• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.1-9
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• 2007

카본 에폭시로 제작된 복합재 압력용기의 노화 특성과 구조 사용 수명 평가를 위해 실내와 실외에서 10년과 15년간 자연노화 시켰다. 노화 특성의 통계적 분포를 구하기 위해 노화된 압력용기로부터 링 시편을 채취하여 수압 파괴 시험을 실시하였다. 그리고 섬유와 수지 계면의 노화 특성 확인을 위해 시험 파편 계면을 SEM을 이용하여 관찰하였다. 섬유 인장 파손 변형률의 와이블 파라미터 값 기준으로 실내에서 10년, 15년 노화되었을 경우 각각 19%와 23% 저하되었으나, 실내와 실외의 노화 특성 차이는 크지 않았다. 그러나 압력용기 외면에 적용한 표면 페인트는 노화 방지에 큰 효과를 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권5호
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• pp.439-444
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• 2003

구조물이 하중을 받았을 때 손상부에서 발생하는 탄성파인 AE는 이를 탐지함으로써 손상부의 위치를 측정하는데 매우 효과적이다. 그러나 복합재료 구조에서의 위치표정은 탄성파의 전파속도가 섬유의 방향에 의존하는 이방성의 문제로 인하여 전통적인 방법을 그대로 적용할 경우 알고 있는 위치에 대해서도 정확도가 매우 낮으며, 미지의 발생윈을 찾는 것은 거의 불가능하다. 본 연구에서는 최근에 새로이 개발된 바 있는 이방성을 고려한 위치표정 방법이 실제 복합재 구조물에 적용될 경우에도 정밀도와 정확도 면에서 실용적인 방법임을 입증하고자 하였다. 기하학적으로 복잡한 구조체인 복합재 압력용기가 비어있을 경우와 물을 가득 채운 경우에 대하여 $0^{\circ}$(축방향)에서 $90^{\circ}$(원주방향)까지 모든 방향별 속도를 고려한 위치표정을 성공적으로 수행하였다.

• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.61-66
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• 2010

본 논문에서는 필라멘트 와인딩 시 장력에 의해 압밀을 유발하는 압력을 선행연구자들의 연구를 참조하여 결정한 후 T800 탄소섬유/에폭시 복합재료의 기본적인 물성과 성형압력 변화에 따른 면 내 외의 물성 변화를 측정하였다. 실험 시편은 오토클레이브 진공백 성형을 통해 압력(절대압력 0.1MPa, 0.3MPa, 0.7MPa)을 조절하여 제조되었다. 모든 시편은 적층판 형태로 정화된 후 워터젯을 이용하여 시편 모양으로 절단되었으며, 층간 전단시편의 V-노치는 밀링가공을 통하여 제작되었다. 평면 내 물성을 위해 다양한 인장실험이 실시되었으며, 평면 외 물성을 측정하기 위해 층간 전단 실험이 수행되었다 성형압력과 물성 변화를 관련시키기 위해 시편의 섬유 부피분율을 측정하였다. 본 연구에서 측정된 물성은 동일한 탄소섬유 (T800 탄소섬유)를 사용하여 필라멘트 와인딩 공정으로 제작되는 차량용 Type III 수소저장용기의 설계에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-6
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• 2012

본 연구에서는 광대역(100 kHz - 1 MHz) 탐촉자를 사용하여 자동차용 CNG연료탱크의 파열시험시 발생하는 음향방출신호의 분석을 통해 압력용기의 손상정도를 평가하였다. 압력이 420 bar까지 올라가기 전의 각 단계에서는 Kaiser 효과가 나타나고 creep 효과가 거의 나타나지 않으나, 420 bar 이상 상승시 creep 효과가 현저히 나타남으로써 용기가 손상을 입었다는 것을 알 수 있었으며, 480 bar 압력 상승 단계에서는 Kaiser 효과가 없어졌다. 540 bar의 압력 단계에서 공진형 탐촉자의 경우에서는 480 bar의 압력단계에 비하여 energy나 count 같은 activity가 감소하였으나 광대역 탐촉자의 경우 계속적으로 증가하였다. 또한 rise time이나 주파수 분석을 통해서 복합재료 압력용기의 손상 메카니즘을 관찰하기 위해서는 일반적으로 금속압력용기에서 많이 사용되는 공진형 탐촉자(150 kHz)보다 광대역 탐촉자가 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권9호
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• pp.938-945
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• 2012

To design and estimate material failures of Type III pressure vessels, which have excellent stability and performance, various modeling techniques have been introduced. This paper provided a hybrid modeling technique composed of ply-based modeling for a cylinder part and laminate-base modeling technique for a dome part for enhancing modeling efficiency. The ply-based modeling technique provided accurate ply stresses directly for predicting material failure, on the other hand, additional manipulations in stress calculations, which may cause some errors, were needed for the case of the laminate-based modeling technique. The ply stresses in fiber, transverse and in-plane shear directions were compared with the corresponding material strengths to predict material failure.

• 한국가스학회지
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• 제23권5호
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• pp.1-7
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• 2019

호흡용 용기에 흠 등의 결함이 발생하였을 때 용기의 잔존강도를 파악하여 파열압력을 판단해야하지만, 복합재료 용기의 경우 흠에 따른 파열 강도의 예측이 어려우며 기법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 Type-I 용기의 면적용량법 적용 결과를 토대로 Type-III 용기에 결함발생시 파열을 예측하기 위해 면적 용량법 모델을 개발하였으며, 그 신뢰성을 확인하기 위해 용기의 외면에 흠을 가공하여 파열시험을 실시하였다. 면적 용량법 모델의 예측 결과와 실험의 경향이 매우 일치하는 경향을 보였으며, 향후 복합재 용기의 파열압력 추정 방법에 있어 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.156-159
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• 2003

The analytic solution of displacements of thin cylindrical pressure vessel made by carbon fiber T700/Epoxy was obtained using equilibrium equations of orthogonal curvilinear coordinate system. Equilibrium equations with the assumed displacement field were derived from a reasonable description of the behavior of thin elastic shells using principle of virtual work. Some analyses of the theoretical solution are presented and compared with the results of hydraulic tests of the pressure vessel.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.60-65
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• 2016

본 연구에서는 Type IV 수소 압력용기 시제품의 충격하중 조건에 따른 구조 건전성을 분석하고자 유한요소해석과 FBG 센서 삽입을 통한 실시간 모니터링 실험을 수행하여 결과를 분석하였다. 플라이 모델링 기법을 활용한 유한요소해석을 통해 FBG 센서를 삽입할 수소 압력용기의 취약부 선정 및 가압 조건을 제시하였으며, 실험을 진행할 기초 정보를 확보하였다. 실제 용기제작에 앞서 시편 실험을 통해 FBG 센서의 삽입방식 신뢰성을 확보하였으며, 이후 해당 결과를 활용하여 필라멘트 와인딩 공정에 적용하였다. 비충격 가압 피로실험과 총 4회의 충격 피로실험을 수행하였다. 실험결과 비충격 가압 피로실험에서는 해석과 동일한 거동을 보였으며, 4회의 충격 피로실험에서는 용기의 충전 시간이 점진적으로 증가하고 충전률은 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.570-577
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• 2018

Composite pressure vessels made through filament winding are widely used in various fields. Numerous studies regarding composite pressure vessels have been conducted in the automotive industry to improve the space efficiency of trunks as well as the fuel efficiency. Compared with steel liquefied petroleum gas (LPG) vessels used in the conventional LPG vehicles, the use of type 4 composite pressure vessels has advantages in terms of reduction of the weight of vehicles. This study focused on development of type 4 composite pressure vessels that can be installed in the spare tire well. Those type 4 composite pressure vessels are designed with torispherical dome shapes instead of geodecis dome shapes because of the space limitation. To reduce deformation due to the stresses in the axial direction of the vessels, thereby securing the safety of the container, the reinforcing bar concept was applied. A structural analysis software, ABAQUS, confirmed the effect of the reinforcing bar on the axial deformation through the type 4 composite pressure vessel. As a result, the final winding angle of the composite layer was analyzed by applying $26^{\circ}/28^{\circ}/26^{\circ}/28^{\circ}/26^{\circ}/88^{\circ}$ The tensile stress was 939.2 MPa and the compressive stress was 249.3 MPa.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.193-196
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• 2007

We developed and tested the high pressure hydrogen gas cylinder(type4) for fuel cell vehicle. The working pressure is 350bar. We conducted material tests, production tests and design qualification tests on the developed cylinders according to modified NGV2-2000(hydrogen). The high pressure hydrogen gas cylinder met all the design qualification requirements of ANSI/CSA NGV2-2000 and acquired NGV2 certification from independent inspection agency.