• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.1
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• pp.49-57
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• 1996

단섬유 강화복합재료의 가공공정에 있어서 유동 중에 일어나는 섬유 배향상태를 정 확히 예측하고 제어하는 일은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 섬유현탁액의 거동을 살펴보 기 위하여 뉴톤유체를 매질로하는 섬유현탁액을 대상으로 하여 유변학적 해석을 하였다. 이 를 위해 섬유간 상호계수는 섬유배향상태의 함수의 섬유간 평균거리를 이용하여 계산하였는 데, 섬유간 평균거리는 변형된 Doi-Edwards의 방법을 이용하였다. 축대칭 압출팽창 문제를 예로 수치모사를 하여 본 저자들이 앞서 행한 결과와 비교하였다. 유동장을 축대칭 이차원 으로 하고 섬유배향을 삼차원 모두 고려하여 구한 수치모사의 결과는 실험과 잘 일치하였 다. 진한 섬유현탁액의 경우 섬유간 상호계수는 중요한 인자로서 이것을 섬유 배향상태에 의존하는데 이섬유간 상호계수를 섬유간 거리와 섬유배향상태의 함수로 나타내는 방법을 사 용하여 보다 실제적인 해석을 할수 있었다.

• Composites Research
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• v.27 no.2
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• pp.52-58
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• 2014

Short fiber reinforced composites manufactured by injection molding have diverse fiber orientations variable with measuring positions even in the same specimen, which is caused by the flow induced fiber orientation. Fiber orientations considerably affect the mechanical and thermal properties of final composite products. In this study, fiber orientation of injection molded carbon fiber reinforced PA6/PPO composite was measured at several points of the specimen by optical microscopy analysis and the corresponding izod impact strength, coefficients of thermal expansion (CTE) were also measured to investigate the influence of local fiber orientation on the mechanical and thermal properties. Izod impact strength where fiber was perpendicular to the direction of crack propagation was higher than where fiber was parallel to the direction, which could be explained be the impact resistance reinforcing mechanism by fiber orientation. CTE was also lower where fiber was parallel to the measurement direction of CTE than where fiber was perpendicular to the direction, which could be also explained by the dimensional stability mechanism by fiber orientation.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.64-68
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• 1998

본 연구에서는 다양한 종류의 섬유를 일방향으로 배향시켜 제작한 복합재료의 트라이볼로지 연구를 수행하였으며 특히 섬유의 배향과 활주속도가 트라이볼로지 성질에 미치는 영향을 연구하였다. 실험에 쓰인 시편은 유리 섬유, 아라미드 섬유, 그리고 고탄성 탄소 섬유를 보강재료로 에폭시 수지를 모재로 사용한 일방향섬유 복합재료이며 각각의 시편을 스테인레스 강 상대 마찰면에 마찰시켜 마모량과 마찰 계수를 구하였다. 실험조건으로 사용한 여러 활주속도에서 탄소섬유복합재료가 모든 섬유배열방향에서 아라미드섬유복합재료와 유리섬유 복합재료보다 마모율과 마찰계수가 낮은 경향을 보였으며 특히 높은 속도에서는 탄소섬유복합재료의 특성이 뛰어남을 알 수 있었다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.4 no.2
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• pp.138-147
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• 1992

사출성형충전공정에서 금형구조가 단섬유배향에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수 치모사 프로그램을 개발하였다. 유한요소 /관찰 부피 방법에 복잡한 금형에서의 유동을 해 석하고 섬유와 섬유간의 상호작용을 고려한 섬유배향텐서 변화식을 이용하여 입자 추적법으 로 섬유배향분포를 구하였다. 수치모사 결과 금형 옆벽면과 내부 방해체의 주위에 있는 섬 유들이 전단변형의 영향으로 그들주위를 따라서 정렬되려는 경향을 보였다, 두 유동이 내부 방해체를 지나 접하면서 생성된 웰드라인을 따라서 단섬유들이 정렬되려는 경향을 나타내엇 다. 그리고 수축유동에서는 흐름방향으로 정렬되나 확장유동에서는 흐름방향에 수직으로 배 열되려는 경향을 확인하였다. 위아래 벽에 의한 전단변형의 영향으로 서로 다른두 배향구조 를 보여주는 skin-core 구조를 두께방향의 속도구배를 고려한 수치모사를 통하여 예측할 수 있었다. skin구조에서는 섬유들이 흐름방향으로 정렬되고 core 구조에서는 흐름방향에 수직 으로 배향되는 것을 확인하였으며 섬유상호계수값이 커질수록 임의 배향화하는 경향을 보였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.5 no.1
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• pp.49-64
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• 1993

사출성형충전공정에서 금형구조가 단섬유배향에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수 치모사 프로그램을 개발하였다. 유한요소 /관찰 부피 방법에 복잡한 금형에서의 유동을 해 석하고 섬유와 섬유간의 상호작용을 고려한 섬유배향텐서 변화식을 이용하여 입자 추적법으 로 섬유배향분포를 구하였다. 수치모사 결과 금형 옆벽면과 내부 방해체의 주위에 있는 섬 유들이 전단변형의 영향으로 그들주위를 따라서 정렬되려는 경향을 보였다, 두 유동이 내부 방해체를 지나 접하면서 생성된 웰드라인을 따라서 단섬유들이 정렬되려는 경향을 나타내엇 다. 그리고 수축유동에서는 흐름방향으로 정렬되나 확장유동에서는 흐름방향에 수직으로 배 열되려는 경향을 확인하였다. 위아래 벽에 의한 전단변형의 영향으로 서로 다른두 배향구조 를 보여주는 skin-core 구조를 두께방향의 속도구배를 고려한 수치모사를 통하여 예측할 수 있었다. skin구조에서는 섬유들이 흐름방향으로 정렬되고 core 구조에서는 흐름방향에 수직 으로 배향되는 것을 확인하였으며 섬유상호계수값이 커질수록 임의 배향화하는 경향을 보였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.5 no.1
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• pp.85-92
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• 1993

수지이동 성형공정에서 수지가 섬유직조망에 함침될 때의 투과계수와 수지의 표면 장력으로 인하여 유동진전면에서 발생하는 모세관압을 실험적으로 측정하였다. 두 종류의 섬유조직망에 대해서 가공율이 증가함에 따라투과계수는 증가한다. 수지, 섬유 그리고 공기 가 서로 다른 세 개의 상을 구성함으로써 수지의 표면장력의 영향을 받는 비정상상태의 투 과계수가 수지의 섬유직조망에 포화된 정상상태에서 측정된 투과계수보다 본 실험에서 수행 된 모든 기공을 범위에서 크다는 것을 보여주었다. 수지 유동진전면에서 발생되는 모세관압 은 기공율이 감소함에 따라 증가하였고 섬유직 조망의 기공율이 0.469인 경우에는 금형입구 에서의 수지주입압력의 25%에 해당되는 모세관압이 발생되는 것으로 나타났다. 따라서 모 세관압을 가공조건으로 고려해다 한다는 것을 제시할수 있었다. 또한 본연구에서 사용된 임 의 배향 섬유직조망에 대해 실리콘 오일과 유리섬유 계면의 동적접촉각 측정을 통하여 섬유 배향 및 기공의 분포를 나타내는 형상인자의 값을 구함으로써 실제 RTM 공정에서 발생되 는 모세관압을 예측할 수 dLT는 기초자료를 제시하였다.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.3 no.1
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• pp.84-89
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• 2015

Basalt fiber has many advantages as a reinforcing fiber such as high tensile strength and similar density to concrete. This study investigated the bonding property and the effect of fiber orientation on tensile strength of basalt fiber. Single fiber pullout tests for basalt and polyvinyl alcohol (PVA) fibers were performed to evaluate the bonding property between basalt fiber and mortar. And then tensile strength of basalt, PVA, and polyethylene (PE) fibers according to fiber orientation were measured. From the test results, it was exhibited that the chemical bond, frictional bond, and slip-hardening coefficient of basalt fiber were 1.88, 1.03, 0.24 times of PVA fibers, respectively. And the strength reduction coefficient of basalt fiber was 9 times of PVA fiber and 3 times of PE fiber.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1106-1114
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• 1993

A composite material is composed of a reinforcement and a matrix, which determine mechanical characteristics of the molded part. There is no doubt that the properties of a composite material depend not only on the characteristics of the matrix but also on the structure of glass fiber mat and a fiber type of reinforcement. Therefore it is very important to study the composites of reinforcement and the matrix, and to control the fiber type in the process of molding of composite materials. In this study, the specimen was made of a glass fiber mat of 6-7mm thickness by scattering it in the air after cutting the glass fiber mat with needle punching makes change according to the type of needle and the number of times of stretching. First the sheet was made by means of a hot-press after accumulating a matrix and a glass fiber according to each mat structure of glass fiber. It was heated the manufactured sheet with the dry oven and molded it a secondary high temperature compression by a 30 ton oilhydraulic press. A definition of a correlation coefficient is showed up during this period and find it out with the relation of the fiber-matrix separation and the fiber orientation. We studied effects of the glass fiber mat structures on the correlation coefficient.

• Composites Research
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• v.13 no.1
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• pp.1-10
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• 2000

During the compression molding process of the continuous fiber-reinforced polymeric composites, two main problems such as fiber-matrix separation and fiber orientation are produced by the difference of flow velocity. Molded parts are lead to be nonhomogeneous and anisotropic. As the mechanical property of the products are dependent on the separation and orientation, it is important to research the fiber mat structure and molding condition. If the fiber mat structure is changed by the increment of needling, the separation decreases and after compression molding the orientation is easily aligned. As it were, the compression moldability is good. But the defects as tears, thin thickness are produced in the products. Therefore, it is important to clarify the moldability in relation to the usage of products and the expenses of produce on the actual process. Therefore we must make the measurement methods that can define the moldability of products. In this research, the effects of the fiber mat structure(NP = 0, 5, 10, 25, 50 punches/$cm^2$) and the mold geometry($r_p$ = 1, 25, 50 mm) on the moldability of products were discussed. We investigated the case of one-dimensional flow in order to obtain the degree of nonhomogeneity and the fiber orientation function. In result, we could gain the correlation coefficient of the continuous fiber-reinforced polymeric composites. Also we experimented on the cup-type compression molding which was appeared the wrinkle on the flange part by the complex stress condition in order to gain the degree of nonhomogeneity and area ratio. In result, the moldability of products was expressed as the correlation coefficient and area ratio.

• Composites Research
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• v.25 no.4
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• pp.117-125
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• 2012

Warpage of the film insert molded (FIM) part is caused by an asymmetric residual stress distribution. Asymmetric residual stress and temperature distribution is generated by the retarded heat transfer in the perpendicular direction to the attached film surface. Since warpage was not prevented by controlling injection molding conditions, glass fiber (GF) filled composites were employed as substrates for film insert molding to minimize the warpage. Distribution of short GFs was evaluated by using micro-CT equipment. Proper models for micro mechanics, anisotropic thermal expansion coefficients, and closure approximation should be selected in order to calculate fiber orientation tensor and warpage of the FIM part with the composite substrate. After six kinds of micro mechanics models, three models of the thermal expansion coefficient and five models of the closure approximation had been considered, the Mori-Tanaka model, the Rosen and Hashin model, and the third orthotropic closure approximation were selected in this study. The numerically predicted results on fiber orientation tensor and warpage were in good agreement with experimental results and effects of GF reinforcement on warpage of the FIM composite specimen were identified by the numerical results.