• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제77권5호
• /
• pp.651-659
• /
• 2021

In this study, a new constitutive model has been developed to predict the elastic behavior of plain weave textile composites, using the finite element (FE) method. The geometric conditions and basic assumptions of this model are based on the basics of a continuum theory developed for the plane curved composites. In this model, the mechanical properties of the weave region and pure matrix region is calculated separately and then imported for the FE analysis. This new constitutive model is used to implement the mechanical properties of weave region in the representative volume element (RVE). The constitutive relations are implemented as user-material subroutine code (UMAT) in ABAQUS® FE software. The results of FE analysis have been compared with experimental results and other data available in the literature. These comparisons confirmed the capability of the presented model for the prediction of effective elastic properties of plain weave fabric composites.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.64-69
• /
• 2001

In general, laminate effective orthotropic thermal conductivities are dependent on fiber and matrix material properties, fiber volume fraction and fabric geometric parameters. This paper deals with the predicting method of the transverse and the in-plane thermal conductivities of plain weave fabric composites based on the three dimensional series-parallel thermal resistance network. Thermal resistance network was applied to unit cell model that characterizes the periodically repeated pattern of plain weave. Also, an experiment apparatus is setup to measure the thermal conductivities of composite material. The numerical and experimental results of carbon/epoxy plain weave are compared.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권11호
• /
• pp.941-948
• /
• 2016

직물 복합재료는 높은 비강성과 비강도를 가지며 일방향 복합재료에 비해 면외 방향 특성과 충격 및 층간분리에 대한 특성이 우수하여 항공우주 구조물의 주재료로 적용되고 있다. 본 논문에서는 2차원 평직 복합재료의 반복단위격자에 대한 기하학적 모델을 정의하고 유효강성을 예측하였다. 반복단위격자의 기하학적 형상은 다양한 프리폼 제작변수에 의해 결정될 수 있으며, Naik의 모델을 바탕으로 섬유다발간의 간극을 추가적으로 고려하는 수정된 기하학적 모델을 제시하였다. 평직 복합재료의 유효 강성은 반복단위격자에 대한 섬유다발 이산화 기법과 등변형률 가정 기반의 응력 평균화 기법을 사용하여 예측되었다. 또한 섬유다발간의 간극의 크기에 따른 강성의 변화를 평가하였으며, 기존 모델과 시편 시험 데이터와의 비교를 통해 강성 예측 결과를 검증하였다.

• 한국의류학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.347-354
• /
• 2014

The color appearance of a yarn-dyed woven fabric depends on the color of the yarn as well as on the weave structure. Predicting the final color appearance or formulating the recipe is a difficult task, considering the interference of colored yarns and structure variations. In a modern fabric design process, the intended color appearance is attained through a digital color methodology based on numerous color data and color mixing recipes (i.e., color prediction models, accumulated in CAD systems). For successful color reproduction, accurate color prediction models should be devised and equipped for the systems. In this study, the final colors of yarn-dyed woven fabrics were predicted using six geometric-color mixing models (i.e., simple K/S model, log K/S model, D-G model, S-N model, modified S-N model, and W-O model). The color differences between the measured and the predicted colors were calculated to evaluate the accuracy of various color models used for different weave structures. The log K/S model, D-G model, and W-O model were found to be more accurate in color prediction of the woven fabrics used. Among these three models, the W-O model was found to be the best one as it gave the least color difference between the measured and the predicted colors.

• Composites Research
• /
• 제15권5호
• /
• pp.27-34
• /
• 2002

본 연구의 목적은 (주)한국와이바의 CF3327 평직 복합재료의 열전도도를 실험적으로 계측하고 이를 이론적인 예측과 비교하는데 있다. 열전도도 계측을 위하여 비교계측법의 원리를 이용한 실험 장치를 제작하였으며 열전도도가 잘 알려진 그라파이트를 실험함으로써 장비의 정확성을 확인하였다. 미시역학적인 방법은 섬유 및 기지의 물성, 섬유체적비, 직조 형태 등의 변수들이 복합재료의 유효물성치에 미치는 영향을 평가하는데 유용하다. 본 연구에서는 3차원 직-병렬 열저항 개념을 주기적으로 반복되는 평직의 단위구조에 적용하여 열전도도를 예측하였다. 해석 결과를 실험 결과와 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였고 섬유체적비가 에폭시 수지 복합재료의 열전도도에 미치는 영향을 고찰하였다.

• Composites Research
• /
• 제31권5호
• /
• pp.276-281
• /
• 2018

본 논문에서는 이론적인 계산 모델을 이용하여 다양한 섬유 다발 구조를 갖는 직조섬유강화 복합재의 탄성 거동을 예측하였다. 직조 복합재의 기계적 물성을 대표할 수 있는 대표체적요소 (RVE)을 설정하였으며, 직조 다발의 굴곡을 다양한 정현파 함수로 정의하였다. 고전적층이론 (CLPT)를 이용하여 영률, 전단 탄성계수, 포아송비와 같은 직조복합재의 유효물성을 예측하였다. 섬유 다발의 구조와 형태 (평직, 능직)에 따라 섬유 부피 분율을 계산하였으며 각각의 탄성 거동을 이론적인 계산 모델을 통해 예측하였다. 또한, 이론적 예측 결과의 검증을 위해 진공수지주입(VARTM) 공정을 사용하여 평직 및 능직 형태의 복합재 시편을 제작 후 물성 시험을 진행하여 실험 결과를 이론적 예측 결과와 비교하였다. 결과적으로 직조 복합재의 탄성 거동에 대한 이론적 결과와 실험 결과 간에 매우 높은 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.256-265
• /
• 2019

본 논문에서는 평직물 CFRP로 제작한 직교 격자 쉘의 굽힘 하중에 의한 점진적 손상 연구를 수행하였다. 직교 격자는 복합재 바닥면과 함께 경화하여 제작하였다. 굽힘을 받는 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석은 Hashin-Rotem 파손 기준과 Matzenmiller-Lubliner-Taylor (MLT) 모델으로 비선형 유한요소법을 이용하여 수행하였다. 또한, 직교 격자 쉘에 대한 3점 굽힘 시험을 수행하였으며, 시험 결과와 해석 결과를 비교하였다. 변형률과 변위에 대한 시험과 해석 결과는 유사하게 나타났다. 손상 영역은 점진적 손상 해석으로 예측하였으며, 육안 검사와 초음파 비파괴 검사를 통해 측정한 결과와 비교하였다.

• Composites Research
• /
• 제32권5호
• /
• pp.206-210
• /
• 2019

직조 구조의 복합재의 쓰임이 자동차, 항공 산업 등 여러 분야로 확장됨에 따라, 직조 복합재의 신뢰성 문제 및 물성예측에 대한 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 직조 구조가 다른 복합재료의 물성 예측을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험으로 얻은 정적 물성과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 모델링 방법을 개발하였다. 직조 구조의 특성을 반영하기 위하여 모델링은 메소 스케일의 대표 체적 요소(RVE)를 이용하였다. 섬유 다발과 순수 기지를 분리하여 3차원 모델링을 진행하였다. 하신 파괴 기준(Hashin's failure criteria)을 적용하여 요소의 파괴 유무를 판단하였고, 해석 모델은 복합재에 적합한 점진적 파괴 모델을 사용하였다. 최종적으로, 직조 구조에 따른 복합재의 물성을 성공적으로 예측하여 본 모델링 및 해석 기법에 대한 적합성을 검증하였다.

• 패션비즈니스
• /
• 제10권6호
• /
• pp.9-15
• /
• 2006

Colors of textile products or fashionable clothing play one of the most important roles. From the point of visual cues, the realism of an image is the result of a good interaction of local light scattering or transmittance model applied. A 3-dimensional CAD software was used to construct a solid plain fabric model. In order to simulate a union fabric with different warp and filling colors, rendering was performed on the fabric model. It was demonstrated that the iridescent effect, pearl effect, or superficial color change effect of the union fabric during wearer's movement could be explained using the fabric models at inclined fabric positions during viewer's observation.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.51-57
• /
• 2003

This paper proposes a new oscillating flow model of the pressure drop through the regenerator under pulsating pressure. In this oscillating flow model. pressure drop is expressed by the amplitude and the phase angle with respect to the inlet mass flow rate. In order to generalize the oscillating flow model. non-dimensional parameters, which are Reynolds number, Valensi number, gas domain length ratio, oscillating flow friction factor and phase angle of pressure drop, are derived from the capillary tube model of the regenerator. Correlations for the oscillating flow friction factor and the phase angle are obtained from the experiments for the twill-square screen regenerators under various operating frequencies and inlet mass flow rates. The oscillating friction factor is a function of the Reynolds number alone and the phase angle of pressure drop is a function of the Valensi number and the gas domain length ratio. Experiment is also performed to examine the effect of the weave style of screen. Experimental data demonstrate the superiority of the oscillating flow model over the previous steady flow model.