• Composites Research
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• 제13권5호
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• pp.18-30
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• 2000

일축방향 섬유강화 복합재료 C링의 최적설계를 위하여, 이의 점 하중 하에서의 점탄성적 하중완화거동을 해석하였다. 이를 위하여 곡선보의 굽힘 이론을 이용하여 탄성학적 처짐과 굽힘 강성의 해석을 수행한 후 상당원리(correspondence theorem)를 이용하여 점탄성학적 하중완화 거동을 해석하였다. 일축방향 섬유강화 복합재료의 직교이방성 뿐만 아니라 복합재료의 인장강성과 압축강성의 차이에서 기인하는 비대칭물성도 함께 고려하였다. 그 결과 C링의 단면의 두께가 반지름에 비해 충분히 작은 보라면 보이론만으로도 정확하게 곡선보를 해석할 수 있고 하중완화 이론값 또한 실험값과 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.439-446
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• 2022

본 연구에서는 브레이딩 공법으로 자동차용 섬유강화 복합재 코일 스프링을 제작했으며, 안전성 확인을 위해 압축시험 후 손상평가를 진행하였다. 하중-변위 거동의 분석을 통해 스프링의 강성이 규격에 부합하는지 평가했다. 또한 복합재료의 기계적 특성에 대한 기준을 명확하게 파악하기 위해 기공의 분포 및 함침율을 분석하였다. 시험이 완료된 스프링은 육안검사를 진행하여 손상부를 확인했으며, SEM을 이용하여 스프링의 균열 및 파손 인접부에서 채취한 횡단면 시료의 균열 발생 및 진전부 관찰을 통해 파괴모드를 분석하였다.

• Composites Research
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• 제20권1호
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• pp.15-22
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• 2007

이 논문에서는 섬유강화 복합재료에서의 초음파의 거동에 대해 파동의 모드, 방향, 자유표면에서의 반사파의 반사계수 등을 예측하는 해석적인 방법을 소개한다. 이 논문은 또한 복합재료의 자유표면에서 반사가 일어날 때의 특이한 현상을 새로이 고찰하였는데, 이는 완도면(slowness surface)만을 고려하면 존재할 것으로 예상되지만 실제로는 존재하지 않는 반사파에 대한 것이다. 이는 입사파가 유사횡파일 경우, 입사각이 이 논문에서 새로 정의된 제3임계각을 넘어설 경우 나타나는 현상이다. 본 논문의 내용은 초음파검사와 같은 해당 분야에 종사하는 연구자들에게 유용한 가이드라인을 제시할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.81-93
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• 2020

본 연구를 통해 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 해석하고 예측하는 방법인 유한요소법(Finite Element Method, FEM)을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 피로 특성을 분석하였다. 이를 구현하기 위해 평균장 균질화(mean-field homogenization) 이론을 활용하여 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat을 이용하였다. 이를 통해 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 미세 구조와 재료 모델을 정의하여 더욱 현실적으로 고분자 복합재료의 피로 거동을 예측하고자 한다. 참고문헌을 통해 시험 온도, 섬유배향, 응력비, 시편의 두께 등 다양한 변수들을 사용하여 30wt%의 단 섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 고분자 복합재료의 피로 특성을 조사하였다. 섬유배향 정보를 계산하기 위한 사출해석은 Moldflow 소프트웨어을 활용하였으며, 이를 유한요소 피로시편 모델에 매핑하였다. 대표적인 유한요소 상용 소프트웨어인 LS-DYNA는 섬유배향에 따른 고분자 복합재료의 응력 진폭을 계산하기 위해 Digimat과의 연성해석에 활용하였다. 그리고 수치해석을 활용한 피로수명 해석을 위해 다양한 재료 모델들로 구성된 FEMFAT 소프트웨어를 사용하였다. 선형 재료 모델의 연성해석 결과는 높은 응력 진폭에 의한 재료의 국부적 비선형이 발생하는 LCF 영역의 피로 특성을 연구하기 위해 Neuber 법칙을 사용하여 재료의 피로 거동을 분석하였으며, 비선형 재료 모델의 연성해석 결과 역시 FEMFAT을 활용한 피로수명 해석에 사용되었다. 연성해석과 피로해석의 결과는 섬유배향에 따라 유한요소 시편의 두께 방향으로 분석하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 형태학적, 역학적 구조에 대해서 평가하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.46-49
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• 2008

폐FRP의 로빙층을 매트층과 수지로부터 분리하여 섬유 형태의 'F섬유'를 얻었으며, 이것의 용도로 콘크리트 제품 또는 구조물을 고려하였다. 골재는 시멘트의 2.45 배(무게비)로 하고 F섬유(밀도 1.45)는 시멘트와 골재의 부피비로 계산하여 만든 공시체에 대한 휨강도를 실험하였다. 1%의 F섬유를 갖는 것이 양생한 지 28일째 되었을 때 넣지 않은 것에 비해 23%의 강도 증가를 보였다. 그러나 0.5%를 포함한 공시체의 경우는 강도의 변화를 보이지 않음으로써 강도 보강용으로 쓰일 수 있는 최소 혼입량이 0.5% 보다는 크다는 것을 알았다. 철근 콘크리트 시제품인 벤치 플룸의 경우 1% F섬유를 포함할 때 포함하지 않은 것에 비해 휨강도가 21%증가하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.861-867
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• 2015

유리섬유 보강적층재의 파괴인성을 평가하기 위하여 Compact tension (CT)형 시험을 실시하였다. 보강재는 직물형 유리섬유와 시트형 유리섬유강화플라스틱을 사용하였으며, 보강적층재는 층재사이에 보강재를 삽입 적층하였다. ASTM D5045에 의거하여 CT형 시험편을 제작하였다. 시험편의 길이는 끝면거리를 고려하여 선정하였으며, 인위적인 노치 끝에 볼트구멍(12 mm, 16 mm, 20 mm)을 선공하였다. 시트형 유리섬유강화플라스틱 보강적층재의 파괴인성하중은 보강하지 않은 적층재보다 최대 33% 증가하였으며, 직물형 유리섬유 보강적층재는 최대 152% 증가하였다. 이중외팔보(Double Cantilever Beam)이론에 의한 응력확대계수는 시트형 유리섬유강화플라스틱 보강적층재의 경우 1.08~1.38이었으며, 직물형 유리섬유 보강적층재는 1.38~1.86이었다. 이는 직물형 유리섬유 보강적층재의 경우 유리섬유와 층재의 섬유배열방향이 직교하여 파괴하중으로 인한 목재의 할렬진행을 억제시켰기 때문이다.

• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.109-114
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• 2014

나노입자에 대한 복합재료 수요가 증가되면서 효과적인 나노입자 보강재를 이용한 나노복합재료 제조공정 단순화를 추구하고 있다. 본 연구에서는 나노입자를 활용하여 전도성과 계면 강도를 향상시킨 나노입자 강화유리섬유 소재에 대한 연구를 진행하였다. 탄소계 나노입자의 형상에 따른 유리섬유 표면에 흡착된 나노입자 상태를 FE-SEM으로 분석하였다. 나노입자 코팅층의 내구성을 평가하기 위한 방법으로 초음파 세척과정에 따른 나노입자의 세척 정도를 분석하여 탄소계 나노입자의 형상에 따른 나노입자 코팅층의 내구성을 분석하였다. 동적피로 실험을 통하여 나노입자 강화 유리섬유/에폭시의 계면강도를 나노입자 형상에 따른 차이에 따라 비교하였다. 나노입자 코팅층의 내구성은 단섬유 강화 복합재료시편을 이용하여 분석하였다. 겉보기 강성도 결과와 나노입자코팅층의 전도성 변화를 분석하여 코팅층의 다기능성을 분석할 수 있었다. 판상형의 나노입자 보다는 섬유 형태의 나노입자가 유리섬유 표면에 흡착성이 용이하였다. 계면 내구성 및 안정성에 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권2호
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• pp.102-106
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• 2007

선박 제조에 사용되고 있는 FRP(Fiber-reinforced plastic)를 재활용하기 위한 노력이 지속되고 있는 가운데 보다 친환경적이며 가치를 재창출할 수 있는 방법들이 연구되고 있다. 본 연구진들은 선박용 FRP에 쓰이는 유리섬유의 구조가 그 짜임새의 형태에 따라 로빙층과 매트층으로 구분된다는 사실에 착안하여 FRP를 분쇄하지 않고 층을 분리할 수 있었다. 그 중 로빙층을 적절한 크기로 잘라 장섬유(약 50 mm, 이후 'F섬유')를 만들었다. F섬유의 인장강도 증가와 화학적 내식성 증가는 잔재하는 수지(전체 섬유의 무게비 25% 정도)의 영향인 것으로 보인다. 본 연구에서는 F 섬유의 재활용의 한 방법으로 섬유강화 모르타르를 제조한 결과 2%(v/v)의 F섬유를 포함한 모르타르는 28일 양생 후 휨 강도가 34.6% 증가함을 보였다. 수입 합성섬유 P-54를 사용한 모르타르와 유사한 정도의 휨 강도를 얻을 수 있었다. 이는 F섬유가 골재로 사용이 가능하며 수입품을 대체할 수 있음을 의미한다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2000년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.307-312
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• 2000

최근 고분자 화학의 급속한 발전에 따라 우수한 특성을 가진 다양한 절연재료가 개발되어 왔으며, 이러한 유기고분자 재료의 용도와 수요가 매년 급증하고 있다. 이들 고분자 재료 중 유리섬유 강화 복합재료(FRP; fiber reinforced plastics)는 전기$\cdot$화학적으로 우수한 특성을 갖는 에폭시 수지에 기계적 강도를 보강하기 위해 유리섬유를 복합시틴 hybrid 재료로서 애자, PCB 기판 및 우주항공 산업분야에 이르기까지 그 응용분야를 확대시키고 있다.(중략)

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.149-153
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• 1999

During a hemisphere-type compression molding, the wrinkles are caused by complex stress condition. It is very important to clarify the degree of wrinkles in order to have good products. In this paper, the effects of numbers of needling and initial area on the degree of wrinkles are studied. the degree of wrinkle is expressed as nonhomogeneity.