• 제목/요약/키워드: CFRP (Carbon fiber reinforced plastic)

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적층구조를 가진 CFRP의 중앙 노치구멍이 미치는 영향에 관한 해석적 연구 (Analysis Study on Influence that the Center Hole Notch of CFRP with Laminated Structure Affects)

  • 박재웅;김은도;조재웅
    • 한국융합학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.177-182
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    • 2018
  • 본 논문에서는 CFRP로 구성된 항공 드론 프레임의 수직 낙하충격으로 인한 CFRP적층구조에서의 파손거동을 해석적 연구를 통해 파악하였다. 기존 플라스틱 재료와 달리 CFRP는 섬유로 구성되어 파손거동이 복잡하다. 따라서 이에 대한 실험에 앞서 해석적 연구를 통해 선행 연구가 중요하다. 본 연구의 결과로서 기존의 연구모델과 비교하여 보면, 같은 조건으로 중앙 노치구멍을 가진 적층된 CFRP 드론 프레임의 해석모델에서 가해진 응력의 값이 크게 줄어듬을 볼 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 드론프레임의 노치구멍에 관한 기반데이터를 융합기술에 접목함으로서 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

탄소성유강화플라스틱으로 만들어진 소형 인장 시험편에서 여러 종류의 심재에 따른 파손 연구 (Fracture Study due to Various Core at Compact Tension Specimen Made of Carbon Fiber Reinforced Plastic)

  • 김재원;조재웅
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.589-596
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    • 2018
  • 현대 사회에서 의식주 중에서 구조물이나 운송수단은 중요한 역할을 가진다. 만약 구조물이나 운송수단에 작은 크랙이라도 생기고 크랙이 진전되면 그 부품들이 파괴되어 큰 사고를 야기할 수 있다. 이러한 상황을 방지하기 위한 본 연구에서는 크랙의 진전에 따른 파손 경향을 조사하기 위하여 시험편을 이용하였다. CT 시험편의 재질로는 요즘 각광받는 복합재료인 단방향 탄소섬유 강화플라스틱을 사용하였다. 시험편 모델은 단방향성 섬유로서 적층각도를 주었고 적층각도는 [60/-60/60/-60]순으로 지정하였다. 해석 조건으로는 하단부의 홀을 고정시킨후 상단부 홀을 15mm의 강제 변위를 가하였다. 본 연구 결과로는 구조용 강, 구리, 티타늄, 알루미늄 순으로 등가응력과 전단응력이 높게 나왔다. 이러한 결과는 이종재료로 만들어진 CT 시험편의 파손을 검증하는 데 유용하게 사용될 수 있다고 사료된다.

Body Floor의 복합재 접합방식 및 경량화 설계에 관한 연구 (A Study on the Structural Design of Effective Composite Joint and Light Weight in Body Floor)

  • 김홍건;오상엽;김광철;김현우;곽이구
    • 한국생산제조학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.920-925
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    • 2012
  • A study of vehicle weight lightening has been progressed to reduce the fuel consumption. In this paper, the body floor in an EV (Electric Vehicle) bus has been applied by composites as CFRP and GFRP. In order to analyse a various reliability and safety, an experiment and FEM analysis was carried out to obtain weight lightening. Especially, the joint. An effective design is obtained through an experiment as well as FEM analysis. Results of stress analysis of GFRP material showed twice as much displacement than those of CFRP material. Among three kinds of joint methods, the bond joint method is occurred to a substantial shape change in the body and floor. It is found that the rivet joints are fairly suitable for stress sustaining capability.

흙막이 지하 가시설 구조체의 띠장 휨 강성 증대를 위한 연구 (A Study on the Strength Enhancement of Wale in Temporary Retaining Structures)

  • 임동환;이용준;안상로
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3C호
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    • pp.91-96
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    • 2009
  • 본 연구는 흙막이 가시설 구조물의 기본 요소가 되는 띠장의 강성을 증진시키기 위한 새로운 방법을 도출함에 목적이 있다. 이를 위하여, 띠장 부재에 탄소섬유판을 부착하고 또한 강연선을 통하여 프리스트레스 긴장력을 도입하는 실험을 수행하였으며, 탄소섬유판 및 프리스트레스 강선으로 긴장력이 도입된 부재는 보강되지 않은 부재보다 더 높은 하중에 이르기까지 선형구간이 확대되며 초기강성 및 극한강성이 크게 향상되는 것으로 실험결과 나타났다. 또한 탄소섬유판에 발생하는 변형율은 $8,000-11,000{\mu}{\epsilon}$의 범주로 나타나, 탄소섬유판과 띠장 부재의 부착능력이 탁월하고 탄소섬유판의 보강효과가 매우 우수한것으로 나타났다. 본 연구에서는 띠장 구조체의 휨 강성을 높이고자 하는 새로운 방법이 제시되었다.

CFRP/알루미늄 복합재에서 이온도움반응법을 적용한 CFRP의 표면처리가 T-peel 강도에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the CFRP Treatment by ion Assisted Reaction Method to Improve T-peel Strength of CFRP/Aluminum Composites)

  • 이경엽;양준호;윤창선;최낙삼
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권3호
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    • pp.570-575
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    • 2002
  • It is well-known that the bond strength between CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) and aluminum is significantly affected by the surface treatment of the CFRP and the aluminum. This study investigates the surface treatment of CFRP to improve the T-peel strength of CFRP/aluminum composites. The surface of %CFRP([0^0]_{14})$ was treated by the ion assisted reaction method under oxygen environment. T-peel strength tests were performed based on the procedure of ASTM D1876-95. The T-peel strength of surface-treated CFRP/aluminum composites was compared with that of untreated CFRP/aluminum composites. The results showed that the T-peel strength of surface-treated CFRP/aluminum composites was about 5.5 times higher than that of untreated CFRP/aluminum composites. SEM examination showed that the improvement of T-peel strength was attributed to the uniform spread and fracture of epoxy adhesive.

탄소섬유강화복합소재의 고압수지이송성형공정에서 금형 내 캐비티의 압력 및 온도신호에 따른 성형특성 (Forming Characteristics with Cavity Pressure and Temperature Signal Inside Mold in High-Pressure Resin Transfer Molding Process of Carbon Fiber Reinforced Composite Material)

  • 한범정;정용채;김성렬;김노원;강명창
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.81-86
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    • 2017
  • The high-pressure resin transfer molding (HP-RTM) process has a very effective for the mass production of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) for light weight in the automotive industry. In developing robust equipment, new process and fast cure matrix systems reduces significantly the cycle time less than 5 minutes in recent years. This paper describes the cavity pressure, temperature and molding characteristics of the HP-RTM process. The HP-RTM mold was equipped with two cavity pressure sensors and three temperature sensors. The cavity pressure characteristics of the HP-RTM injection, pressurization, and curing processes were studied. This experiment was conducted with selected process parameters such as mold cap size, maximum press force, and injection volume. Consequently, this monitoring method provides correlations between the selected process parameters and final forming characteristics in this work.

탄소복합재 부품 파티션패널의 구조 강성/강도 신뢰성 평가에 관한 연구 (Study on Structural Reliability Assessment of a Partition Panel Made of a CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic))

  • 이재진;문지훈;윤원호;강다경;안민수;노형진;강지헌;이재욱
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권10호
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    • pp.68-74
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    • 2019
  • In the case of a partition panel for a vehicle, it is used as a vehicle chassis component that serves to distinguish the indoor and outdoor spaces of a vehicle and is mounted on a backrest portion of the vehicle's back seat to ensure the convenience of passengers by connecting the floor and the side of the vehicle. Because it is a relatively large-sized plate material among automobile chassis parts except the moving parts and non-ferrous materials can be applied, it is considered as a part having a large light-weight effect. However, the partition panel is one of the vehicle parts that must satisfy the light-weight effect as well as various structural reliability, such as torsional rigidity, vibration, and impact characteristics, for securing the running stability of the vehicle when driving at the same time. So, In this study, the possibility of replacing the aluminum partition panel as CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) partition panel is evaluated through comparing the two partition panels by using the structural reliability(stiffness/strength analysis), vibration analysis, impact analysis.

복합 구조 이중대역 안테나의 충격 및 굽힘 특성 (Impact and Bending Characteristics of Dual Band Composite Antennas)

  • 신동식;김진율;박위상;황운봉
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.35-40
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    • 2011
  • 본 논문에서는 복합재 샌드위치 구조를 가지는 이중대역(1.575, 2.645 GHz) 안테나의 충격 및 굽힘 특성에 관하여 연구하였다. 평면형 안테나에 복합재료인 Carbon Fiber Reinforced Plastic, Glass Fiber Reinforce Plastic을 접착하여 기계적 성능을 향상시킬 수 있다. 시험 규격 ASTM D7137에 따라 충격 시험과 시험규격 ASTM C393, MIL-STD401B에 따라 굽힘 시험을 실시한 후, S11 및 이득 측정을 통하여 안테나의 전기적 성능과 기계적 성능을 확인하였다. 제안된 안테나는 복합재료 보강 전보다 약 4배인 충격 하중 4 kN, 약 2배인 400 N의 굽힘 하중을 견디며, GPS, DMB 대역에서 6 dBi, 4.6 dBi의 이득을 가진다. 복합재 샌드위치 구조는 구조체 또는 운송체 표면에 적용 가능함을 확인하였다.

CFRP 보강 콘크리트 구조물의 PZT센서 기반 구조 건전성 모니터링 (PZT Sensor-based Structural Health Monitoring for CFRP Laminated Concrete Structures)

  • 류성찬;김주원;이창길;박승희;박선규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.72-78
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    • 2010
  • CFRP보강공법은 구조물에 내하력을 증가시키기 위해 사용되고 있으며 실제 교량에 적용빈도가 높고 연구 활용성에 대한 기대가 큰 공법이다. CFRP로 보강된 콘크리트 구조물은 외부에 에폭시 등으로 접착된 CFRP로 인하여 휨파괴 및 전단파괴 외에 부착파괴가 추가적으로 발생하게 되며 이러한 부착파괴가 전체거동을 지배하게 되는 경우가 대부분이며, 취성파괴를 유발하게 된다. 따라서 이러한 CFRP 부착파괴에 대한 모니터링은 매우 중요한 의미를 갖는다. 본 논문에서는 국부적인 손상 파악에 유리한 PZT센서를 이용한 임피던스 기반 손상검색 방법을 사용하여 콘크리트 균열과 CFRP 부착파괴 모니터링에 대한 적용가능성을 검증해 보았다.

Prediction of premature separation of bonded CFRP plates from strengthened steel beams using a fracture criterion

  • Lenwari, A.;Thepchatri, T.;Watanabe, E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제14권5호
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    • pp.565-574
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    • 2002
  • This paper presents a method for predicting premature separation of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) plates from strengthened steel beams. The fracture criterion based on material-induced singularity is formulated in terms of a singular intensity factor. Static test on double strap joints was selected to provide the critical stress intensity factor in the criterion because good degree of accuracy and consistency of experimental data can be expected compared with the unsymmetrically loaded single lap joints. The debond/separation loads of steel beams with different CFRP lengths were measured and compared with those predicted from the criterion. Good agreement between the test results and the prediction was found.