• 대한조선학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.521-527
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• 2012

It is well known that flexible composite material propeller has superior radiation noise characteristics with outstanding damping effects. In this paper, three flexible composite material propellers were produced using compression molding process, and their hydrodynamic performances and radiation noise characteristics were measured. One propeller, C1, was made up from carbon/epoxy composite laminates, and the other two ones, G1 and G2, from glass/epoxy ones. Their fiber arrays were selected by the progressive damage structural analysis of propellers using composite material model MAT_162 (Composite_DMG_MSC) linked with LS-DYNA code. Carbon/epoxy and glass/epoxy composite specimen tests were performed, their damage mechanisms were figured out, and their parameters were calibrated by their progressive damage structural analysis according to their damage criteria.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.855-859
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• 2005

Carbon fiber polymeric composites have been widely used in bearing materials under high pressure without oil-lubrication due to their self-lubricating characteristics. However, the severe wear of carbon composite surface occurs due to the generation of wear debris when the pressure applied on the composite surface is higher than the critical value of composite surface. In this work, in order to remove wear debris continuously during sliding operation, composite specimens with many micro-grooves on their sliding surfaces were devised. To investigate the effect of wear debris on the tribological behavior of carbon/epoxy composites, dry sliding tests were performed with respect to applied pressure using the composite specimens with and without micro-grooves. From the measurement of friction coefficients and wear rates, a model for the effect of wear debris on the friction and wear of composites was proposed.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.7-12
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• 2006

본 연구에서는 탄소섬유의 첨가가 흑연 보강 전도성 고분자 복합재료의 전기적, 기계적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 압축성형법을 이용하여 흑연입자/탄소섬유 혼합 보강 전도성 고분자 복합재료를 제조하였으며 흑연입자의 고비율 충진은 복합재료 내에서 입자 사이의 직접 접촉을 통해 높은 전기 전도도(>100S/cm)를 얻는 것을 가능하게 하였다. 하지만 흑연입자의 비율이 높아짐에 따라 소재의 강도가 점차 떨어지게 되므로 이를 보완하기 위해 탄소섬유를 첨가하여 그에 따른 소재의 전기적, 기계적 특성 변화를 연구하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 증가함에 따라 소재의 굽힘 강도는 증가하였으나 탄소섬유의 클러스터 형성으로 인해 탄소섬유 사이에 비전도성 영역이 발생하여 복합재료의 전기 전도도는 감소함을 확인하였다. 탄소섬유의 충진 비율이 전체 시스템의 20wt.%인 경우에는 굽힘 강도는 12% 증가한 반면 전기 전도도가 27% 감소하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권6호
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• pp.1026-1038
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• 1999

Interlaminar fracture toughness of carbon/epoxy composite materials has been studied under tensile and flexural loading by the use of width tapered double cantilever beam(WTDCB) and end notched flexure(ENF) specimens. This study has significantly examined the effect of various interfacial ply orientation, ${\alpha}(0^{\circ},\;45^{\circ}\;and\;90^{\circ})$ and crack propagation direction, ${\theta}(0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ}\;and\;45^{\circ})$ in terms of critical strain energy release rate through experiments. Twelve differently layered laminates were investigated. The data reduction for evaluating the fracture energy is based on compliance method and beam theory. Beam theory is used to analyze the effect of crack propagation direction. The geometry and lay-up sequence of specimens are considered various conditions such as skewness parameter, beam volume, and so on. The results show that the fiber bridging occurred due to the non-midplane crack propagation and causes the difference of fracture energy evaluated by both methods. For safer and more reliable composite structures, we obtain the optimal stacking sequence from initial fracture energy in each mode.

• 수산해양기술연구
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• 제32권4호
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• pp.402-410
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• 1996

Recently carbon fiber reinforced plastic(CFRP) has been used structural materials in corrosive environment such as for water, chemical tank and chemical pipes. However, mechanical properties of such materials may change when CFRP are exposed to corrosive environment for long periods of time. Therefore, it is important to understand the effect of moisture absorption on mechanical properties of the CFRP. In this study, degradation behavior of immersed carbon fiber/epoxy resin composite material was investigated using acoustic emission(AE) technique. Fracture toughness test are performed on the compact tension(CT) test specimens that are pilled by two types of laminates $[0^{\circ}_2$/$90^{\circ}_2]_3s$ and $[0^{\circ}_2$/$90^{\circ}_2]_6s$During the fracture toughness test, AE test was carried out to monitor the damage of CFRP by moisture absorption. In spite of the change of moisture absorption rate, the fracture toughness of CFRP was not change. As immersion time increased, AE event count numbers decreased in low amplitude range of AE for amplitude distribution histogram. The event in low amplitude range was known to be generated by debonding of matrix-fiber interface. Therefore, decrease of AE event count numbers in low amplitude range represents that debonding of matrix-fiber interface which was probably generated by moisture absorption.

• 한국가스학회지
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• 제16권2호
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• pp.25-30
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• 2012

본 논문에서는 알루미늄 라이너와 탄소섬유/에폭시 및 유리섬유/에폭시로 구성된 복합소재 압력용기에 대한 응력 안전성 연구결과를 제시하고 있다. 9.2L의 저장용량을 갖는 수소가스 자동차용 복합소재 압력용기에는 35MPa의 충전압력으로 수소가스를 압축한 경우이다. FEM 해석결과는 미국의 수소가스 압력용기에 대한 DOT-CFFC와 한국의 KS B ISO 인증기준에 기반하여 평가하였다. FEM 해석결과에서 알루미늄 라이너에 걸리는 응력 247MPa는 알루미늄 항복강도(272MPa)의 95%에 해당하는 안전기준에 비해 충분히 낮다는 결과이다. 그리고 알루미늄의 표면에 감은 탄소섬유 복합소재는 후프방향과 헤리컬방향에서 발생한 최대탄소섬유응력이 29.43%와 28.87% 수준으로 각각 나타났기 때문에 최소파열압력에서의 최대섬유응력 대비 30% 이하를 유지해야 한다는 안전기준에 부합하므로 안전하다. 또한, 탄소섬유 복합소재에 대한 응력비는 후프방향과 헤리컬방향에 대해 3.4와 3.46으로 각각 예측되었기 때문에 최소안전기준인 2.4보다 높아 안전한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.75-83
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 이용하여 표면매입 보강된 철근콘크리트 부재의 내화성능에 관한 연구로서 온도변화에 따른 탄소섬유 판의 인장시험, 에폭시의 상태변화 실험, 그리고 온도변화에 따른 부착성능에 관한 일련의 실험연구를 실시하였다. 실험연구로부터, 부착강도의 측면에서 콘크리트를 보강하기 위한 효율적인 보강방법은 표면매입 보강이며, 이 보강법은 상온에서는 그 효과가 매우 높지만, 비록 낮은 온도일지라도 주변온도가 높아질 경우에는 보강효과가 현저히 저하될 수 있음을 확인하였다. 특히, 주변 온도가 에폭시의 화학적 성질이 변화하기 시작하는 유리전이 온도에 근접할 경우, 부착기능이 상실되기 시작하므로 구조물의 안전한 내화설계를 위해서는 부착용으로 사용되는 에폭시의 성능을 개선시키고 또한 섬유보강재의 성능개선이 시급한 것으로 사료된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.250-255
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• 2000

Damage induced by low velocity impact loading in aircraft composite laminates is the form of failure which is occurred frequently in aircraft. Low velocity impact can be caused either by maintenance accidents with tool drops or by in-flight impacts with debris. As the consequences of impact loading in composite laminates, matrix cracking, delamination and eventually fiber breakage for higher impact energies can be occurred. Even when no visible impact damage is observed, damage can exist inside of composite laminates and the carrying load of the composite laminates is considerably reduced. The reduction of strength and stiffness by impact loading occurs in compressive loading due to laminate buckling in the delaminated areas. The objective of this study is to determine inside damage of composite laminates by impact loading and to determine residual compressive strength and the damage growth mechanisms of impacted composite laminates. For this purpose a series of impact and compression after impact tests are carried out on composite laminates made of carbon fiber reinforced epoxy resin matrix with lay up pattern of $[({\pm}45)(0/90)_2]s$ and $[({\pm}45)(0)_3(90)(0)_3({\pm}45)]$. UT-C scan is used to determine impact damage characteristics and CAI(Compression After Impact) tests are carried out to evaluate quantitatively reduction of compressive strength by impact loading.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.212-215
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• 2002

Interfacial evaluation and damage sensing of the carbon fiber/epoxy-amine terminated (AT)-polyetherimide (PEI) composites were performed using micromechanical test and electrical resistance measurement. As AT-PEI content increased, the fracture toughness of epoxy-AT-PEI matrix increased, and thus their interfacial shear strength (IFSS) was improved due to the improved toughness. After curing process, the changes in electrical resistance (ΔR) with increasing AT-PEI contents increased gradually because of the changes in thermal expansion coefficient (TEC) and thermal shrinkage of matrix. Matrix fracture toughness was correlated to the IFSS, residual stress and electrical resistance. The results obtained from the electrical resistance measurement during curing process, reversible stress/strain, and durability test were consistent with modified matrix toughness properties.

• Composites Research
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• 제23권1호
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• pp.44-50
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• 2010

본 연구에서는 염수 침수 실험과 염수 분무 실험이라는 두 가지의 실험을 위그선의 구조재료로 사용될 3가지 다른 복합재료 시스템에 대해서 해수와의 접촉에 의한 물성저하를재현하기 위해 수행하였다. 140일간 염수환경하에서 노화시킨 후 탄소섬유 복합재료와유리섬유 복합재료의 인장, 압축, 전단 강성과 강도 및 층간 전단 강도를 측정하였다. 기본 물성파의 비교를 통해서 염수환경이 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향이 평가되었다. 실험을 통해 염수 분무환경과 침수 환경의 차이는 거의 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 탄소섬유 복합재료의 경우 인장 물성에 적은 손실이 발생한 반면 유리섬유 복합재료에서는 인장물성의 저하률이 탄소섬유 복합재료에 비해서 큼을 확인하였다. 그리고 모재 지배적 물성들의 큰 물성저하가 관찰되었다. 이를 통해, 염수는 복합재료의 섬유와 모재 사이의 계면을 퇴화시키고, 또한 모재 자체 물성과 유리섬유의 물성을 저하시킬 수 있음을 확인하였다.