• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.31-38
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• 2013

본 연구에서는 열습환경에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 핀 체결부에 대해 핀 하중시험을 수행하고 수집된 음향방출신호를 분석하여 열습환경이 복합재 핀 체결부의 파괴거동에 미치는 영향을 조사하였다. 이때 시편은 환경조건에 노출되기 전의 시편(Base), 상온침수환경에 노출된 시편(RT), 고온침수 환경에 노출된 시편(HT)으로 구분하였다. 연구결과에 의하면 RT 시편과 HT 시편의 베어링 강도는 Base 시편에 비해 각각 2.2%와 13% 감소하였다. 음향방출신호의 경우 시편 종류에 따라 파손이 가속화되는 시점이 달라짐을 나타내었으며 RT 시편과 HT 시편은 Base 시편에 비해 모재균열에 의한 이벤트가 감소하는 경향이 나타났다. 이로 미루어 판단하면 열습환경은 복합재 핀 체결부의 음향방출신호뿐 아니라 계면특성의 저하도 초래함을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권1호
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• pp.117-127
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• 2022

This study investigates the wave propagation in porous functionally graded (FG) sandwich plates subjected to hygrothermal environments. A new simple three-unknown first-ordershear deformation theory (FSDT) incorporating an integral term is utilized in this paper. Only three unknowns are used to formulate the governing differential equation by applying the Hamilton principle. The FG layer of the sandwich plate is modeled using the power-law function with evenly distributed porosities to represent the defects of the manufacturing process. The plate is subjected to nonlinear hygrothermal changes across the thickness. The effects of the power-law exponent, core to thickness ratios, porosity volume, and the relations between volume fraction and wave properties of porous FG plate under the hygrothermal environment are investigated. The results showed that the waves' phase velocities increase linearly with the waves number in the FGM plate. The porosity of the FG materials plate has a noticeable impact on the phase velocity when considering the high ratios of the core layer. It has a negligible effect on small core layers. Finally, it is observed that changing temperatures and moistures do not influence the relationship between the power law and the phase velocity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권1호
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• pp.103-124
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• 2013

This paper studies the static and dynamic characteristics of composite plates subjected to an arbitrary periodic load in hygrothermal environments. The material properties of composite plates are depended on the temperature and moisture. The governing equations of motion of Mathieu-type are established by using the Galerkin method with reduced eigenfunction transforms. A periodic load is taken to be a combination of axial pulsating load and bending stress in the example problem. The regions of dynamic instability of laminated composite plates are determined by solving the eigenvalue problems based on Bolotin's method. The effects of temperature rise and moisture concentration on the dynamic instability of laminated composite plates are investigated and discussed. The influences of various parameters on the instability region and dynamic instability index are also investigated. The numerical results reveal that the influences of hygrothermal effect on the dynamic instability of laminated plates are significant.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제2권1호
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• pp.110-120
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• 1999

본 논문은 흡습환경에서 온도변화를 겪는 무한히 긴 속빈 실린더의 시간변화에 따른 흡습열 응력 변화에 관해서 연구한 것이다. 평면변형률 가정에 기초한 흡습열탄성론의 방정식이 열과 습기 사이의 연성효과를 고려하여 수립되었다. 시간경과에 따른 흡습열 응력을 구하기 위한 완전한 형태의 해가 연성분리기법과 변수분리방법을 이용하여 구하였으며, 온도와 습도 집중치의 분포를 포함한 수치적인 적용 예에 대한 결과를 분석하였다. 시간경과에 따른 흡습열 특성이 직교이방성 속빈원통벽에서 변위와 응력의 변화 및 분포에 미치는 영향을 함께 제시하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권3호
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• pp.243-249
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• 2014

Currently, CFRP composites are rapidly replacing steel plates, as they are lighter, stronger, and more elastic; however, they are poorly suited to hygrothermal and impact-collapsed environments because moisture can alter their molecule arrangement and chemical properties. In this study, environments are experimentally simulated in order to investigate changes in the moisture absorption inside a CFRP composite and to determine its weakest point. Moreover, changes in the moisture absorption ratio at temperatures of $60^{\circ}C$ and $80^{\circ}C$ are studied and compared in order to understand how changes in temperature affect moisture absorption inside CFRP composites. Results show that moisture absorption leads to a strength reduction of around 50%. In addition, the moisture absorption rate inside CFRP composites is shown to change rapidly with increasing temperature. Accordingly, it showed that the change in matrix also has a weak point.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.759-764
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• 2017

본 연구에서는 항공기용 레이돔에 적용되는 복합재의 볼트 체결부 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였으며 열습환경에 노출된 레이돔 체결부에 대해 수분흡수율을 구하고, 온도와 습도환경에 따른 체결부 강도의 물성변화를 확인하였다. 이때 시편은 환경조건을 고려하여 상온건조(RTD), 고온고습(EWT), 저온건조(CTD) 세 가지로 구분하였으며 볼트 체결부의 파손하중 및 파손모드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 실험결과와 잘 일치하였으며 체결부 파손강도 예측이 가능한 효과적인 방법으로 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1261-1266
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• 2012

본 연구에서는 최대 12개월 동안 염수침수시험을 수행하여 염수환경의 열습조건이 복합재의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 복합재 시편은 직물 형태의 탄소섬유와 에폭시로 구성된 프리프레그를 적층하여 제작하였으며, 노출온도 $35^{\circ}C$, $55^{\circ}C$, $75^{\circ}C$가 적용된 염수환경에 완전 침수시키는 조건을 적용하였다. 연구결과에 따르면 복합재의 인장강성과 인장강도는 노출온도와 노출시간이 증가할수록 노출전에 비해 감소 정도가 크지 않았지만 이에 비해 압축강성과 압축강도는 감소 정도가 크게 나타났다. 특히 압축강도는 노출온도가 증가할수록 염수침투가 가속화되어 감소 정도가 크게 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권4호
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• pp.419-429
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• 2020

Composite structures are generally pressurized at both sides when repaired by the scarf repair method. But single-face vacuum bag curing (SVC) may be used in some practical scarf repair of penetration damage due to the low accessibility of composite structures, which can decrease bonding quality and may reduce structural mechanical properties. In this paper, experimental investigations were conducted on tensile and compressive properties of scarf-repaired composite laminates using SVC and double-face vacuum bag curing (DVC) in four hygrothermal environments. Finite element models of composite scarf joints with voids were established to further explore the failure mechanism of scarf-repaired laminates. Results show that the curing condition hardly affects tensile and compressive properties of the repaired laminates though it significantly affects the bonding quality with adhesive inner voids. Failure loads of scarf joints almost keep unchanged with adhesive voids increasing.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권3호
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• pp.369-383
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• 2017

In this work, the effects of moisture and temperature on free vibration characteristics of functionally graded (FG) nanobeams resting on elastic foundation is studied by proposing a novel simple trigonometric shear deformation theory. The main advantage of this theory is that, in addition to including the shear deformation influence, the displacement field is modeled with only 2 unknowns as the case of the classical beam theory (CBT) and which is even less than the Timoshenko beam theory (TBT). Three types of environmental condition namely uniform, linear, and sinusoidal hygrothermal loading are studied. Material properties of FG beams are assumed to vary according to a power law distribution of the volume fraction of the constituents. Equations of motion are derived from Hamilton's principle. Numerical examples are presented to show the validity and accuracy of present shear deformation theories. The effects of hygro-thermal environments, power law index, nonlocality and elastic foundation on the free vibration responses of FG beams under hygro-thermal effect are investigated.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권2호
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• pp.119-128
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• 2010

본 논문에서는 다양한 방법으로 제작된 복합재 접착 체결부의 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였다. 시편은 두 가지 종류의 일체성형 방법 외에 동시접착 및 이차접착 등 총 네 가지 방법으로 제작하였고, 상온건조, 고온습도 및 저온건조 환경 등 세 가지 환경에서 강도시험을 수행하였다. 전체적으로 고온습도 환경에서의 파손강도가 상온 환경에 비해 11~23% 가량 높게 나타났고, 저온 환경에서의 파손강도는 동시접착 체결부를 제외하고는 8~21% 가량 상온 강도보다 낮게 나타났다. 시험 환경에 따른 체결부의 강도 차이는 환경에 따른 접착제의 물성 변화가 주 원인인 것으로 분석되었다.