건을 충족하기 위하여 전두부의 적층복합재 커버와 금속프레임의 강성 향상방안을 제안하였으며, 결과적으로 충돌 시나리오-2의 요구조건을 만족하였다.

• Composites Research
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• 제15권3호
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• pp.45-51
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• 2002

이종 재료의 다중 적층 구조인 스마트 스킨을 설계 및 제작하였고, 그 기계적 거동 특성을 규명하기 위하여 압축 및 굽힘 거동에 대하여 시험 및 해석을 수행하였다. 시험 결과 본 연구에서 설계된 스마트 스킨은 압축 허용 하중에 비해 좌굴 허용 하중이 작게 나타났으며, 구조적 안정성에 하니컴 심재의 전단 탄성 계수가 크게 영향을 주는 것을 확인하였다. 하니컴 심재의 전단 탄성 계수 측정을 위하여 개선된 시험법을 고안하여 본 연구에 사용하였다. 또한, 상용 유한 요소 해석 프로그램인 NASTRAN을 이용하여 예측한 압축, 굽힘 거동이 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2073-2079
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• 2008

This study aims to investigate the residual strength of sandwich composites with Al honeycomb core and carbon fiber face sheets after the quasi-static indentation damage by the experimental investigation. The 3-point bending test and the edge-wise compressive strength test were used to find the mechanical properties. The quasi-static point load and damaged hole was applied to introduce the simulated damage on the Each damaged specimens were finally assessed by the 3-point bending test and the compressive strength test. The investigation results revealed the residual strength of the damaged specimens due to the quasi-static indentation.

• 한국생산제조학회지
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• 제25권6호
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• pp.471-478
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• 2016

This paper describes a method to design a lightweight modular bridge for a railway infrastructure system. A lightweight design was achieved using the material selection method. Aluminum extrusions and honeycomb sandwich composites were selected as the best materials to reduce the weight of the upper structure of a conventional modular bridge made of carbon-steel material. The structural integrity of the lightweight modular bridge was evaluated under vertical and wind loads. The twisting and bending natural frequencies were also evaluated to investigate its dynamic characteristics. The results showed that the structural integrity and natural frequencies of the lightweight modular bridge, made of aluminum extrusion and sandwich composites, satisfied the design requirements. Moreover, it was found that the weight of the conventional modular bridge made of carbon steel could be reduced by a maximum of 47% using lightweight materials.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.518-525
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• 2009

논문은 샌드위치 복합재가 적용된 바이모달 트램의 설계검증을 위한 구조 성능 시험과 유한요소 해석에 대해 기술하였다. 차체 구조물에 적용된 샌드위치 복합재는 알루미늄 하니컴 심재와 WR580/NF4000 유리섬유/애폭시 면재로 구성되었다. 이때, 차체 구조물의 구조 시험은 JIS E 7105 규정에 따라 수직하중, 압축하중, 비틀림 및 고유진동수 시험이 각각 수행되었다. 그리고 다이얼게이지, 스트레인게이지, 가속도 센서를 통해 얻어진 처짐, 응력, 고유전동수 결과에 따른 구조 안전성을 평가하였다. 그리고 Ansys v11.0을 이용하여 유한요소해석을 수행하였고, 구조 시험 결과와 비교하였다. 구조 시험 결과는 제안된 유한요소 모델을 사용한 구조 해석 결과와 처침, 응력, 고유진동수가 비교적 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1103-1108
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• 2009

This paper describes the results of structural test and finite element analysis for rubber wheel-type Automatic Guideway Transit(AGT) made of aluminum honeycomb sandwich composites with WR580/NF4000 glass-fabric epoxy laminate face sheets. The static tests of vehicle structure were conducted according to JIS E7l05. These static tests have been done under vertical load, compressive load and 3-point support load. The structural integrity of AGT vehicle structure was evaluated by displacement, stress obtained from LVDT and strain gauges, and natural frequency. And finite element analysis using Ansys v11.0 was done to compare with the results of static test. The result showed that the results of structural integrity for static test were in an good agreement with these of finite element analysis.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.173-179
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• 2023

The sandwich structure, consisting of a core and a face sheet, is used for lightweight structural application. Generally, cellular structures like honeycomb, foam, and lattice structures are utilized for the core. Among these, lattice structures have several advantages over other types of structures. In other studies, curved lattice structures were reported to have higher mechanical properties than straight structures by converting shear stresses acting on the structure into compressive stresses. Moreover, the addition of vertical struts can have a positive effect on the mechanical properties of the lattice structure. For the purpose, two lattice structures with Circle Arch (CC) and Circular Arch with a vertical column (CC_C) were studied, which were fabricated by using selective laser sintering was conducted. The result showed that CC_C has dramatic performance improvements in specific strength, modulus, and strain energy density compared to CC, confirming that vertical struts played a significant role in the lattice core. Finite element analysis was employed to determine the cause of the stress behavior of CC and CC_C. This study is expected to help design structurally superior lattice cores and sandwich structures.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.209-215
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• 2016

본 논문에서는 두께와 재료의 구성이 변하는 복잡한 형상의 복합재 샌드위치 구조의 파손 거동을 연구하였다. 구조물은 두께가 일정한 알루미늄 하니콤 코어 샌드위치 판넬이, 두께가 줄어드는 폼코어 샌드위치 천이부를 거쳐, 최종적으로는 면재와 면재가 만나 단순 적층판을 이루면서 다른 구조물에 체결되는 형상을 갖는다. 하중은 인장 및 압축하중의 형태로 가해지며 각 3개씩 총 6개 시편에 대한 시험을 수행하였다. 시험 결과 압축시험의 경우 재료불연속선을 따른 면재의 파손에 취약하며, 재료불연속선을 따른 파손을 피할 수 있는 경우 알루미늄 코어와 카본 면재의 디본딩에 의한 파손이 나타남을 알 수 있었다. 파손하중은 디본딩에 의한 파손까지 견디는 경우가 약 16% 높게 나타났다. 인장시험의 경우 파손모드는, 곡률부를 갖는 복합재 구조물에서 가장 취약한 부분인, 플랜지와 웹이 만나는 곡률부의 층간분리 파손이 주를 이루었다. 파손하중은 압축하중이 인장하중에 비하여 약7배 가량 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 구조물은 주로 압축하중을 견디기 위한 목적의 구조물에 적용하여야 할 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.602-604
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• 2011

본 연구에서는 알루미늄 폼 샌드위치 복합재료와 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료의 면내 외 방향 압축실험으로 하중-변위의 관계를 분석하고 압축 특성을 비교하였다. 만능재료시험기로 1 mm/min 의 속도로 압축을 하였으며, 카메라로 실험과정을 촬영하고 로드셀에서 나오는 데이터를 컴퓨터로 저장하였다. 압축실험의 결과로 알루미늄 폼 및 허니컴 샌드위치 복합재료에서 하중이 증가함에 따라 심재에 좌굴이 발생하였다. 면내 방향 압축실험에서 알루미늄 폼 및 허니컴 샌드위치 시험편에 작용하는 압축 최대하중은 비슷하지만 비중을 고려하면 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료가 더 우수한 것으로 판단되며, 면외 방향 압축실험에서도 알루미늄 허니컴 샌드위치 복합재료의 압축 최대하중이 알루미늄 폼 샌드위치 복합재료보다 높게 나왔다.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.384-392
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• 2017

인장과 압축하중 모두를 효과적으로 지지할 수 있는 새로운 샌드위치 체결부 구조의 설계를 위해, 체결부 형상이 다른 3가지 샌드위치 판넬에 대한 인장 및 압축 시험을 수행하였다. 샌드위치 판넬의 코어는 주로 알루미늄 플렉스 허니콤이지만, 타 구조물과의 체결을 위해 두께가 얇아지면서 단순 적층판으로 변하는 램프 영역에서는 PMI 폼 코어를 사용하였고, 면재에는 탄소섬유 복합재를 사용하였다. 형상 1에서는 복합재 플랜지와 샌드위치 구조가 일체형으로 연결된다. 형상 2와 3에서는 별도로 제작된 알루미늄 플랜지가 복합재 적층판에 하이록핀과 접착제로 체결된다. 시험 결과 형상 1, 2, 3의 평균 압축파손하중은 각각 295 kN, 226 kN, 291 kN으로 나타났고, 평균 인장파손하중은 각각 47.3(층간분리), 83.7 kN(볼트파손), 291 kN(치구손상)으로 나타났다. 압축 파손하중만을 고려할 경우 플랜지와 샌드위치 판넬을 복합재 일체형으로 제작한 형상 1과 3이 우수한 특성을 보였다. 그러나 형상 1의 경우 인장하중을 받을 때 낮은 하중에서 플랜지 모서리 부분에서 층간분리가 발생하였다. 따라서 인장과 압축하중을 동시에 효과적으로 지지할 수 있는 구조는 모서리에서 층간분리의 위험이 없게 별도의 알루미늄 플랜지를 사용하여 볼트로 체결한 형상 3임을 확인하였다.