• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.303-308
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• 2022

PIC(Piecewise Integrated Composite)는 적층 복합재의 기계적 특성을 향상시키기 위해 다양한 적층 순서를 모자이크 방식으로 할당하여 복합 구조를 설계하는 새로운 개념이다. 또한 머신 러닝은 인공 지능의 하위 범주로, 컴퓨터가 데이터에서 지속적으로 학습하고 데이터를 기반으로 예측하는 능력을 개발한 다음 추가 프로그래밍 없이 조정하는 과정을 의미한다. 본 연구에서는 구조적 강성을 높이기 위해 기계학습을 기반으로 넓고 얇은 LCD 디스플레이를 운반 및 이송하기 위한 테이퍼 박스형 빔형 PIC 로봇 암이 설계되었다. 필수 학습 데이터는 예비 FE 해석 과정에서 유한 요소 모델 중 의도적으로 배치된 참조 요소에서 수집되었다. 또한 인장, 압축 또는 전단과 같은 지배적인 외부 하중 유형을 판단하기 위해 각 유한 요소에 대한 3축 특성 값을 얻었다. 학습 데이터를 이용하여 머신 러닝 모델을 훈련하고 평가되었으며, 정확도 레벨을 만족한 머신 러닝 모델을 이용해 요소의 로딩 유형을 예측하였다. 특정 하중 유형에 대해 우세한 것으로 알려진 세 가지 유형의 적층 각도 순서가 PIC 로봇 암에 모자이크 방식으로 할당되었습니다. 이후 굽힘형 FE 해석을 수행한 결과 PIC 로봇 암이 기존의 단일 적층 각도 순서로 제작된 복합재 로봇 암에 비해 강성이 증가된 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제32권2호
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• pp.113-119
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• 2019

본 연구의 목적은 자동차용 부품에 적용하기 위한 알루미늄 접합 제진 패널에 대한 기계적 특성 및 진동 특성을 도출하기 위한 것이며, 이를 위해서 알루미늄 하이브리드 소재와 알루미늄 원소재의 시험 및 시뮬레이션 결과가 상호 비교되었다. 알루미늄 제진 패널 및 알루미늄 원소재의 인장강도 평가를 통해서 알루미늄 하이브리드 소재의 인장강도 및 인장탄성계수가 알루미늄 원소재 대비 약 10% 내외로 낮음을 확인할 수 있었다. 소재 단위의 해석 및 시험을 통해서 하이브리드 소재가 원소재 대비 낮은 고유진동수를 나타냄을 확인하였고, 하이브리드 소재를 구성하는 수지의 두께가 높아질수록 손실계수가 상승됨을 확인하였다. 또한, 기계적 특성 평가 모사 시뮬레이션을 통해 시험결과와 시뮬레이션 결과가 잘 일치하며, 유한요소해석을 통한 소재의 성능예측이 가능함을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.209-215
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• 2016

본 논문에서는 두께와 재료의 구성이 변하는 복잡한 형상의 복합재 샌드위치 구조의 파손 거동을 연구하였다. 구조물은 두께가 일정한 알루미늄 하니콤 코어 샌드위치 판넬이, 두께가 줄어드는 폼코어 샌드위치 천이부를 거쳐, 최종적으로는 면재와 면재가 만나 단순 적층판을 이루면서 다른 구조물에 체결되는 형상을 갖는다. 하중은 인장 및 압축하중의 형태로 가해지며 각 3개씩 총 6개 시편에 대한 시험을 수행하였다. 시험 결과 압축시험의 경우 재료불연속선을 따른 면재의 파손에 취약하며, 재료불연속선을 따른 파손을 피할 수 있는 경우 알루미늄 코어와 카본 면재의 디본딩에 의한 파손이 나타남을 알 수 있었다. 파손하중은 디본딩에 의한 파손까지 견디는 경우가 약 16% 높게 나타났다. 인장시험의 경우 파손모드는, 곡률부를 갖는 복합재 구조물에서 가장 취약한 부분인, 플랜지와 웹이 만나는 곡률부의 층간분리 파손이 주를 이루었다. 파손하중은 압축하중이 인장하중에 비하여 약7배 가량 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 구조물은 주로 압축하중을 견디기 위한 목적의 구조물에 적용하여야 할 것으로 보인다.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.66-73
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• 2003

충격 시나 충격 후 압축 할 때 구조용 복합재의 거동에 대한 중요성은 충격 손상과 충격후압축강도 예측에 대한 해석적 모델을 개발하기 위해 간과될 수 없을 것이다. 본 연구는 3mm두께의 $[45/-45/0/90_{3s}$ - IM7/8552린복합재판들을 이용하여 준정적횡하중시험, 저속충격시험, 충격후압축강도시험 및 구멍이 있는 시편의 압축강도시험 등을 수행한 후 이로 부터 발견된 결과들을 제시하였다 준정적횡하중과 충격하중시험에서 발생한 손상면적들이 서로 유사하며. 또한 5.4 J 부터 18.7 J 까지의 다양한 에너지준위들을 가진 낙하충격 시험 곡선들과 정적시험 곡선들도 서로 유사하다는 결론을 얻었으며. 이때 주어진 에너지 준위에서 정적과 충격시의 최대하중 값들이 잘 일치한다는 사실을 확인 하였다. 충격 후 압축시험에 의한 시편들의 파괴거동이 압축하중하의 구멍이 있는 적층판에서 관찰된 파괴거동과 매우 유사하과는 사실도 확인 되었다. 충격손상 후 잔류강도는 충격손상 등가구멍이 있는 경우의 시편에서 측정된 압축 강도와 잘 일치 하였다. 이와 같은 실험적 연구 결과들은 충격손상면적과 충격후압축강도의 예측에 대한 단순만 해석모델들이 이들 시험결과들로부터 관찰된 파괴기구를 기초로 하여 개발될 수 있음을 제시하고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권3호
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• pp.540-544
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• 1998

Compliance calibration method is frequently used to determine $G_IC$ from the DCB composite specimen. However, the method requires at least 4 to 5 fracture test (loading-unloading) records. In this study, $G_IC$ of unidirectional graphite/epoxy DCB composites was determined from the elastic work factor approach which uses a single fracture test record. In order to inspect the validity of the elastic work factor approach, $G_IC$ determined from the elastic work factor approach was compared to that of determined from the compliance calibration method. It was shown that $G_IC$ determined from the elastic work factor approach was comparable to that determined from the compliance calibration method. That is, the elastic work factor approach can be used to determine $G_IC$ of unidirectional graphite/epoxy DCB specimen from a single fracture record.

• Composites Research
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• 제14권4호
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• pp.8-14
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• 2001

위성체 시스템은 발사 과정중에 매우 극심한 하중상태에 놓이게 된다. 따라서 위성체 시스템의 구조적 안정성을 보장하기 위하여 발사 과정중에 시스템에 발생할 수 있는 모든 하중상태에 대해서 위성체 시스템 모든 부분의 안전율 (M.S. : Margin of Safety)는 양의 값이 되어야 한다. 본 논문은 위성체 안테나 시스템의 동적 특성을 분석하기 위하여 모드해석을 수행하였고, 준정적 하중이 시스템에 부과될 때 응력해석 결과를 나타내었다. 위성체 시스템 제작에 사용된 샌드 위치 구조물에 대한 파손경향을 조사하였고, 샌드위치 구조물의 외피를 일방향 프리프레그를 다양한 각도로 적층하여 구성하였을 때 시스템의 거동변화를 관찰하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.244-249
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• 2004

In this paper, shielding effectiveness(SE) of the shielding paint of electromagnetic(EM) waves was investigated with actual experiments. The shielding paint used in this study were made of powder of conductive materials - Ag, Cu, Al, Sn, Ni. Cr, Graphite and Charcoal etc. with a solubility in oil and water. Also, the paper was used as a base sheet. The experiment was carried out by using a shielding evaluator(Shielding box) TR17302 with an ADVANTEST spectrum analyzer, model R3361C. It was found from the experimental results that silver, copper, nickel were good candidates as a shielding material against the EM waves with increasing the SE as the composite was laminated. The characteristics of the SE against the EM waves depended on a mode of preparation of specimen. The effects of density of particles on the SE were studied about the EM shielding paint. The SE strongly depended on the electric resistance by density of painting particles. SE increased as the density of particles was increasing.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제4권2호
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• pp.38-57
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• 2000

This paper deals with reliability analysis of specially orthotropic plates subjected to transverse lateral pressure loads by using Monte Carlo simulation method. The plates are simply supported around their all edges and have a low short span to plate depth ratio with rectangular plate shapes. Various levels of reliability analyses of the plates are performed within the context of First-Ply-Failure(FPF) analysis such as ply-/laminate-level reliability analyse, failure tree analysis and sensitivity analysis of basic design variables to estimated plate reliabilities. In performing all these levels of reliability analyses, the followings are considered within the Monte Carlo simulation method: (1) input parameters to the strengths of the plates such as applied transverse lateral pressure loads, elastic moduli, geometric including plate thickness and ultimate strength values of the plates are treated as basic design variables following a normal probability distribution; (2) the mechanical responses of the plates are calculated by using simplified higher-order shear deformation theory which can predict the mechanical responses of thick laminated plates accurately; and (3) the limit state equations are derived from polynomial failure criteria for composite materials such as maximum stress, maximum strain, Tsai-Hill, Tsai-Wu and Hoffman.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.487-492
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• 2007

The enhancement of the service life of damaged or cracked structures is a major issue for researchers and engineers. The hierarchical void element with the integrals of Legend polynomials is used to characterize the fracture behavior of unpatched crack as well as repaired crack with bonded composite patches by computing the stress intensity factors and stress contours at the crack tip. The numerical approach is based on the v-version degenerate shell element including the theory of anisotropic laminated composites. Since the equivalent single layer approach is adopted in this study, the proposed element is necessary to represent a discontinuous crack part as a continuum body with zero stiffness of materials. Thus the aspect ratio of this element to represent the crack should be extremely slender. The sensitivity of numerical solution with respect to energy release rate, displacement and stress has been tested to show the robustness of hierarchical void element as the aspect ratio is increased up to 2000. The stiffness derivative method and displacement extrapolation method have been applied to calculate the stress intensity factors of Mode I problem.

• Composites Research
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• 제26권3호
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• pp.195-200
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP, carbon fiber reinforced plastics)에 충격을 가하여 발생하는 결함에 대한 분석을, 특히 눈으로 식별이 어려운 손상(Barely Visible Impact Damage: BVID)을 중심으로 진행하였다. 낙하형 충격시험기를 통하여 충격 시험을 진행하였고, 추의 자유 낙하를 통하여 실제 항공기에 적용된 복합재료에 충격에 의한 손상을 모사한 후, 표면과 내부에 다양한 비파괴 검사를 적용하여 충격에너지에 따른 시편의 결함 거동을 확인하고 살펴보았다. 이를 위해 여러 가지 비파괴 검사법을 사용하여 결함을 비교, 분석, 검토하였다. 그 결과 눈으로 식별이 어려운 손상과 이를 측정하기 위해 사용된 각각의 측정법에 따른 특성이 논의되었다. 일반적으로 육안으로 보이는 표면결함보다 큰 결함이 내부에 발생하였으나, 충격에너지가 작아지면 내부결함이 표면결함 보다 작을 수 있다는 사실이 관찰되었다.