• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.61-65
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• 2016

복합재는 높은 비강도와 비강성을 가지고 있어 자동차, 항공기 등 전반적인 산업분야에서 널리 사용되는 재료이다. 우주선의 노즐 부분과 같이 높은 온도뿐만 아니라 높은 압력이 작용하는 환경에서 사용하기 위한 재료로 복합재가 필요하다. 복합재의 물성치를 아는 것은 매우 중요한데 모재(matrix)와 강화섬유(fiber) 각각의 물성치를 수치적으로 대입해 얻는 결과는 실험값과의 오차가 커 예측하는데 있어 더 정확한 방법이 필요할 것이다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용한 EDISON용 CASAD solver 프로그램을 활용해 분석하였다. matrix와 fiber의 물성치를 대입해 복합재의 물성치를 구해 실험으로 측정된 물성치, 경험식으로 계산된 물성치와 비교를 하였다.

• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.8-12
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• 2022

테라헤르츠(THz)파의 디컨벌루션을 통한 유리섬유 복합재 내부 결함 신호 분석 기법을 연구하였다. 결함이 존재하는 유리섬유 복합재료 시편을 제작하였고, Terahertz Time-Domain Spectroscopy (THz-TDS) 시스템의 반사모드를 통해 THz 신호를 측정하였다. 디컨벌루션을 위해 THz 입사 신호와 검출 신호의 Normalized Cross Correlation (NCC) 계산을 통해 THz 신호의 피크 위치를 증폭하였다. 증폭된 피크의 위치 및 세기를 임펄스로 추출하였고 THz 원신호에서 추출된 임펄스 위치의 신호를 제거하였다. 해당 과정을 반복함으로써 시편의 경계면을 나타내는 THz 검출 신호의 주요 임펄스를 도출하였다. 주요 임펄스와 기준 신호의 컨벌루션을 통해 노이즈가 제거된 THz 원신호의 복원이 가능한 것을 확인함으로써 디컨벌루션 과정을 검증하였다. 결과적으로 주요 임펄스들의 검출 시간을 통해 15 ㎛ 이내의 정확도로 유리섬유 복합재 내부 결함의 두께 판별이 가능하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제11권3호
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• pp.3-13
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• 1983

크라프트 펄프의 screening rejects, 볏짚 그리고 이들의 1 : 1 비율의 혼합 물질을 사용하여, 5가지의 다른 섬유판(纖維板) 밀도(密度)를 가지는 섬유판을 만들었다. 이들을 유황(硫黃) 화합물(化合物)에 침적(沈積)시켰다. 제조(製造)한 복합재(複合材) 속의 유황(硫黃) 화합물(化合物)의 노화효과(老化效果)를 관찰하기 위해 1년동안 일정한 시간(時間) 간격(間隔)으로, 이 복합재의 기계적 강도(强度)를 Young 계수(係數)로 나타내었다. 최적(最適)의 섬유판과 유황 화합물의 제조 조건하(下)에서, 이 목재(木材) 섬유(纖維) 복합재(複合材)의 Young 계수(係數)는 기존의 합성수지로 만든 복합재나 목재 선유로 만든 집성재(集成材)나 복합재보다 훨씬 큰 결과를 보여 주었다. 예를 들어, 목재 섬유판 밀도가 0.35gm/$cm^3$인 이 복합재의 modulus of elasticity와 modulus of rupture는 각각 1,000,000psi와 7000psi인데 반해, 섬유판 밀도가 1.28gm/$cm^3$인 hardboard의 그것들은 각각 800,000psi와 6000psi를 나나내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.289-289
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• 2013

CRFP (carbon fiber reinforced plastics)는 탄소섬유 직물에 수지를 함침시켜 만들어지며, 고강도, 고탄성을 지니면서도 가볍고 밀도가 낮기 때문에 항공우주, 스포츠 용품 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 탄소섬유와 수지의 결합력을 증가시키기 위해 사이징, $HNO_3$ 산화, 전기화학적 산화, 플라즈마 처리 등의 다양한 탄소섬유 표면처리 방법이 개발되고 있다. 본 연구에서는 복합재의 강도향상을 위해 탄소섬유 직물을 마이크로웨이브 알곤 플라즈마로 처리하여 강도변화를 관찰하였다. 플라즈마 처리된 직물은 열가소성수지인 CBT와 함침시켜 탄소섬유 복합재로 제조하였다. 그 결과 플라즈마 처리한 복합재의 강도 향상을 확인할 수 있었고, SEM(scanning electron microscope)을 통해 복합재의 표면이 거칠어진 것을 관찰할 수 있었다. 플라즈마로 인해 직물의 표면적이 증가하여 직물의 표면과 수지의 결합력이 증가한 것으로 판단된다.

• 항공우주기술
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• 제10권2호
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• pp.146-153
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• 2011

복합재 항공기의 설계하중 데이터로부터 전기체 구조시험 중에 하중부가용 스트랩에 부가될 시험하중의 크기를 산출하는 몇 가지 방법에 대하여 비교 분석하였다. 이 방법들을 KC-100 복합재 항공기 좌측 주익의 시험하중 산출과정에 적용해보고 산출된 결과의 특성 및 차이를 분석하였다. 항공기 전기체 구조시험에 부가되는 시험하중은 각 항공기의 설계 하중의 특성 및 하중부가용 스트랩의 위치 등에 따라 그 크기가 다르게 결정되므로 본 연구에서 소개하는 시험하중 산출방법을 모두 적용하여 결과를 비교해보고 최종적으로 적합한 방법을 선정하는 과정이 필요하다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권9호
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• pp.12-20
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• 2022

Delamination and burr defects are important problems in drilling fiber reinforced plastics. A method for measuring FRP drilling defects has been studied. Delamination and burr factors were defined as the relative length or area. Using these factors, the effects of tool shape and drilling conditions on delamination and burr were studied. In this study, the defects that occur when drilling a glass-carbon fiber hybrid composite were compared in terms of three factors. In the glass-carbon fiber hybrid composite, the effects of the feed rate and tool point angle on the delamination and burr factors were similar to those in previous studies. The diameter of the tool did not affect the defect factor. A circular burr was generated in a drill tool with a point angle of 184°, and a relatively small deburring factor was observed compared with a tool with a point angle of 140°.

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

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.15-22
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• 2004

위성 발사체의 추진 기관에 의한 음향 하중은 이륙 시 작용하는 주요한 동적 하중 중 하나로서, 이에 의한 위성이나 탑재물의 파손이 보고되고 있다. 위성이나 탑재물에 작용하는 음향 하중의 강토를 저감하기 위해서는 노즈 페어링의 구조 설계 시 차음 성능을 고려한 설계가 필요하다. 특히 복합재 구조의 경우 금속재 구조에 비해 비강성이 커서 음향 하중의 차음 측면에서는 불리하다. 본 논문에서는 위성 발사체의 노즈 페어링용 복합재 평판의 차음 특성을 살펴보았다. 노즈 페어링 구조로 사용 가능한 4종의 복합재 구조에 대하여 무한판 이론 및 통계적 에너지 해석법(SEA)을 이용하여 차음 성능을 평가하였다. 해석 결과를 토대로 두 종류의 복합재 평판을 제작하여 이에 대한 차음 성능을 측정하고 예측치와 비교를 수행하였다. 이를 바탕으로 무게 대비 차음 성능이 우수한 노즈 페어링용 복합재 구조를 선정할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.130-135
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• 2015

셀룰로오스는 그린 복합재의 보강재로서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 용융혼합 및 압축성형에 의해 폴리프로필렌/셀룰로오스 복합재를 제조하였다. 폴리프로필렌과 셀룰로오스의 계면결합을 향상시키기 위해 말레산 무수물로 개질된 폴리프로필렌(MAPP)을 사용하였다. 폴리프로필렌/셀룰로오스 복합재의 기계적 특성을 알아보기 위해 만능재료시험기와 아이조드 충격시험기를 사용하였고 열적 특성을 조사하기 위해 TGA와 DSC를 사용하였다. 전자현미경(SEM)을 이용한 복합재의 파단면 관찰 결과 MAPP가 폴리프로필렌/셀룰로오스 계면결합 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 셀룰로오스 함량 대비 MAPP의 함량이 3 wt%일 때 복합재의 인장강도와 인장탄성률이 최고치를 나타냈다. 셀룰로오스의 함량이 증가할수록 복합재의 충격강도는 감소하는 반면 인장강도와 인장탄성률은 증가하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.36-41
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• 2013

본 연구에서는 복합재 샌드위치 적층판의 저속 충격 해석을 수행하였다. 샌드위치 구조 형상의 스킨은 탄소/에폭시(Carbon-Epoxy) 재질이 채택되었고 코어(Core)의 재질은 폼(Foam)이 적용되었다. 연구의 타당성을 입증하기 위해 관련 문헌에서의 연구 결과에서 제시한 실험 결과와 유한 요소 해석 결과의 비교가 선행되었다. 타당성 검증을 바탕으로 본 연구에서 손상이 시작되는 충격체의 속도를 평가하고, 예측된 충격 속도에서 충격 거동을 분석하기위해 유한요소법을 이용하여 충격 해석을 수행하였다. 샌드위치 복합재 적층판의 충격 해석 결과 예측된 충격 속도에서 손상이 발생함을 확인하였다. 최종 시편 시험 결과와 수치 해석 결과의 비교 값이 잘 일치함을 확인하였다.