• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-82
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• 2002

A finite element method based on the two-dimensional progressive failure analysis considering material nonlinearity is presented for characterizing the strength and failure of the unidirectional-fabric hybrid laminated composite joints under pin loading. The 8-node laminated shell element is incorporated in the updated Lagrangian formulation. Failure criteria including the Maximum Stress and Tsai-Wu are used in conjunction with the complete unloading stiffness degradation method. For the verification, joint tests are conducted for the specimens with two different ply-number ratios of UD composite to fabric composite. Although there are some differences depending on ply-number ratios, the finite element model using the maximum stress criterion considering nonlinear material behavior predicts the failure strength best.

• Advances in materials Research
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• 제7권2호
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• pp.119-136
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• 2018

In this paper, static and vibration analysis for anti-symmetric cross-ply and angle- ply carbon/glass hybrid laminates rectangular composite plate are presented. In this analysis, the equations of motion for simply supported thick laminated hybrid rectangular plates are derived and obtained through the use of Hamilton's principle. The closed-form solutions of anti-symmetric cross-ply and angle- ply laminates are obtained using Navier solution. The effects of side-to-thickness ratio, aspect ratio, and lamination schemes on the fundamental frequencies loads are investigated. The study concludes that shear deformation laminate theories accurately predict the behavior of composite laminates, whereas the classical laminate theory over predicts natural frequencies. The excellent accuracy of the present analytical solution is confirmed by making some comparisons of the present results with those available in the literature. It can be concluded that the proposed theory is accurate and simple in solving the free vibration behaviors of anti-symmetric cross-ply and angle- ply hybrid laminated composite plates.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.486-490
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• 1997

Composite materials have varios complicated characteristics to the ply materials, ply orientations, ply stacking sequences and boundary conditions. Therefore, it is difficult to analysis composite materials. For efficient use of composite materials in engineering applications the dynamic behavior, that is, natural frequencies, nodal patterns should be informed. This study presents the experimental and FEM results for the free vibration of symmetrically and antisymmetrically laminated composite and hybrid composite rectangular plates. In order to demonstrate the validity of the experiment, FEM analysis using ANSYS was performed and natural frequencies experimentally obtined is compared with that calculated by FEM analysis. The results obtained from both experiment and FEM analysis show a good agreement.

• 한국안전학회지
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• 제35권5호
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• pp.9-14
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• 2020

In order to realize high strength and light weight for various industrial facilities and structural materials, various new materials are applied to product design. Among them, CFRP has excellent specific strength and non-rigidity, and the scope of use is expanding throughout the industry, such as mobility products and building materials. GFRP is cheaper than CFRP, and has excellent specific strength and non-rigidity, and has excellent heat resistance and sound insulation, so it has been adopted as a core material for flooring and interior flooring. CFRP of twill weave structure has better resistance to deformation of fiber than plain weave structure, so the outermost layer is applied as twill weave structure in product design. After fabrication with DCB specimens, Mode I fracture toughness was evaluated according to the crack length. As the crack length increases, the energy release rate and stress intensity factor values tended to decrease overall.

• 한국안전학회지
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• 제12권2호
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• pp.37-44
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• 1997

Composite materials have various complicated characteristics depending on the ply materials, ply orientations, ply stacking sequences and boundary conditions. Therefore, it is difficult to analyze composite materials. For efficient use of composite materials in engineering applications, the dynamic behavior such as natural frequencies and nodal patterns should be identified. This study presents FEM results for the free vibration of symmetrically and antisymmetrically laminated composite and hybrid composite rectangular plates. The natural frequencies of laminated composite rectangular plates having the various boundary conditions (completely clamped, 2-edge clamped, cantilevered) are experimentally obtained. In order to demonstrate the validity of the experiment, FEM analysis using ANSYS was performed and natural frequencies experimentally obtained is compared with that calculated by FEM analysis. The results obtained from both experiment and FEM analysis show a good agreement.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.40-47
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• 2010

본 논문에서는 복합 반응면 기법을 제안하고 성능을 고찰하였다. 복합 반응면 기법은 MPP의 좌표를 기준으로 하여 근사모델을 반복 계산하는 기법이다. 성능을 검증하기 위해 비선형 함수와 복합재 적층판에 대하여 신뢰성 해석 기법을 적용하여 파괴확률, MPP(Most Probable failure Point), 신뢰도 지수를 계산하고 일반적인 반응면 기법의 결과와 비교하였다. 파괴확률은 비선형 한계상태식을 가정하고 임의의 파괴 기준을 정의하여 계산하였다. 제안한 복합 반응면 기법을 이용하여 파괴확률을 계산한 결과 일반적인 반응면 기법보다 향상된 성능을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.20-27
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• 2006

부직포를 이용한 하이브리드 복합재료는 일반적인 섬유강화 적층복합재료의 기계적 특성을 개선하기 위하여 개발되었다. 부직포 하이브리드 프리프레그는 전형적 FRP 프리프레그와 부직포 프리프레그로 이루어전 있다. 부직포 프리프레그는 부직포와 수지의 조합에 의해 만들어진다. 부직포는 단섬유가 평면상에 불규칙적으로 분산되어 배치된 형상이다. 부직포를 이용한 하이브리드 프리프레그의 개발목적은 (i) 적층간의 층간특성(층간파괴인성 및 층간강도)을 향상시키고, (ii) 저비용으로 재료의 기계적 강도에 대한 신뢰성을 개선하며, (iii) 복합적층판에서 강화가 요구되는 층에 인성과 강도를 부여함에 있다. 상기의 목적을 달성하기 위하여 부직포층의 기포를 감소시키기 위한 제조기술을 제안하였다. 그 결과, 부직포를 이용한 하이브리드 개념을 도입함으로써 복합적층판의 층간파손특성이 크게 개선되었다.

• Composites Research
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• 제17권1호
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• pp.18-28
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• 2004

섬유강화 적층 복합재 차체 구조물의 강도를 평가하기 위해 전체 적층판 접근방법의 적용을 제시하였다. 180km/h급의 한국형 틸팅열차의 하이브리드 복합재 자체 기본설계를 검증하기 위해서 구조해석을 수행하였으며 또한 복합재 적층판의 강도를 구하기 위해 기계적 물성시험을 수행하였다. 결과적으로, 한국형 틸팅열차의 복합재 자체 구조물에서 발생하는 응력값들은 모두 파손영역의 안전한 범위 내에 존재하였으며 전체 적층판 접근방법은 초기 기본석계 단계에서 하이브리드 복합재 자체 구조물의 파손을 예측하는데 매우 유용함을 증명하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권1호
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• pp.1-10
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• 2010

이 연구에서는 목재의 효율적인 이용의 일환으로 스프루스 직교형적층재의 중층을 중밀도섬유판(medium density fiberboard, MDF), 파티클보드(particle board, PB) 및 오에스비(oriented strand board, OSB)의 3종류의 시판용 목질보드를 복합적층한 3층 목질계 복합적층재(패널)를 제작하여, 중층 목질보드라미나의 구성엘리멘트가 복합적층재의 휨 크리프성능에 미치는 영향을 조사하였다. 복합적층재의 휨 크리프곡선은 우측상변이 급증하는 지수함수 그래프를 나타내었고, 각 복합적층재의 중층 목질보드라미나의 종류에 따라 다른 경향을 나타내었다. 복합적층재의 크리프변형은 표층섬유직각방향($C_{\perp}$ 타입)에서는 중층에 PB, MDF, OSB를 배열한 $C_{\perp}$(P)타입 > $C_{\perp}$(M)타입 > $C_{\perp}$(O)타입의 순으로, OSB를 중층에 배열한 타입의 크리프변형이 MDF나 PB를 중층에 배열한 것의 2배 이상 적은 것이 확인되었고, 복합적층에 의해 스프루스 섬유직각방향의 크리프변형의 현저한 감소가 나타났다. 한편, 표층섬유방향($C_{\parallel}$ 타입)의 크리프변형은 중층에 PB, OSB, MDF를 삽입한 $C_{\parallel}$(P)타입 > $C_{\parallel}$(O)타입 > $C_{\parallel}$(M)의 순이었으나, 복합적층에 의해 적층재상호간의 비는 현저히 감소하였고, 중층에 PB와 OSB를 배열한 복합적층재의 크리프변형의 차이는 매우 적은 것이 확인 되었다. 이 값은 목질보드의 크리프변형보다는 0.108~0.464배의 적은 크리프변형을 나타내어 복합적층에 의해 목질보드의 크리프변형의 현저한감소가 나타났다. 복합적층재의 표층섬유방향에 대한 표층섬유직각방향의 크리프이방성은 초기변형보다 크리프변형이 현저히 컸지만, 스프루스 평행형적층재의 크리프이방성보다는 현저히 감소하는 것이 확인되었다.

• 한국재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.43-51
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• 2019

Nacre of abalone shell features a "brick-and-mortar" microstructure, in which micro-plates of calcium carbonate are bonded by nanometers-thick layers of chitin and proteins. Due to the microstructure and its unique toughening mechanisms, nacre possesses an excellent combination of specific strength, stiffness and toughness. This study deals with the possibility of using nacre fragments obtained from abalone shell for making a bulletproof armor system. A composite plate laminated with abalone shell fragments is made and compression and bend tests are carried out. In addition, a bulletproof test is performed with hybrid armor systems which are composed of an alumina plate, a composite plate, and aramid woven fabric to verify the ballistic performance of nacre. The compressive strength of the composite plate is around 258.3 MPa. The bend strength and modulus of the composite plate decrease according to the plate thickness and are about 149.2 MPa and 50.3 GPa, respectively, for a 4.85 mm thick plate. The hybrid armor system with a planar density of $45.2kg/m^2$, which is composed of an 8 mm thick alumina plate, a 2.4 mm thick composite plate, and 18 layers of aramid woven fabric, satisfy the NIJ Standard 0101.06 : 2008 Armor Type IV. These results show that a composite plate laminated with abalone shell fragments can be used for a bulletproof armor system as an interlayer between ceramic and fabric to decrease the armor system's weight.