• 대한기계학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.935-943
• /
• 1988

본 연구에서는 유압벌지시험기를 이용한 저속 벌지시험과 낙하해머(drop hammer)를 응용한 충격벌지시험기를 제작, 사용하여 충격벌지시험을 하여 저속변형과 충격변형에서 판재금속의 성형한계선도를 구하고 변형율속도가 판재의 불안정 및 성형 성에 미치는 영향을 조사하고 다이의 형상비(단축/장축)를 0.5, 0.75, 1.0 등으로 달 리하여 실험하므로써 변형경로에 따른 한계변형율의 변화를 관찰하고 아울러 기존의 성형한계이론과 비교, 검토하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.308-315
• /
• 2009

구조물 손상시 방출되는 고주파 음향방출(AE)신호는 실시간 손상 감지에 유리하므로 지능형 구조물의 구조건전성 모니터 링에 널리 응용되고 있다. 하지만 복합 적층 구조물에서 방출되는 AE신호의 경우에는 복합재 구조의 특성상 전달 경로에 따른 신호의 감쇄정도가 일반 금속 구조물에 비해 상대적으로 크므로 손상 전후 신호진폭의 크기만을 비교하여 손상을 예측하는 방법은 손상 판단에 오류를 야기할 수 있는 여지가 있다. 따라서 복합적층 구조에서의 정확한 충격손상 예측을 위해서는 신호감쇄의 영향을 덜 받는 신호의 분석 방법이 필요하고 손상 전후 신호특성을 정량적으로 구분할 수 여는 인자의 선택이 필요하다. 본 연구에서는 구조물의 경계조건에 따른 신호특성 변화의 영향을 줄이기 위해 충격손상 발생후 선행적으로 전파되는 선행파(leading wave)의 특성변화를 신호처리에 이용하였으며, 웨이블릿 변환을 이용하여 신호를 분해하였다. 최종적으로 복합적층판의 저속충격 시험에서 압전 센서로 취득된 충간분리 신호를 처리하였으며, 분해된 웨이블릿 고주파 세부성분 사이의 점유율 분포를 이용하여 복합적층판의 손상을 판단하기 위한 신호처리 방법을 제시하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.92-97
• /
• 2000

저속 충격을 받은 복합재로 만들어진 두꺼운 압력용기의 파괴모드와 손상 상태에 대하여 조사하여 이를 정량적으로 나타내는 것이 본 연구의 관심이다. 본 논문에 사용된 시편은 압력용기의 중앙을 길이 305mm로 잘른 원통형 ring모양이다. 충격자는 직경이 25.4mm와 12.7mm인 반구형 2종류와 모서리의 직경이 1mm인 원추형 1종류로 무게는 3.9kg이며 자유낙하 높이는 20mm에서 200mm로 종류에 따라 간격을 달리했다. 실험 장치로는 실린더가 충격에 흔들리지 않도록 고정하는 받침대와 자유낙하 하는 impactor 이며 impactor의 윗면에 한 개의 가속도 게이지를 설치했으며 밑면에 90도 간격으로 4군에 스트레인 게이지를 붙여 충격에너지, 최대 충격력, contact radius를 측정하고 시험후 시편은 방사선 촬영을 하여 충격자의 종류에 따라 손상의 정도가 어떻게 다른지를 파악했다. Herzian이론을 사용하여 contact radius를 구하고 측정된 자료와 비교 검토하였다. Contact radius 값은 충격자의 직경이 클수록 큰 것을 알수 있고 실험치 값은 이론치 값 보다 큰데 이는 실제 연소관의 기계적 성질의 값이 계산치 보다 적은 것이 원인이다. 직경이 25.4mm인 반구형의 충격자는 직경이 12.7mm인 반구형의 충격자에 비하여 내부에 delamination크기가 컸다. 가속도의 값은 높이에 따라 선형적으로 변하고 충격자의 모양이 둔탁할수록 가속도 값이 커지는 것을 알 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제29권2호
• /
• pp.73-78
• /
• 2016

본 연구에서 다루는 탄소섬유 복합재 인라인 휠은 플라스틱 인라인 휠 허브의 기존 재질을 탄소섬유 직물/에폭시 수지로 구성된 디스크 형의 허브로 대체하는 것이다. 지면으로부터의 충격 하중은 탄소섬유 복합재 휠의 충격 성능 평가를 위해 저속 충격 시험이 수행되었고, 기존의 플라스틱 휠의 성능과 비교하여 수행되었다. 본 연구는 시험 조건으로 70 J의 충격 하중을 적용하였다. 충격 에너지는 타격 추의 높이와 무게를 조정하여 조절되었다. 탄소섬유 복합재 디스크 허브의 사용은 무게를 절감하고 실제 운행 조건과 유사한 조건인 낮은 충격에너지에서 우수한 반발력을 나타내는 것으로 확인되었다. 충격 하중에 따라 최대 하중은 비례적으로 증가하지만, 최대 하중의 성장은 20 J 충격 하중에서 감소되었고, 45 J 충격 하중에서부터 감소되는 경향의 결과를 보였다. 탄소섬유 복합재 휠은 5 J, 10 J의 충격 하중에서 전체 충격 에너지의 35.3, 19.1%가 리바운딩 되는 우수한 특성을 보였다. 반면에 20 J 이상의 충격하중에 대해서는 얇은 탄소섬유 복합재 허브의 크랙 생성으로 인해 전체 에너지의 5% 이하로 리바운드 되었다.

• Composites Research
• /
• 제21권2호
• /
• pp.15-24
• /
• 2008

본 연구에서는 Kevlar 직물에 전단농화 특성을 갖는 나노 실리카 입자를 함침시켜 저속충격 특성 및 마찰특성 실험을 수행하였다. 나노입자의 크기에 따른 영향력을 평가하기 위해 100nm, 300nm, 500nm 직경크기의 구형 실리카 입자를 충진한 전단농화유체를 제작하였으며 유변물성 시험을 통해 전단담화 현상 및 급격히 점성이 증가하는 전단농화현상을 확인하였다. 전단농화유체를 Kevlar 직물에 함침시켜 저속 낙하 충격시험을 수행한 결과 나노입자 처리를 한 Kevlar 직물에서 우수한 충격흡수 특성을 보였으며 특히 함침된 나노입자의 크기가 작을수록 충격흡수양이 증가하였고 변형의 양도 가장 적게 나타났다. Kevlar 직물 내에서의 얀의 Pull-out 실험과 직물간 마찰력 실험을 통해 나노입자의 크기가 작을수록 전단농화 현상으로 인한 마찰력의 증가가 더욱 크게 나타남을 확인하였다. 이러한 마찰력의 증가가 얀의 Pull-out 에너지를 증가시키게 되어 주요 충격흡수 메커니즘으로 작용하게 되는 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.190-196
• /
• 2018

Carbon fiber/epoxy composites are typical brittle materials and have low impact properties. Recently, it is important to investigate impact characteristics of carbon fiber composites because of increasing use as automobile parts and high pressure hydrogen vessels of fuel cell electric vehicles for light weight. In this study, the low velocity impact properties of carbon fiber/epoxy composites fabricated by a filament winding method are studied. The low velocity impact properties were measured by performing tests according to ASTM D7136. The low velocity impact simulations were carried out using commercial structural analysis software, Abaqus. The absorbed energy and the delamination shapes were compared between the experimental and simulation results. The numerical analysis method showed that the absorbed energy decreased with the reduced number of cohesive elements in the composite models.

• Composites Research
• /
• 제20권6호
• /
• pp.21-27
• /
• 2007

복합재 보강판에 영구히 부착된 배열 압전 능동 센서를 사용하여 저속 충격 손상을 탐지하였다. 압전 능동센서를 사용하여 구조에 램파를 전파시키기 위한 다양한 진단신호를 생성하였으며, 손상으로 인한 구조 진동의 특성 변화를 탐지하기 위하여 그 응답을 측정하였다. 이 신호 변화 특징을 한 개의 손상 지수로 표현하기 위하여 3가지 알고리즘-ADI(Active Damage Interrogation), TD RMS (Time Domain Root Mean Square), STFT(Short Time Fourier Transform) -이 검토되었다. 손상 탐지시험을 수행하여, 사용한 기법과 진단신호로 저속 충격으로 인한 두 개의 층간분리를 탐지하였으며, 그 위치를 추정하였다.

• Composites Research
• /
• 제29권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2016

본 연구에서는 4개의 FBG 센서가 설치된 보강된 복합재 구조물을 시편으로 사용하여, 충격해머로 가해진 저속 충격 위치를 탐색하였다. 100 kHz의 데이터 샘플링 속도를 가진 FBG 인터로게이터를 사용하였으며, 제안된 알고리즘을 통해 예상 충격위치를 계산하였다. 복합재 시편은 주 스파(Spar)와 몇 개의 스트링거(Stringer)를 포함하며 전체 면적은 $0.8{\times}1.2m$이다. 247개의 격자점과 36개의 보강재 지점에 대한 기준신호 데이터를 얻었으며, 이는 임의의 충격신호에 대한 비교대상이 되었다. 제안된 알고리즘은 normalized cross-correlation을 사용하여 두신호의 상호 유사성을 판독하는 방식으로 작동한다. 각각의 센서 신호로부터 얻어진 correlation 결과는 서로 곱연산되어 상호 보상적인 방법으로 사용되었다. 성능평가를 위해 대상 영역에 대한 20개의 임의의 충격시험을 수행하였다. 시험결과 성공적으로 충격위치를 탐색할 수 있었으며, 4개 센서신호를 사용하여 최대 오차 43.4 mm와 평균 오차 17.0 mm의 성능을 얻었다. 같은 시험에 대하여 사용된 센서의 개수를 변화시켜 가며 그 성능의 변화를 알아보았다. 두 개의 센서를 사용하였을 때 상호 보상적 효과가 최대가 됨을 확인하였으며, 2개의 센서(1, 2번 센서)의 조합으로 최대 오차 42.5 mm와 평균 오차 17.4 mm의 성능을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.31-38
• /
• 2000

복합재로 만들어진 압력용기에 대해 작업 중 발생하는 손상의 크기나 상태를 파악하는 것이 본 연구의 관심이다. 충격자는 직경이 25.4mm와 12.7mm인 반구형 2종류와 모서리의 직경이 15mm인 원추형 1종류로 각각 무게가 다르며 떨어뜨리는 자유낙하 높이는 120mm에서 700mm로 종류에 따라 간격을 달리했다. 실험 장치로는 Dynatup 8250을 사용했으며 충격에너지, 최대충격력, 충격변위, contact radius를 측정하고 시험 후 시편은 방사선 촬영을 하여 충격자의 종류에 따라 손상의 정도가 어떻게 다른지를 파악했다. 직경이 25.4mmm인 반구형의 충격자는 직경이 12.7mm인 반구형의 충격자에 비하여 표면의 손상은 적었으나 내부에 delamination크기가 컸다. Contact radius와 최대충격력과의 관계는 실험치와 이론치가 잘 일치했으나 충격에너지와 최대충격력과의 관계는 실험치와 이론치의 차이가 있었다.

• Composites Research
• /
• 제15권2호
• /
• pp.11-17
• /
• 2002

우수한 동적 감지특서을 갖는 압전필름센서는 구조 건전성 모니터링이나 평가와 같은 구조물과 재료의 변화를 분석하는데 사용될 수 있다. 압전필름센서의 이러한 특성을 이용하여 Gr/Ep 복합재 평판의 충격 손상개시를 모니터링하였다. 압전필름센서와 스트레인게이지를 Gr/Ep 복합재 평판에 부착하여 다양한 조건의 에너지에 대한 충격시험을 낙하식 충격 시험기를 사용하여 수행하였다. 충격시험을 수행하는 동안 영구압입, 기지균열, 층간분리와 같은 충격 손상개시를 예측하기 위하여 센서신호를 분석하였다. 충격에너지를 초기 손상이 발생할 수 있는 크기 이상으로 증가시키면 손상의 개시와 진전에 대한 정보를 포함하는 특정 센서 신호를 관찰할 수 있었다. 특히, 압전필름세서는 스트레인게이지 보다 충격 손상개시 및 진전에 대한 좋은 감지 특성을 보여주었다.