• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.224-229
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• 2012

정찰 및 감시를 위한 어레이 안테나가 내장된 날개는 컷아웃이 수반되기 때문에 구조성능이 저하된다. 본 논문에서는 단순화된 복합재 날개에 어레이 안테나 탑재시 안테나성능 저하와 날개구조 성능 저하를 최소화할 수 있는 복합재 모자형 보강재의 두께에 대해 최적설계를 수행하였다. 최적의 모자형 보강재 형상 선정을 위하여 모자형 보강재의 웹 경사도와 플랜지의 길이에 변화를 주어 상용 유한요소해석 프로그램을 이용하여 구조 해석을 수행하였다. 복합재 모자형 보강재형상에 대하여 응력과 좌굴에 대한 구속조건으로 상용 최적화 프로그램인 VisualDOC와 상용 유한요소해석 프로그램을 이용하여 최적화를 수행하여 보강재의 두께를 결정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.929-935
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• 2013

본 논문은 사각 보강 패널에 사용되는 모자형 보강재의 크기 최적화에 대한 결과를 제시하였다. 보강 패널은 1500 ~ 2500 m/s 의 속도를 가지는 발사체와 충돌한다. 모자형 보강재의 크기를 결정하기 위해서 크기 최적화가 수행되었다. 크기 최적화를 수행하기 위해서는 3 개의 함수들로 구성되어 있다. 이 함수들은 목적함수, 제한함수 그리고 설계 함수로 이루어져 있다. 목적 함수는 보강 패널의 1 차 고유 진동수의 최대화가 되도록 하는 것이다. 제함 함수는 보강재의 부피가 사각 패널 부피의 10 % 이내가 되도록 하는 것이며, 설계 변수로는 모자형 보강재의 치수가 된다. 최적화된 모자형 보강재를 이용하한 보강 패널을 사용하여 초고속 충돌에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 최적화된 보강재에 대해서 속도와 운동 에너지 변화에 대한 결과를 얻었다. 보강 패널의 충돌 저감을 평가하기 위해서 발사체의 운동 에너지와 속도를 무차원화 계산을 수행하여 비교 분석 하였다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.323-331
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• 2018

스테인리스 강으로 제작된 요철핀의 보강이 복합재 모자형 체결부의 풀오프 강도에 미치는 영향을 시험으로 연구하였다. 요철핀에는 물리적, 화학적 표면처리를 수행하였고, 체결부의 외피와 보강재가 만나는 영역에 두께방향으로 핀을 삽입하였다. 모자형 체결부 시편은 요철핀을 포함하여 일체성형으로 제작하였다. 사용된 요철핀의 지름은 0.3, 0.5, 0.7 mm로 세 가지이다. 핀의 삽입밀도는 외피와 보강재가 만나는 면적 기준으로 0.5, 2.0% 두 가지이다. 요철핀과 일반핀의 효과를 비교하기 위하여 0.3 mm 일반핀을 2.0% 밀도로 삽입한 시편을 추가로 제작하여 시험을 수행하였다. 0.3, 0.5, 0.7 mm의 요철핀을 0.5%의 밀도로 삽입한 시편의 강도는 보강되지 않은 시편 대비 각각 45, 19, 9% 높게 나타났고, 2.0% 밀도의 경우 강도는 각각 127, 45, 11% 높게 나타났다. 시험 결과 지름이 동일할 경우 밀도가 높을수록, 밀도가 동일할 경우 지름이 작을수록 보강효과가 더 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. 요철핀과 일반핀의 효과를 비교한 결과 2.0% 밀도로 0.3 mm 직경의 핀을 이용하여 보강할 경우, 요철핀 보강시편이 일반핀 보강 시편보다 64% 높은 강도를 보였다. 본 연구의 결과로부터 요철핀 보강이 복합재 모자형 체결부의 풀오프 강도 향상을 위한 효과적인 방법이 될 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.231-235
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• 2016

본 연구에서는 동일한 구조의 모자형 보강재를 이용하여 일체형 동시접착 구조의 보강패널시편을 제작하였다. 일반적인 동시접착 보강패널 시편과 탄소에폭시 복합재를 이용하여 제작된 카울플레이트(Caul Plate)를 적용한 동시접착 보강패널 시편의 2가지 형태 시편을 제작하였으며 일반 동시접착 보강패널 시편에서는 패널 상에서 보강재가 적용되지 않은 부위가 적용된 부위보다 더 두꺼운 패널 두께를 가지고 그 연결부위에는 0.61 mm 높이 및 3.29 mm 길이의 플라이웨이브 현상이 나타났다. 카울플레이트가 적용된 보강패널 시편에서는 보다 균일한 압력 전달로 인하여 0.22 mm 높이와 1.37 mm 길이의 완화된 웨이브 현상을 보이면서 약 50% 이상 개선된 결과를 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.31-39
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• 2010

본 논문에서는 모자(Hat)형 보강구조를 가진 복합재 패널을 일체성형(Co-curing), 동시접착(Co-bonding), 이차접착(Secondary bonding)의 세 가지 공법으로 제작하였다. 일체성형은 별도의 접착제 없이 프리프레그 상태의 외피와 보강재를 만들어 함께 성형하는 방법으로 다른 제작 공법에 비해 별도의 조립공정이 불필요한 경제적인 공법이다. 동시접착은 외피와 보강재 중 하나를 먼저 성형하고, 나머지는 프리프레그 상태로 먼저 성형된 구조물과 함께 성형하는 방법이며, 이차접착은 복합재 외피와 보강재를 각각 별도로 제작한 후 이를 접착제를 이용하여 별도로 접착하는 방법이다. 일체성형으로 보강 패널을 제작하는 공정에서는 경화 후 내부 금형의 제거를 용이하게 하기 위한 고무금형을 설계, 제작하였고, 경화 온도로 인해 고무금형에서 발생하는 팽창압력에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 제작된 보강 패널은 3-D 측정 장비와 초음파 장비로 치수정밀도 및 내부 결함을 평가하였으며, 직접인장시험(Pull-off test)을 수행하여 기계적 특성을 평가하였다.