• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.717-723
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• 2010

많은 연구자들이 평직 탄소섬유강화플라스틱에 대해서 연구해왔지만 피로 균열 진전에 관한 연구는 아직도 미지한 상태이다. 그리고 하중과 섬유 배열 각도에 따라 균열 진전 양상이 다름을 알 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 개의 섬유 배열각도($0^{\circ}$, $45^{\circ}$)에서 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전에 대해 연구하였다. 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전 테스를 하중비 0.1에 10Hz로 수행하였다. 그 시험 결과로써, 피로 균열 진전 속도(da/dN)와 에너지해방률(${\Delta}G$)과의 그래프를 도출하였고, 섬유 배열 각도에 따른 균열 진전 양상을 $0^{\circ}$의 경우에는 Mode I를 적용하였고, $45^{\circ}$의 경우에는 Mixed Mode를 적용하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.48-56
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• 2013

본 연구에서는 다양한 균질화 기법을 통해 섬유강화 복합재료 단일 적층판의 등가탄성계수를 예측을 수행하였다. 섬유강화 복합재료의 등가 탄성계수를 예측하는 해석식 및 준실험식 등 많은 기법들이 제안되어 왔지만 사용대상에 따라 제약이 있거나, 복합재료를 구성하는 섬유나 기지의 종류에 따라 예측결과가 시험결과와 잘 일치하지 않는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서 전산 균질화 기법을 통해 실제 복합재료 형상과 유사한 대표체적 요소를 선정하여 유한요소 모델링을 수행하고, 주기적 경계조건을 부여하여 등가 탄성계수를 예측하였다. 아울러 기존의 예측식 및 시험 결과와 비교하여 그 성능을 검증하였으며, 인공위성 복합재료 패널 구조해석결과에 미치는 영향에 대해 검토하였다.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.459-468
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• 2000

유리 또는 아라미드 섬유를 보강재로 사용한 섬유강화 복합재료의 기계적 물성을 증진시키기 위하여 복합재료 적층판을 서로 다른 매트릭스 수지와 섬유를 선정하여 이들의 인장, 굴곡 특성을 조사하였다. 불포화 폴리에스테르와 개질된 표면의 아라미드 섬유 복합재료의 경우, 굴곡 물성의 최대값은 실란 농도가 0.5 wt%일 때 관찰되었다. 불포화 폴리에스테르 수지와 유리섬유 복합재료의 인장 물성은 vinylester계가 가장 높게 나타났으며, 굴곡물성은 isophthalic계가 가장 높은 물성을 나타내었다. 유리섬유와 불포화 폴리에스테르 수지 복합재료의 기계적 물성을 증진시키기 위해 겹침 적층판과 기계적 물성과의 상관 관계에 대해서도 연구가 병행되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권3호
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• pp.240-245
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• 2001

섬유함유율이 0%, 20% 그리고 30%인 단섬유 GF/PP 복합재료를 사용하여 8$0^{\circ}C$, 5$0^{\circ}C$ 그리고 실온에서 인장시험을 통하여 온도의 변화에 대한 파괴강도의 거동을 고찰한 결과는 다음과 같다. 1) 유리섬유로 강화하지 않은 순수 PP보다 유리섬유로 강화한 복합재료의 인장강도가 높게 나타났으며 섬유함유율이 증가할수록 그 값은 높게 나타났다. 2) 동일한 섬유함유율을 가지는 GF/PP 복합재료의 온도변화에 따른 인장강도는 실온의 경우가 가장 높게 나타나고 고온으로 갈수록 그 값이 낮게 나타났다. 3) GF/PP 복합재료의 파괴기구는 온도의 변화에 따라 매트릭스의 변형이 나타났으며 섬유의 풀아웃, 섬유와 매트릭스 사이의 디본딩을 관찰할 수 있었으며, 이와 같은 파괴기구가 종합적으로 상호작용한다고 생각된다.

• Composites Research
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• 제27권1호
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• pp.14-18
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• 2014

탄소섬유 복합재료는 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있는 우수한 재료이지만 가격이 비싼 결점이 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 기계적 강도를 가지며, 가격이 비싸지 않은 재료의 개발을 위해 탄소섬유에 현무암 섬유를 첨가하여 하이브리드 복합재료를 제작하였다. 현무암 섬유의 함유 비율이 높아질수록 강도는 감소하였으며, 탄소의 강화재 비율이 80% 정도에서 CFRP와 유사한 강도를 얻을 수 있었다. 또한 섬유 각각을 적층하여 복합재료를 제작하는 것 보다 섬유사를 혼합시켜 제작한 복합재료에서 더 우수한 기계적 특성을 얻을 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.344-350
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• 2004

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인리스강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서는 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 복합재의 비마모율은 하중이 증가하면 N방향와 P방향에서는 증가하는 경향을 보이며,AP방향에서는 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (2) 복합재의 마찰계수는 하중이 증가하면 N방향과 AP방향에서는 하중 39.2N까지 증가하다가 그 이상의 하중에서는 감소되며 AP방향에서는 하중이 증가함에 따라 서서히 증가하며, 또한 그 값은 N방향에서 가장 크고, AP방향이 가장 적다. (3) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 하중의 효과는 다르며 마찰초반에 발생한 섬유에 의한 쟁기질과 섬유 굽힘 및 미소크랙에 의한 섬유 균열과 파괴에 따른 마모 메카니즘의 형태에 의한 것이다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.424-432
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• 1996

열가소성 고분자 복합재료 개발을 위하여 매트릭스수지로는 폴리프로필렌(PPF) 섬유를 사용하고 유기계 강화섬유로 비닐론(VF), 아라미드(KF) 및 나일론(PAF) 섬유 등을 사용하여 복합매트를 얻은다음 압축 성형하여 고분자 복합재료를 제조하였다. 제조한 고분자 복합재료의 충격 특성 및 형태학적 특성 등을 측정하였다. 아이조드충격강도는 VF/PP가 크며, 고속충격특성은 KF/PP계가 약간 크게 나타났다. Ductility Index(Dl)는 VF/PP>KF/PP>PAF/PP 순으로 나타났으며 VF/PP의 최대 DI값은 섬유중량분율이 20%일 때 2.43이었다. 유기섬유 충전률은 20~30%가 최적값이었으며 SEM 관찰로 섬유분산상태 및 배향성은 양호함을 확인하였다. 결론적으로 VF/PP 복합재료가 KF/PP 및 PAF/PP 복합재료에 비해 계면접착력이 가장 우수하였다.

• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.13-19
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• 2009

접착제에 의한 접합기술은 다양한 목적과 환경에서 널리 사용되는 방법이다. 그 중 우레탄 접착제는 저온에서의 우수한 접착 특성으로 인하여 액화천연가스 운반선과 같은 극저온 환경의 접착에 사용되고 있다. 유사한 우레탄 접착제라도 각기 다른 기재와의 접착특성을 갖게 된다. 특히 기재에 사용된 수지의 종류와 섬유와의 상응성에 따른 접착력의 변화는 산업현장에서의 접착제 선정에 매우 중요한 인자로 작용된다. 본 연구에서는 서로 다른 제조사의 우레탄 접착제를 사용하여 동일한 리섬유강화복합재료에 접착하였을 때 실험 온도에 따른 다른 경향의 박리강도를 얻었다. 그 원인을 주사전자현미경을 사용하여 검토하였으며, 실혐 결과 극저온에서 접착제와 복합재료 수지간의 접착력은 거의 유사하였으나 접착제와 가재에 노출된 유리섬유간의 접착력이 달라짐에 따른 원인으로 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.18-25
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• 2003

나일론6 단섬유를 보강한 NR과 SBR의 인장특성에 대해 섬유 종횡비(AR), 직경비(DR), 계면상 조건, 그리고 섬유 함유률을 함수로 연구하였다. 인장강도는 우수한 계면조건에서 AR(20min.)이 증가할수록 증가하였다 단섬유(DR=3, AR=20min.) 강화 SBR은 모든 계면조건에서 희석효과를 보이지 않았다. 동일한 단섬유를 보강한 NR의 경우도 No Coating을 제외하고는 희석효과를 보이지 않았다. 인장탄성률은 동일한 직경비에서 AR이 증가할수록, 섬유 함유률이 높을수록. 계면조건이 우수할수록 크게 증가하였다. 동일한 직경비에서 계면조건이 우수할수록 이탈 힘은 크게 나타났다. 또한 단섬유 강화 메커니즘을 확인하기 위해 축대칭 모델을 이용 응력해석을 실시하였다. 본 연구를 통해 AR, 계면상 조건. 그리고 DR이 강화고무의 인장특성에 중요한 역할을 항을 확인하였다.