• 제목/요약/키워드: 유리섬유강화복합재료

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유리섬유 강화 후판 복합재료의 경화공정 해석 (Cure simulation for a thick glass/epoxy laminate)

  • 오제훈;이대길
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.53-58
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    • 2000
  • During the curing process of thick glass/epoxy laminates, a substantial amount of temperature lag and overshoot at the center of the laminates is usually experienced due to the large thickness and low thermal conductivity of the glass/epoxy composites. Also, it requires a longer time for full and uniform consolidation. In this work, temperature, degree of cure and consolidation of a 20mm thick unidirectional glass/epoxy laminate were investigated using an experiment and a 3-dimentional numerical analysis considering the exothermic reaction. From the experimental and numerical results, it was found that the experimentally obtained temperature profile agreed well with the numerical one and the cure cycle recommended by the prepreg manufacturer should be modified to prevent a temperature overshoot and to obtain full consolidation.

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셀 방법을 이용한 3차원 원형 브레이드 유리 섬유 강화 복합 재료의 구성 방정식 (Constitutive Equations for Three Dimensional Circular Braided Glass Fiber Reinforced Composites Using Cell Modeling Method)

  • 이원오;정관수
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.71-74
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    • 2003
  • The cell modeling homogenization method to derive the constitutive equation considering the microstructures of the fiber reinforced composites has been previously developed for composites with simple microstructures such as 2D plane composites and 3D rectangular shaped composites. Here, the method has been further extended for 3D circular braided composites, utilizing B-spline curves to properly describe the more complex geometry of 3D braided composites. For verification purposes, the method has been applied for orthotropic elastic properties of the 3D circular braided glass fiber reinforced composite, in particular for the tensile property. Prepregs of the specimen have been fabricated using the 3D braiding machine through RTM (resin transfer molding) with epoxy as a matrix. Experimentally measured uniaxial tensile properties agreed well with predicted values obtained fer two volume fractions.

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해조류 부산물을 이용한 바이오복합재료의 열적안정성과 동역학적 특성 분석 (Thermal stability and dynamic mechanical properties of Polypropylene biocomposites reinforced marine algae by-product)

  • 장영훈;한성옥
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.176.1-176.1
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    • 2011
  • 세계적으로 석유 기반 자원의 고갈에 따른 부족, 기후변화협약 및 환경규제 강화에 의해 세계적으로 바이오소재를 이용하고자 하는 연구와 더불어 유리강화복합재료의 대체물질로 적합한 천연섬유를 보강재로 사용하는 바이오복합재료의 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 최근 새로운 신재생에너지원으로 각광 받고 있는 바이오에너지 중 해조류는 가장 자연친화적이고 생산력이 뛰어난 바이오매스로 알려져 있다. 해조류는 바닷물 속에 녹아 있는 탄소를 흡수할 뿐만 아니라 광합성을 통해서도 탄소를 흡수하면서 성장하기 때문에 탄소흡수원의 역할을 하게 되며, 해조류 바이오에너지를 생산할 경우 화석연료를 대체하여 지구온난화의 주범인 온실가스를 감축하는 기능을 한다. 본 연구에서는 해조류를 이용한 바이오에너지 생산 공정에서 2차적으로 발생하는 부산물을 보강재로 사용한 바이오복합재료의 제조와 제조된 바이오복합재료의 열적 특성 및 동역학적 특성을 분석하였다. 해조류 부산물의 화학적 전처리에 따른 Thermogravimetric analysis(TGA) 분석 결과로 cellulose 함량이 가장 높고 불순물이 적은 황산 처리한 파래를 이용해 파래/Polypropylene(PP) 바이오복합재료를 다양한 보강비율 (20-50wt%)로 압축성형 하였다. 파래/PP 바이오복합재료의 저장탄성률은 파래 함량이 40wt%일 때 4.0 Gpa으로 최대값을 보였으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 8.1% 향상된 결과이다. 파래/PP 바이오보합재료의 열팽창 특성은 파래 함량이 증가함에 따라 열팽창계수가 낮아지는 경향으로 50wt%일 때 가장 낮은 값을 나타내었으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 56% 향상된 결과이다. 따라서 비생분해성 고분자에 새로운 신재생 바이오매스인 해조류를 보강재로 사용하여 열적 특성 및 동역학적 특성이 향상된 친환경적인 바이오복합재료의 제조 가능성을 확인하였다.

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고무강화 복합재료의 지반용 특성 평가 (Assessment of Geosynthetic Properties of Rubber Reinforced Composites)

  • 전한용
    • Elastomers and Composites
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    • 제34권3호
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    • pp.247-252
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    • 1999
  • 보강 및 차수재인 지반용 고무재료를 열융착법에 의해 제조하였으며 환경공학분야에 적용을 위해 성능을 평가하였다. 이들 재료를 제조하는데 스펀본드 폴리에스테르 부직포, 유리섬유매트, 고강력 폴리에스테르사를 이용한 직포형 지오그리드를 기재로, SBS 함유 탄성 bitumen과 아스팔트를 보강재로 각각 사용하였다. 유리섬유 매트와 지오그리드를 기재로 사용한 지반용 재료의 경우 역학적성질이 우수하였으며, 부직포와 탄성 bitumen을 기재로한 경우에는 투수성이 우수하였다. 고무와 아스팔트를 혼합한 경우 연화점은 거의 변화가 없었으며, 고온에서의 치수안정성은 $120^{\circ}C$의 경우 두드러진 수축이 발생하지 않았다. 지반용 고무재료의 자외선에 대한 저항성은 가시적인 변화가 나타나지 않았다.

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LFT-D공법을 이용한 탄소 장섬유 강화 열가소성 복합재의 특성에 관한 연구 (A study on the properties of the carbon long-fiber-reinforced thermoplastic composite material using LFT-D method)

  • 박명규;박시우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.80-85
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    • 2016
  • 탄소섬유강화 복합재는 기계적 물성이 우수하여 다양한 산업분야에서 활용되고 있으나 섬유길이가 짧은 단섬유 형태로 함침 되고 있어 강도와 강성을 증대시키는데 한계가 있다. 이를 보완하기 위한 LFT-D성형은 탄소 또는 유리섬유를 열가소성 수지와 혼합하여 압출 후 프레스 성형하여 제품을 만드는 공법으로 연속공정이 가능하고 사출성형에 비해 생산성이 높아 자동차 구조용 부품을 제작하는데 사용할 수 있다. 본 연구에서는 LFT-D공법으로 성형된 탄소 장섬유강화 열가소성 복합소재의 기계적 특성을 파악하기 위하여 탄소 장섬유의 함침과 압출공정을 수행할 수 있는 Lab scale의 소형 압출기 시스템을 제작하였다. Lab scale의 소형 압출기를 사용하여 제작된 탄소 장섬유 복합소재를 프레스 성형하여 시편을 제작하고 재료의 기계적 특성을 평가한 결과, 탄소섬유길이, 프레스 가압압력 및 탄소섬유 함유량이 복합소재의 강도 및 강성의 증가에 영향을 미침을 알 수 있었다. 향후 탄소 장섬유 복합소재의 기계적 성질 향상을 위해서 혼합 스크류 설계, 탄소 섬유코팅 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

농도법에 의한 GFRP 복합재료의 섬유배향각 분포측정 (Measurement of Fiber Orientation-Angle Distribution of Glass Fiber Reinforced Polymeric Composite Materials by Intensity Method)

  • 김혁;안종윤;이동기;한길영;김이곤
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.34-44
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    • 1996
  • In order to examine the accuracy of the intensity method, the fiber orientation-angle distribution of fiber-reinforced polymeric composites is measured using image processing. The fiber orientation function is calculated from the fiber orientation measured by the soft X-ray photograph. Theoretical and experimental results of fiber orientation function are compared for the composites with different fiber contents and fiber orientations. The intensity method is used for the experimental investigation and the measured fiber orientation function is compared to the calculated one. The relations between the measured and the simulated fiber orientation functions $J{\small{M}}$ and $J{\small{S}}$ respectively are identified. For the fiber length of 1.000mm and 2.000mm, it shows that $J{\small{M}}=0.83J{\small{M}}$. However. in general. the value of $J{\small{M}}$ decreases as the fiber length increases. For GFRP composites the relations between $J{\small{M}}$ and theoretical value J show that $J{\small{M}}$=0.73J for short fiber and $J{\small{M}}$=0.81J for long fiber.

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불포화 폴리에스터 (UPR)에 폴리우레탄을 첨가하여 강인성을 부여한 유리섬유 복합소재 (Glass Fiber Composite Material with Polyurethane Toughener in Unsaturated Polyester Resin (UPR))

  • 백창완;장태우;김태희;김혜진;김창윤;김현국;서봉국;임충선
    • 접착 및 계면
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    • 제22권2호
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    • pp.63-68
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    • 2021
  • Unsaturated Polyester Resin (UPR)은 유리섬유와 같은 강화제와 함께 사용되어 복합재료로 사용된다. 열경화성 수지인 UPR은 복합재료의 다양한 성형법 중 생산성이 우수하고 대량생산에 유리한 sheet molding compound (SMC) 성형법으로 산업에서 사용되고 있다. UPR을 기지재로 하는 섬유강화복합재료는 가볍고, 물성이 뛰어난 장점이 있지만 충격에 약하여 깨지기 쉽고, 경화 이후에는 부피가 감소하는 단점이 있기 때문에 강인성과 유연성을 부여할 수 있는 폴리올과 캡핑제를 달리하는 폴리우레탄 4종을 합성하여 첨가하여 그 단점을 극복하고자 하였다.

적층수에 따른 GFRP 피막 Al 평활재의 저주기 피로수명 평가 (Low Cycle Fatigue Life Behavior of GFRP Coated Aluminum Plates According to Layup Number)

  • 명노준;서지혜;이은균;최낙삼
    • Composites Research
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    • 제31권6호
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    • pp.332-339
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    • 2018
  • 섬유 금속 적층판(Fiber metal hybrid laminate, FML)은 금속재료와 FRP의 접합으로 기존의 금속 소재가 가지지 못했던 뛰어난 물성과 가벼운 무게로 경제적인 구조용 재료로 사용된다. 그러나 섬유의 형태와 종류, 적층조건에 따라 물성의 차이가 크며, 파괴거동을 예측하기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Al6061-T6 합금에 직조형태의 유리섬유 플라스틱(GFRP, GEP118)을 적층피막한 복합재의 파손거동에 대해 연구한다. Al합금에 GFRP 1, 3, 5 겹을 피막한 3가지 조건으로 성형하고, 피막의 적층수를 변수로 정적시험과 저주기 피로시험을 병행하여 파손거동을 분석하였다. 저주기 피로시험에서는 변형률-수명 해석, 전변형률 에너지밀도법을 사용하여 분석하고, 피로수명을 예측하여 하이브리드 재료에 대한 수명예측성을 분석하였다. 인장해석 결과, GFRP 피막으로 인한 강화효과는 없었고, 피로시험시 나타나는 히스테리시스 형상은 GFRP피막 유무와 피막 수에 상관없이 모재인 Al합금의 거동을 따랐다. 저주기 피로시험 결과 GFRP의 피막으로 피로강도가 증가하였지만, GFRP의 두께에 따라 비례하여 증가하지는 않았다.

RTM 성형 GFRP 차체 설계에 따른 강성연구 (Stiffness Comparison with Design of GFRP Roof Panels Prepared by RTM Method)

  • 유용문;윤의박;윤여성;이순홍
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.32-38
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    • 1998
  • In order to investigate the relationship between the stiffness and structure of the automotive roof panels, two kinds of glass fiber reinforced plastic(GFRP) roof panels without and with insert material were fabricated by resin transfer molding(RTM) method. The stiffness test was performed at the same condition as it of actual driving. The structural design and material selection for improving the recyclability of GFRP roof panels were also covered.

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