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Composites Research(구 한국복합재료학회지)검색


  • - 주제 : 공학분야 > 재료공학
  • - 성격 : 학술지
  • - 간기: 격월
  • - 국내 등재 : KCI 등재
  • - 해외 등재 : -
  • - ISSN : 2288-2103
  • - 간행물명 변경 사항 :
논문제목
수록 범위 : 15권 6호 (2002)

논문 : VARTM 공정에서의 거시적 수지 유동의 Dual-Scale 분석

박윤희 ( Yun Hee Park ) , 강문구 ( Moon Koo Kang ) , 이우일 ( Woo Il Lee )
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본 실험에서는 2관능성 에폭시 수지(2EP)와 생분해성 poly(butylene succinate)(PBS) 블렌드의 유변학적 특성, 경화거동, 열안정성 그리고 기계적 특성을 살펴보았다. 유변학적 특성은 레오미터를 이용하여 등온 조건 하에서 검토하였고, 젤화 시간과 경화 온도를 이용한 Arrhenius 방정식을 적용하여 가교 활성화 에너지(E_c)를 구하였다. E_c는 2EP에 대한 PBS의 비율이 10 wt%로 증가함에 따라 증가하였다. DSC 측정 결과, 경화 활성화 에너지(E_a)는 E_c와 유사한 경향을 나타내었는데 이는 2EP와 PBS 사이의 분자상호작용이 증가하였기 VARTM공정에서는 수지유동을 빠르게 하기 위해 투과촉진층이 사용되는데 투과촉진층과 섬유층 사이의 수지 속도차가 크다. VARTM제품은 길이에 비해서 두께가 얇으나 두 가지 다른 유동 매질 사이에 발행하는 lead-lag 유동을 관찰하기 위해서는 두께 방향을 고려한 3차원해석이 요구된다. 그런데 3차원해석에 있어서 계산 시간이 문제가 된다. 일반 PC로 절점수가 많은 3차원 문제를 해석하려면 오랜 시간이 소요되므로 비실용적이다. 그래서 본 연구에서는 dual-scale기법을 도입하여 전체 영역은 2.5차원으로 해석하고 주요한 관심 영역만을 3차원으로 해석하였다. 2.5차원 시뮬레이션만으로 예측하기 어려운 lead-lag 유동과 같은 특이한 유동 경향을 국부적인 3차원 해석을 통해서 발견할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 global-local 해석기술은 일반 PC에서 적당한 계산 시간 내에 균일하지 않은 유동 매질 사이를 지나는 유동흐름의 특성 분석에 효과적으로 사용될 수 있다.

논문 : 2관능성 에폭시/생분해성 폴리부틸렌 숙시네이트 블렌드의 유변학적 특성 및 경화거동에 관한 연구

박수진 ( Soo Jin Park ) , 김승학 ( Seung Hak Kim ) , 이재락 ( Jae Rock Lee ) , 민병각 ( Byung Gak Min )
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본 실험에서는 2관능성 에폭시 수지(2EP)와 생분해성 poly(butylene succinate)(PBS) 블렌드의 유변학적 특성, 경화거동, 열안정성 그리고 기계적 특성을 살펴보았다. 유변학적 특성은 레오미터를 이용하여 등온 조건 하에서 검토하였고, 젤화 시간과 경화 온도를 이용한 Arrhenius 방정식을 적용하여 가교 활성화 에너지(E_c)를 구하였다. E_c는 2EP에 대한 PBS의 비율이 10 wt%로 증가함에 따라 증가하였다. DSC 측정 결과, 경화 활성화 에너지(E_a)는 E_c와 유사한 경향을 나타내었는데 이는 2EP와 PBS 사이의 분자상호작용이 증가하였기 때문으로 사료된다. 그리고 열안정성과 관련하여 분해 활성화 에너지(E_t)는 Horowitz-Metzger식을 이용한 적분법을 사용하여 구하였는데 PBS 10 wt%에서 증가하였다. 그리고 20 wt% PBS일 때 가장 높은 임계응력세기 인자를 보이는데, 이는 2EP/PBS 블렌드 시스템의 파괴인성이 증가하였기 때문으로 사료된다.

논문 : 탄소섬유의 양극산화가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향

박수진 ( Soo Jin Park ) , 오진석 ( Jin Suk Oh ) , 이재락 ( Jae Rock Lee )
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본 연구에서는 양극산화 처리에 따른 고강도 PAN계 탄소섬유의 표면 특성 변화가 기계적 계면 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 탄소섬유의 표면성질은 산·염기도, SEM, XPS, 그리고 접촉각 측정을 통하여 알아보았으며, 복합재료의 기계적 계면 특성은 ILSS와 K_IC를 통하여 고찰하였다. 탄소섬유 표면의 산도와 O_ls/C_ls가 증가하였는데, 이는 산소관능기의 발달에 기인하고, 양극산화된 탄소섬유의 표면자유에너지의 증가는 극성요소의 증가에 기인하는 것으로 사료된다. ILSS와 K_IC 같은 기계적 계면 성질은 양극산화로 향상되어졌는데, 이러한 결과는 좋은 젖음성이 최종 복합재료의 섬유와 에폭시 수지 매트릭스 사이의 계면결합력을 증가시키는 중요한 역할을 하기 때문으로 사료된다.

논문 : 전기체 복합체 무인항공기 제작

김동민 ( Dong Min Kim ) , 허명규 ( Myung Kyu Hur )
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전기체 복합재 무인항공기 개발을 위해 기체구조 제작과 관련한 설계시의 고려사항, 복합재 부품제작, 기체조립 업무를 요약하였다. 설계시에 제작요소를 고려하여, 일체성형, 일체접착 및 이차접착 등 복합제의 장점을 최대한 활용하기 위한 구조개념을 반영하였다. 설계된 부품을 성형하기 위한 복합재 부품 제작용 치공구를 설계 제작에 적용하였다. 이와 같은 일련의 제작과정에 필요한 검사 항목 및 방법을 전용 규격화하여 양산품 품질보증활용에 활용할 수 있도록 기술자료화하였다.

논문 : Twisted Yarn 복합재료의 물성치 시험 및 탄성계수 예측

변중형 ( Joon Hyung Byun ) , 이상관 ( Sang Kwan Lee ) , 엄문광 ( Moon Kwang Um ) , 김태원 ( Tae Won Kim ) , 배성우 ( Sung Woo Bae )
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꼰 섬유(twisted yarn)로 이루어진 복합재료의 탄성계수를 예측하기 위한 강성모델을 제시하였다. 이 모델은 단위 셀 구조를 바탕으로 하여 좌표변환과 구성 재료의 연성 상수를 체적 평균함으로써 복합재료의 탄성계수를 예측하는 방법이다. 해석적인 결과와 실험치와의 비료를 위하여 두 종류의 꼬임 각을 가지는 섬유로 구성된 복합재료에 대한 시험을 하였으며 인장, 압축, 탄성계수를 구하였다. 이 시험편은 유리섬유 및 에폭시 수지를 사용한 RTM, 성형법으로 제조하였다. 탄성계수에 대한 비교 결과 예측치와 실험치는 비교적 잘 일치하였다. 이 모델에 의해 구해진 3차원적인 탄성계수 값은, 꼬인 섬유로 이루어진 직조형 복합재료 구조물의 구조해석을 위한 기본 물성치 입력값으로 사용될 수 있다.

논문 : 쾌속조형재료의 강도예측모델 - Fused Deposition Modeling (FDM)

안성훈 ( Sung Hoon Ahn ) , 이선영 ( Sun Young Lee ) , 백창일 ( Chang Il Baek ) , 추원식 ( Won Shik Chu )
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쾌속조형(Rapid Prototyping)기술은 다양한 형태의 재료를 사용하여 초기모형을 제작할 수 있다. Stratasys사의 FDM은 플라스틱 재료로 조형물을 제작하는 대표적인 쾌속조형공정이다. 또한 FDM으로 제작된 부품들은 하중을 받는 구조용 재료로도 사용된다. FDM은 약 300㎛ 두께의 가는 필라멘트의 형태로 일정한 방향으로 재료를 적층하므로, FDM으로 제작된 부품들은 이방성 재료의 성질을 나타낸다. 본 연구에서는 FDM 부품의 인장강도를 예측하기 위한 해석방법을 제시하고자 한다. 복합재를 위한 Classical Lamination Theory를 사용하여 컴퓨터 코드를 작성하였다. FDM 제품의 파괴를 예측하기 위하여 계산코드에 Tsai-Wu failure criterion 이론을 도입하였다. 해석방법에 의해 예상되는 인장강도와 실제 실험으로 얻은 수치를 비교하였다. 예상치가 측정치에 근사한 값을 보이므로 본 계산식의 타당성이 입증되었다. 덧붙여서 FDM의 강도계산과 설계규칙이 웹기반의 제안서비스(FDMAS)에서 제공된다.

특집 : FRP의 토목구조재료에의 이용 동향

서기도 , 이우일(역) ( Woo Il Lee )
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특집 : 항공기 복합재료 개발 현황 및 동향

서상묵 ( S. M. Seo )
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특집 : 유리섬유강화 복합관(GRP)의 기술특징 및 응용현황

배동우 ( D. W. Bae ) , 장기욱 ( G. W. Jang ) , 김규직 ( K. J. Kim )
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해외 기술동향

황운봉 ( W. B. Hwang )
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