• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3176-3183
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• 2010

본 논문은 다축 하중을 받는 복합재 압력용기의 멀티 스케일 피로수명 예측 방법을 제시하였다. 멀티 스케일 접근법은 복합재료의 기본 구성재료인 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면의 거동으로부터 복합재 플라이, 적층판 및 구조물의 전체 거동을 예측한다. 멀티 스케일 피로수명은 거시적 응력 해석과 미시적 피로파손 해석을 통해 예측된다. 유한요소법을 이용하여 복합재 압력용기의 적층판에 가해지는 다축 피로하중을 구하며, 고전적층판이론을 이용하여 적층판의 플라이 응력을 계산하였다. 미소역학 모델을 이용하여 플라이 응력으로부터 각각 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면에 발생되는 응력을 계산하였다. 복합재 구성재료의 피로수명은 섬유에 대해서는 최대응력법을, 기지에 대해서는 등가응력법을, 섬유/기지 경계면에 대해서는 임계평면법을 사용하였다. 평균응력을 고려하기 위하여 수정된 Goodman 식을 적용하였다. 모든 피로하중에 의한 손상은 Miner 법칙을 이용하여 선형 누적이 되고, 이를 통해 최종 피로파손을 판단한다. 섬유와 기지의 물성값, 섬유체적비 및 와인딩 각도의 확률분포에 따른 복합재 압력용기의 피로수명 영향을 분석하기 위해 몬테카르로 시뮬레이션을 수행하였다.

• 선박안전
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• 통권26호
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• pp.4-23
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• 2009

선체용 복합재료 및 구조용 접착제와 신공법인 진공 성형법으로 건조한 레저선박에 강화플라스틱 구조기준을 그대로 적용하기에는 무리가 있으며, 따라서 복합재료, 수지, 접착제 및 진공 성형법 등 현장조사를 토대로 복합소재 및 접착제를 이용한 시험편을 제작하여 복합재료의 기계적 특성, 구조용 접착제에 대한 신뢰성 평가 및 국내외 기준 비교 검토를 통한 국내 실정에 적합한 검사기준을 제안하고자 한다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.71-75
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• 2005

For the damage tolerance improvement of conventional laminated composites, stitching process have been utilized for providing through-thickness reinforcements. 2D preforms were stacked with S-2 glass plain weave and S-2 glass MWK (Multi-axial Warp Knit) L type. 3D preforms were fabricated using the stitching process. All composite samples were fabricated by RTM (Resin Transfer Molding) process. To examine the damage resistance performance the low speed drop weight impact test has been carried out. For the assessment of damage after the impact loading, specimens were examined by scanning image. CAI (Compressive After Impact) tests were also conducted to evaluate residual compressive strength. Compared with 2D composites, the damage area of 3D composites was reduced by 20-30% and the CAI strength showed 5-10% improvement.

• Composites Research
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• 제24권1호
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• pp.10-16
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• 2011

복합재 적층판의 피로수명을 평가하는 것은 여러 가지 재료와 섬유적층각에 따라 수많은 인증실험이 요구된다. 본 논문에서는 미시역학적 파손이론을 이용하여 복합재의 구성재료인 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면의 피로수명 예측를 통해 복합재 적층판의 피로수명 평가를 할 수 있는 방법을 제시하였다. 기지는 다축응력상태을 고려할 수 있는 일반적인 등방성 재료의 등가응력파손식을 이용하였고, 섬유는 이방성 재료이지만 섬유방향의 응력이 주요하므로 섬유방향의 응력만 고려한 최대응력 파손식을 사용하였다. 섬유/기지 경계면에서는 임계단면파손식을 사용하였고, 경계면의 피로강도가 크다고 가정하여 경계면에서의 피로파손는 무시하였다. 인장과 압축강도가 다른 재료의 평균응력효과를 고려할 수 있도록 수정된 Goodman 식을 이용하였다. 순수 기지의 피로실험 데이터를 기반으로 미시역학적 파손이론을 이용하여 단일 플라이와 복합재 적층판인 UDT[$90^{\circ}2$], BX[${\pm}45^{\circ}$]S와 TX[$0^{\circ}/{\pm}45^{\circ}$]S의 피로수명을 예측해 보았고, 실험 데이터와 잘 일치함을 확인하였다.

• 선박안전
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• 통권28호
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• pp.46-63
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• 2010

플레저보트의 고강도 및 경량화 추세에 따라 복합재료 등 관련 소재의 경량화가 요구되었고, 이에 부응하여 관련 신소재 개발과 진공성형 신건조공법 등이 출현하였으며, 이러한 신공법을 이용한 선박건조가 증가하고 있는 실정에 따라 선박의 구조강도 평가가 중요한 과제로 부각되고 있다. 또한 선박의 안전성 확보와 고객의 편리 도모를 위한 플레저보트 구조강도 확인을 위한 시험방법 등도 다양화할 필요가 있다. 따라서 진공적층 및 수적층 성형방법으로 건조한 플레저보트를 대상으로 선체구조 강도 시험 결과를 비교 분석하여 우리 실정에 적합하고 플레저보트의 안정성 평가를 위한 선체구조 강도 시험 기준안을 제시하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.892-899
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• 2002

콘크리트 휨 부재의 내하능력을 개선하는 방법들 중에서, 최근에 와서, 기존의 철근콘크리트 부재에서 사용하는 철근을 대신하여 섬유보강폴리머(FRP) 복합재료 층으로 보강한 콘크리트 부재에 관한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 휨을 받는 원형단면 FRP 콘크리트 부재의 거동을 예측하기 위한 해석모델에 중점을 두고 있다. FRP층과 내부에 충진된 콘크리트로 이루어진 부재의 응력 및 변형을 예측하기 위하여 층분할 단면해석 모델이 제시되었다. 콘크리트의 압축거동이 횡방향 팽창에 의존한다는 가정과 다축 압축 응력상태의 구성관계에 기초하여 FRP 층으로 둘러 쌓인 콘크리트의 응력변형률 관계를 정식화하였다. 고전적 적층이론에서, FRP 층의 거동은 2차원 적층의 면내거동의 응력-변형률 관계에 기초한 등 가직교재료특성에 기초하여 정식화하였다. 소개된 해석모델의 검증을 위하여 원형단면 FRP 콘크리트 휨 부재의 4점 실험과 비교한 결과, 본 모델은 부재의 모멘트-곡률 관계, 단면에서의 축방향 변형률뿐만 아니라 횡방향 변형률, 그리고 FRP 층으로 인한 콘크리트의 구속효과의 증진에 관한 거동 특성들을 잘 예측해 주었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권1호
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• pp.59-64
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• 2019

In recent years, the HP-CRTM method, which has the ability to produce carbon fiber-reinforce plastic composites at high speeds, has come into the spotlight in the automotive parts industry, which demands high productivity. Multi-axial carbon fabric, an intermediate material used in this HP-CRTM molding process, consists of layered fibers without crimp, which makes it better in terms of tensile and shear strength than the original woven fabrics. The NCF (non-crimp fabric) can form the layers of the carbon fiber, which have different longitudinal and lateral directions, and ${\pm}{\theta}$ degrees, depending on the product's properties. In this research, preforms were made with carbon fibers of ${\pm}45^{\circ}$ and $0/90^{\circ}$, which were lamination structures under seven different conditions, in order to create the optimal laminated structure for automobile reinforcement center floor tunnels. Carbon fiber composites were created using each of the seven differently laminated preforms, and polyurethane was used as the base material. The specimens were manufactured in accordance with the ASTM D3039 standards, and the effect of the NCF lamination structure on the mechanical properties was confirmed by a tensile test.