• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1402-1405
• /
• 2003

The main object of this study was evaluated by the delamination damage for fiber stacking angle. Therefore, this work need to compare the shape of delamination for a different fiber stacking angie. So this study uses a method of fatigue test which was created [0]$_2$,[+45]$_2$[90]$_2$. The extension of the delamination zone formed between aluminium alloy and glass fiber-adhesive layer were measured by an ultrasonic C-scan image. As a result, the shapes of delamination zone don't depend upon the crack propagation. We could know that the delamination zone grew interaction between stress flow of fiber layer and crack driving force. Hence, the existing study were applied to the stress transfer, fiber bridging effect, delaminantion growth rate should need to the develop useful factor because of change of fiber stacking angle.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제28권3호
• /
• pp.281-288
• /
• 2004

The hybrid composite material (Al/GFRP laminates) are applied to the fuselage and wing in a aircraft. Therefore, Al/GFRP laminates suffer from the cyclic bending moments. This study was to evaluate the effect of fiber stacking angle on the fatigue crack propagation and delamination behavior using the relationship between crack growth rate (da/dN) and stress intensity factor range (ΔK) in Al/GFRP laminates under cyclic bending moment. The variable delamination growth behavior in case of three different type of fiber orientations, i.e., [Al/O$_2$/Al], [Al/+45$_2$/Al] and [Al/90$_2$/Al] at the interface of Al layer and glass fiber layer was measured by ultrasonic C-scan images. As results of this study, It represent that the delamination shape should turns out to have more effective characteristics on the fiber stacking angle. The extension of the delamination zone in case of [Al/+45$_2$/Al] and [Al/90$_2$/Al] were not formed along the fatigue crack profile. The shape of delamination zone depend on fiber stacking angle and the variable type with the delamination contour decreased non-linearly toward the crack tip at the Al layer.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권5호
• /
• pp.960-968
• /
• 2002

In this research, the effects of fiber stacking sequence on damage behaviors of FML(Fiber Metal Laminates) subject to indentation loading. SOP (Singly Oriented Ply) FML and angle ply FML were fabricated to study fiber orientation effects and angle ply effects. FML were fabricated by using 1050 aluminum laminate and carbon/epoxy prepreg. To increase adhesive bonding strength, Al laminate was etched using FPL methods. The static indentation test were conducted by using UTM under the 2side clamped conditions. During the tests, load and displacement curve and crack initiation and propagation behaviors were investigated. As fiber orientation angle increases, the crack initiation load of SOP FML increases because the stiffness induced by fiber orientation is increased. The penetration load of SOP FML is influenced by the deformation tendency and boundary conditions. However, the macro-crack of angle ply FML was initiated by fiber breakage of lower ply because angle plies in Angle ply FML prevents the crack growth and consolidation. The Angle ply FML has a critical cross-angle which prevent crack growth and consolidation. Damage behavior of Angle ply FML is changed around the critical cross-angle.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
• /
• pp.204-209
• /
• 2001

In this research, the effects of fiber stacking sequence on damage behaviors of FML(Fiber Metal Laminates) subject to indentation loading. SOP (Singly Oriented Ply) FML and angle ply FML were fabricated to study fiber orientation effects and angle ply effects. FML were fabricated by using 1050 aluminum laminate and carbon/epoxy prepreg. To increase adhesive bonding strength, Al laminate was etched using FPL methods. The static indentation test were conducted by using UTM(5ton, Shimadzu) under the 2side clamped conditions. During the tests, load and displacement curve and crack initiation and propagation behaviors were investigated. As fiber orientation angle increases, the crack initiation load of SOP FML increases because the stiffness induced by fiber orientation is increased. The penetration load of SOP FML is influenced by the deformation tendency and boundary conditions. However, the macro-crack of angle ply FML was initiated by fiber breakage of lower ply because angle plies in Angle ply FML prevents the crack growth and consolidation. The Angle ply FML has a critical cross-angle which prevent crack growth and consolidation. Damage behavior of Angle ply FML is changed around the critical cross-angle.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.185-190
• /
• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 평판형태의 시험편에 굽힘 모멘트가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 굽힘 응력과 전단응력, 변형에너지에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 섬유가 다축구조를 형성하고 있어 굽힘조건에서 응력을 효과적으로 분산할 수 있다. 이때 적층각도에 따라 다양한 물성을 보이게 되는데, 섬유의 수평방향인 Stacking angle $0^{\circ}$에서부터 수직방향인 $90^{\circ}$에 이르기까지의 결과에 있어, Stacking angle이 증가함에 따라 등가 응력과 전단응력이 점차 줄어들며 $60^{\circ}$를 기점으로 다시 증가함을 보이고 있다. 본 연구결과를 토대로,적층각도에 따른 평판에서의 굽힘으로 인한 파손특성을 해석적 접근을 통해 고찰하였으며, 본연구는 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있다고 사료된다. 또한 평판 형상으로서의 디자인적 요소를 융합기술에 접목함으로서 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제36권1호
• /
• pp.48-52
• /
• 2023

섬유 강화 복합재료는 방향성을 가지고 있기 때문에 적층 순서에 따라서 구조물의 기계적인 특성은 매우 달라질 수 있다. 따라서, 상황과 용도에 따른 복합재료 구조물의 적층 설계는 필수적이다. 그러나 제작된 복합재료 구조물의 적층 각도는 제작 환경이나 구조물 형상에 따라 설계 값과 편차를 가지는 경우가 많으며, 이는 구조적 성능에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 구조물의 신뢰성 확보를 위해서는 적층 설계 뿐만 아니라 제작된 복합재료의 적층각에 대한 분석 또한 매우 중요하다. 본 연구에서는 합성곱 신경망(Convolutional neural network; CNN) 기반의 딥러닝(Deep learning)을 이용하여 섬유 강화 복합재료의 실제 단면 이미지로부터 적층 각도를 예측하였다. 여러 적층 각도를 가지는 탄소 섬유 강화 복합재료 시편을 제작하고, 광학 현미경을 이용하여 Micro-scale로 실제 단면을 촬영하였다. 다양한 적층 각도에 따른 복합재료 시편의 단면 이미지 데이터를 이용하여 합성곱 신경망 기반의 딥러닝 모델에 대하여 학습을 수행하였다. 그 결과 높은 정확도로 실제 섬유 강화 복합재료 단면 이미지로부터 적층 각도를 예측할 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.421-424
• /
• 2012

Carbon Fiber reinforced composite material can be designed for the optimized performances of structural member that have achieve appropriate mechanical properties with cross-sectional shape, fiber direction, stacking sequence and thickness. So there are needed extensive databases each optimal design of CFRP structural member by impact through the preparation of different shape, interface number, thickness and stacking angle. When pressure is applied to structural member, compression, bending and torsion is shown on the corresponding member. For the effective utilization of fiber reinforced composite material as main structural member, optimized design technology should be established to maximize mechanical properties for compression, bending and torsion. In this paper, CFRP prepreg sheet with different stacking angle is manufactured in CFRP and hybrid(Al+CFRP) with circular cross-section. Strength and stiffness is gotten respectively by flexure test. CFRP structure and hybrid structure can be compared with each other. The best design guideline can be analyzed by use of this study result.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제7권9호
• /
• pp.119-130
• /
• 1999

This paper deals buckling behavior of laminated composite cylindrical shells subjected to combination of axial compression and torison. Linear and nonlinear finite element analysis are carried out . the influence of load type, load ratio, fiber orientation angle, stacking sequence, and intial imperfect on buckling behavior is discussed.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제8권7호
• /
• pp.219-224
• /
• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 아치형태의 시험편에 인장각도가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 등가응력과 변형량에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 각 섬유가 하나의 축으로 작용하며 이를 통해 금속과 비교할 때 높은 비강도와 비강성을 가질 수 있다. 본 연구에서 사전연구에 의해 최적 적층각도는 $60^{\circ}$로 구성된 아치형 구조에서 반경에 따른 응력분포를 결과를 검토하며 같은 적층각도에서 그 반경이 증가할수록 내구성이 낮아짐을 알 수 있다. 이를 통해 본 연구 결과를 적층 각도에 따른 아치형 구조의 설계에 적용함으로써, 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있으며, 패드 형상의 디자인적인 요소를 융합기술에 접목하여 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제29권6호
• /
• pp.342-346
• /
• 2016

경량화 소재 중 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)는 카본 섬유를 이용한 섬유구조물이다. 카본과 플라스틱의 특성을 갖는 복합소재이다. 섬유구조는 섬유방향으로 큰 강도를 갖는다. 이러한 경량 소재인 CFRP로 가장 많이 사용되는 것은 직조된 CFRP이다. 직조된 CFRP는 단방향 CFRP에 비하여 구조가 안정적이기 때문이다. 단직조된 CFRP는 고가이다. 따라서 본 연구는 단방향 CFRP의 섬유 구조 특성을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 적층각도 [0/X/-X/0]로 X를 변수로 갖는다. X의 각도 위상이 반전되어 적층된 단방향 CFRP이다. 이러한 단방향 CFRP를 이용하여 중앙 크랙을 갖는 두께 2 mm 판재 형태의 해석 모델을 이용하였다. 해석에서는 핀으로 연결된 상부와 하부에서 하중이 가해지고 있으며 중앙 크랙부분에서 파단을 연구한다. 해석 모델은 CATIA를 이용한 3D Surface 모델로 설계하였다. CFRP 적층을 위해, ANSYS프로그램에서 ACP를 이용한 적층 방향을 결정하여 2개의 적층들을 갖는 해석 모델을 만들었다. 이후 구조해석을 진행하였다.