• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.41-47
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• 2011

본 연구는 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석 기법에 관한 내용으로 소재의 이방성 기계물성을 예측하고 이를 구조해석에 적용하도록 하였다. 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석에 있어서 기존의 경우는 일반적으로 소재의 기계적 물성을 균질 등방성 탄성 모델로 이용하여 왔으나, 실제 부품 파손 모드와 크게 상이한 경우가 많다. 이러한 점을 극복하고자 사출 성형 g,름 해석, 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균 모델을 도입하여 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 섬유배향 효과가 고려되도록 새로운 구조해석 시스템을 개발하였다. 해석의 정확도는 시편시험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 섬유 배향 및 웰드라인 영향 및 섬유 함량에 따른 변화가 해석에 장 반영됨을 확인하였다. 또한 자동차 부품에 개발된 해석 시스템을 적용하여 균질 등방 모델과 달리 부품의 위치별로 다른 기계적 성능이 반영되고, 사출 게이트 위치에 따라 유리섬유 배향이 변화하여 부품의 성능이 달라짐을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권8호
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• pp.1277-1286
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• 2001

Aluminum 5052/Aramid Fiber Reinforced Plastic(Al5052/AFRP) laminates are applied to the fuselage-wing intersection. The Al5052/AFRP laminates suffer from the cyclic bending moment of variable amplitude during the service. Therefore, the influence of cyclic bending moment on the delamination and the fatigue crack propagation behavior in Al5052/AFRP laminate was investigated in this study. Al5052/AFRP laminate composite consists of three thin sheets of Al5052 and two layers of unidirectional aramid fibers. The cyclic bending moment fatigue tests were performed with five different levels of bending moment. The shape and size of the delamination zone formed along the fatigue crack between Al5052 sheet and aramid fiber-adhesive layer were measured by an ultrasonic C-scan. The relationships between da/dN and ΔK, between the cyclic bending moment and the delamination zone size, and between the fiber bridging mechanism and the delamination zone were studied. Fiber failures were not observed in the delamination zone in this study. It represents that the fiber bridging modification factor should turn out to increase and that the fatigue crack growth rate should decrease. The shape of delamination zone turns out to be semi-elliptic with the contour decreased non-linearly toward the crack tip.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.223-229
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• 2016

SiC 나노입자는 고분자 수지의 굴곡특성을 강화하기 위해 사용된다. 본 연구는 대용량 SiC 나노입자가 함유된 에폭시 수지를 제조하고 분산도를 평가한 것에 관한 내용이다. SiC 나노입자를 혼합하는 과정에 교반기와 초음파 분쇄기를 동시에 사용하여 20 wt%의 SiC 나노입자 강화 에폭시 복합재료를 제조하였다. 교반기와 분쇄기를 동시에 이용하는 방법으로 분산속도와 분산도가 개선됨을 기계적 물성 평가와 FE-SEM 결과로 확인하였다. 이러한 결과로 SiC 나노입자의 분산 모델을 구축하였다. 궁극적으로, 탄소섬유(UD 타입)와 20 wt% SiC 나노입자 강화 에폭시 수지를 사용하여 복합재료를 제조하였다. 교반기와 분쇄기를 동시에 사용했을 경우 초음파 분쇄기만 이용했을 경우에 비해 우수한 복합재료의 물성을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.14-18
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• 2002

본 논문에서는 정수압 환경에서 파괴인성 측정을 위한 일인자방법의 적용성을 검토하기 위해 단일방향 및 준등방성으로 적층된 $\textrm{[}0^{\circ}\textrm{]}_{88}$$\textrm{[}0^{\circ}/\pm/45^{\circ}/90^{\circ}\textrm{]}_{11s}$의 탄소섬유/에폭시 적층복합재에 있어 네 단계 정수압에 대해 탄성일인자를 층간 분리 길이의 함수로 결정 정수압 및 적층각이 탄성일인자에 미치는 영향을 검토하였다. $\textrm{[}0^{\circ}\textrm{]}_{88}$ 경우에는 0.1 MPa, 70MPa, 140MPa, 200MPa의 정수압력을 적용하였으며 $\textrm{[}0^{\circ}/\pm/45^{\circ}/90^{\circ}\textrm{]}_{11s}$에서는 0.1MPa, 100MPa, 200MPa, 300MPa의 정수압력을 적용하였다. 결과로서 탄성일인자는 정수압 및 두 경우 적층각에 의해 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. 또한 탄성일인자는 층간분리가 증가함에 따라 선형적으로 감소함을 알 수 있었다.

• 대한조선학회지
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• 제25권4호
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• pp.58-68
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• 1988

$[0^{\circ}]_{8T},\;[90^{\circ}]_{8T},\;[+45^{\circ}]_{8T}$의 단축방향과 $[{\pm}15^{\circ}]_{2S},\;[{\pm}30^{\circ}]_{2S},\;[{\pm}45^{\circ}]2_{2S},\;[{\pm}60^{\circ}]_{2S},\;[{\pm}75^{\circ}]_{2S}$ Angle Ply 그리고 $0^{\circ},\;{\pm}45^{\circ},\;90^{\circ}$로 조합된 다방향 복합적층판의 기계적 성질에 대하여 스트레인 게이지를 이용하여 측정 수록하였다. 메트릭스의 특성이 잘 나타나는 $[10^{\circ}]$ Off-Axis와 $[{\pm}45^{\circ}]$ Angle Ply를 이용하여 전단탄성계수를 측정하였다. 복합재료 인장시험시 발생하는 Acoustic Emission 특성과 파괴거동을 비교 검토하고, 이것을 통하여 Acoustic Emission법의 유용성과 파손 메카니즘을 규명하고자 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권5호
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• pp.372-377
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• 2001

Part I에서 도출된 기초 식을 적용하여 입자 분산 강화형, 섬유 강화형 및 적층형 복합재료의 유효탄성제수 및 열팽창계수를 산정 하였다. 일방향 섬유 강화 복합재료의 경우 섬유의 유효 축비 (aspect ratio)가 고려되었으며, 유효 탄성계수는 다른 연구 결과들과 비교하였다. 입자 분산 강화형 복합재료의 유효 체적탄성률 및 전단 탄성률은 Korner의 표식 및 Hanshin과 Shtrikman의 하한치 (lower bounds)와 일치하고 있다. 일방향 섬유 강화 복합재료에서는 6개, Hanshin과 Rosen의 모델에 나타낸 4개의 독립 탄성계수와 일치하고 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.479-489
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• 1989

본 논문에서는 Ｊ$_{1}$,Ｊ$_{2}$ 적분과 Ｋ$_{I}$,Ｋ$_{II}$ 사이의 완전한 관계를 좁은 직사각형 경로를 택하여 간판하게 유도하였다. 그리고 유한요소의 해로 Ｊ$_{2}$적분을 효율적으로 계산하는 방법을 제시하였다.이미 해가 존재하는 문제 를 본 방법으로 다루어 그 결과를 비교하였고 일방향(unidirectional) 적층판 cantil- ever 평판 내의 single edge crack에 대한 해를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1013-1019
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• 2016

CFRP는 탄소섬유를 기반으로 수지를 합침하여 제조된 복합소재로, 높은 비 강도와 경량성을 지녀 다양한 분야들에서 널리 사용되어지고 있다. 특히 일방향 탄소섬유는 적층 각도를 적용할 수 있으며 이때 적용된 적층 각도로 구성된 CFRP는 적층 각도가 없는 것보다 더 높은 강성을 가지고 있다. 본 논문에서는 적층 각도 변화에 따른 CFRP 소형 인장시험편의 크랙 전파와 파괴거동에 관한 것으로, 각 적층 각도에 따른 크랙 성장의 특성을 고찰한다. 적층 각도가 증가함에 따라 최대 응력 값이 작게 나타나고 크랙 전파가 더디게 나타나지만, 적층 각도 $60^{\circ}$를 기점으로 그 응력이 다시 증가되므로 서, 적층 각도에 따른 한계를 보이고 있다. 본 연구결과는 기계구조물의 CFRP사용에 있어 구조물내의 결함이 발생하였을 때의 피로파괴 가능성을 검증하는 자료로 사용될 수 있다고 사료된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.21-32
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• 2003

본 연구에서는 1996년에 Hanzawa et al.이 수평혼성방파제 피복 블록의 기대피해를 계산하기 위해 개발한 신뢰성 설계법을 방향 불규칙 파의 방향 분산, 심해 설계 주파향이 해안선에 직각 방향으로부터 기울어진 각도, 심해 주파향의 설계치에 대한 편차 등과 같은 파향의 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 심해로부터 방파제 설치 위치까지의 파랑 변형을 계산하기 위하여 Hanzawa et al.은 평행한 등심선을 갖는 직선 해안에 직각으로 입사하는 일방향 불규칙파를 가정하여 1975년에 Goda가 개발한 모형을 사용하였다 본 연구에서는 방향 불규칙파의 변형을 계산하기 위하여 1997년에 Kweon et al.이 개발한 모형을 사용하였다 계산 결과. 파향의 변동성이 피복 블록의 기대피해 계산에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 만일 본 연구에서 가정한 바와 같이, 방파제에 직각으로 입사하는 파랑에 대한 피복석의 안정공식이 비스듬히 입사하는 파랑에 대해서도 유효하다. 면 파랑의 방향성을 무시한 종래의 설계법은 수심과 바닥경사에 따라 기대피해를 두 배 정도까지도 과대산정 혹은 과소산정 할 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.309-316
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• 2022

본 논문에서는 14개의 다른 적층을 갖는 CFRP 적층판의 강도를 비선형 수치해석으로 계산하고 시험 결과와 비교하였다. 복합재 적층판 쿠폰은 일방향 테이프로 만들어진 프리프레그를 오토클레이브에서 경화하여 제작하였다. 라미나 시험으로 획득한 메트릭스의 비선형 특성을 해석에 고려하였다. Hashin 파손조건과 점진적 손상모델을 사용하여 비선형 유한요소 해석을 수행하였다. 비교 결과 본 논문의 접근 방법이 다양한 적층을 갖고, 손상이 없는 CFRP 적층판의 인장강도를 예측할 수 있음을 보여주었다. 그러나 구멍이 있는 적층판 시편의 강도 예측에는 부적합하였다.