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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 : 24권 1호 (2011)
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논문(論文) : 복합재 튜브를 이용한 고속 열차의 에너지 흡수장치에 대한 실험 및 수치해석 연구

장홍규 ( Hong Kyu Jang ) , 신재환 ( Jae Hwan Shin ) , 손유나 ( Yu Na Shin ) , 김천곤 ( Chun Gon Kim ) , ( Cao Son Nguyen )
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본 논문에서는 복합재료 튜브를 이용한 고속 열차의 에너지 흡수장치에 대한 실험 및 수치 해석에 관한 연구를 수행하였다. 논문의 목적은 에너지 흡수장치에 대한 최적의 적층(lay-up) 형태를 알아내는 것으로, quasi static method를 이용한 네 가지 적층 형태에 대한 실험을 수행 하였다: [0/45/90/-45]4, [0]16, [0/90]8, [0/30/-30]5. 실험을 위해 초기 파괴 시작점을 생성하고, 일정 방향으로 진행되는 파괴를 만들기 위해 베벨 엣지(bevel edge)와 노치 엣지(notch edge)의 두 가지 트리거링 방법을 이용하였다. 저속 충돌실험 결과 [0/45/90/-45]4의 적층 형태가 다른 방법과 비교해서 가장 좋은 에너지 흡수 결과를 보여주었다. 수치해석을 위해 LS-DYNA 프로그램의 변수 분석(parametric analysis)을 통해 가장 적합한 복합재료의 quasi static 실험 시뮬레이션 방법 연구를 수행하였다. 움직이는 벽이 복합재 튜브에 저속 충돌하는 모델을 가정하여 해석을 수행하였으며, 실험값과 수치해석 결과의 비교를 통해 비슷한 경향을 보임을 확인 하였다. 특히 TFAIL과 mass scaling factor를 조절하며 수행하는 변수 분석은 LS-DYNA에서 복합재 튜브의 quasi static 실험을 시뮬레이션 하는 능력과 한계를 보여준다.

논문(論文) : 미시역학적 파손이론을 이용한 복합재 적층판의 피로수명 예측

진교국 ( Kyo Kook Jin ) , 하성규 ( Sung Kyu Ha ) , 김재혁 ( Jae Hyuk Kim ) , 한훈희 ( Hoon Hee Han )
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복합재 적층판의 피로수명을 평가하는 것은 여러 가지 재료와 섬유적층각에 따라 수많은 인증실험이 요구된다. 본 논문에서는 미시역학적 파손이론을 이용하여 복합재의 구성재료인 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면의 피로수명 예측를 통해 복합재적층판의 피로수명 평가를 할 수 있는 방법을 제시하였다. 기지는 다축응력상태을 고려할 수 있는 일반적인 등방성 재료의 등가응력파손식을 이용하였고, 섬유는 이방성 재료이지만 섬유방향의 응력이 주요하므로 섬유방향의 응력만 고려한 최대응력파손식을 사용하였다. 섬유/기지 경계면에서는 임계단면파손식을 사용하였고, 경계면의 피로강도가 크다고 가정하여 경계면에서의 피로파손는 무시하였다. 인장과 압축강도가 다른 재료의 평균응력효과를 고려할 수 있도록 수정된 Goodman 식을 이용하였다. 순수 기지의 피로실험 데이터를 기반으로 미시역학적 파손이론을 이용하여 단일 플라이와 복합재 적층판인 UDT[90°2], BX[±45°]S와 TX[0°2/±45°]S의 피로수명을 예측해 보았고, 실험 데이터와 잘 일치함을 확인하였다.

논문(論文) : 풀아웃 하중을 받는 복합재 샌드위치 체결부의 파손거동 연구

박용빈 ( Yong Bin Park ) , 양현정 ( Hyeon Jeong Yang ) , 권진회 ( Jin Hwe Kweon ) , 최진호 ( Jin Ho Choi ) , 조현일 ( Hyun Il Cho )
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풀아웃 하중을 받는 복합재 샌드위치 체결부의 파손 거동을 시험으로 연구하였다. 체결의 방식과 코어의 종류를 달리하여 5종류, 총 30개의 시편에 대해 시험을 수행하였다. 시험 결과, 노멕스 하니콤 코어를 사용할 경우 코어의 강성에 의해 지배되는 전단좌굴이 먼저 발생하고, 이후 50~200% 정도의 추가적인 하중을 지지하다가, 면재가 찢어지는 최종파손이 발생하였다. 반면에 PMI 폼을 사용하면 하중 초기에 코어의 전단파손이 발생하며 지지하중도 크게 저하되는 것을 확인하였다. 파손모드를 고려한 설계의 관점에서 볼 때, 노멕스 코어를 사용할 경우 코어의 강성과 면재의 강성 및 강도를 동시에 고려해야 하는 반면, 폼 코어를 사용할 경우 코어의 전단파손 하중을 높이는 것이 가장 중요한 것으로 나타났다.

논문(論文) : 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 구조물의 충격 모니터링 기법 연구

장병욱 ( Byeong Wook Jang ) , 박상오 ( Sang Oh Park ) , 이연관 ( Yeon Gwan Lee ) , 김천곤 ( Chun Gon Kim ) , 박찬익 ( Chan Yik Park ) , 이봉완 ( Bong Wan Lee )
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복합재 구조물에서 발생하는 저속 충격에 의한 손상은 대부분 복합재의 내부나 충격을 받은 면의 반대 면에서 발생하기 때문에 검출이 쉽지 않아 시간이 지날수록 구조물이 위험에 처할 확률이 높아진다. 하지만 기존의 비파괴검사 방법은 일정한 주기에 따라 수행되기 때문에 즉각적으로 충격 손상을 감지할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하고자 비파괴검사 장비를 구조물 내에 탑재하여 실시간으로 구조물의 건전성을 확인하는 개념인 구조 건전성 모니터링에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중의 하나인 충격 모니터링 시스템은 운용 중에 발생한 충격 이벤트를 감지하고 그 위치 및 손상 정도에 대한 정보를 제공해 주어야 한다. 이를 위한 첫 번째 단계로 본 연구에서는 복합재 평판 및 복잡한 복합재 시편 구조물에 FBG센서를 부착하여 충격 위치 검출 시험을 수행하였고, 이와 같은 복합재 시편에 대해 충격 파손 시험을 수행하여 손상 발생 유무를 예측하는 시험을 수행하였다. 저속 충격에 의해 발생하는 음향 파는 ㈜파이버프로에서 개발한 고속 FBG interrogator를 사용하여 4개의 다중화된 FBG 센서로부터 동시에 취득하였고, 신경회로망을 이용한 학습을 거쳐 충격 발생 위치를 검출하였다. 또한 충격 파손 시험으로부터 취득한 음향 파의 웨이블릿 변환을 통해 충격 손상의 발생 유무 예측 가능성을 확인하였다.

논문(論文) : 복합적 환경인자의 영향에 의한 접착제의 접착전단강도 및 화학구조 변화

황영은 ( Young Eun Hwang ) , 윤성호 ( Sun Ho Yoon )
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본 연구에서는 유도무기의 탐색기에 적용되는 기존 접착제의 대체 가능성을 조사하기 위해 환경인자의 노출시간에 따른 기존 접착제와 대체 접착제의 접착전단강도들을 평가하고 이들의 화학구조 변화를 조사하였다. 이때 접착제는 기존 접착제와 대체 접착제에 대해 각각 구조용 접착제와 실링용 접착제의 두 종류를 고려하였다. 이들 접착제는 온도, 수분, 자외선 등의 복합적인 환경인자에 최대 1000시간 동안 노출시켰다. 환경인자의 노출시간에 따른 접착제의 접착전단강도를 평가하기 위해 접착전단시험을 수행하고 화학구조 변화를 조사하기 위해 ATR 적외선 분광분석을 수행하였다. 연구결과에 따르면 대체 접착제의 접착전단강도는 기존 접착제의 경우에 비해 높으며 환경인자의 노출에도 매우 안정적으로 나타나 대체 접착제는 기존 접착제의 대체용으로 적용이 가능함을 알 수 있었다.

논문(論文) : 주파수 선택적 투과막이 결합된 복합재료의 잔류응력평가 및 선택적 투과막 설계

김가연 ( Ka Yeon Kim ) , 전흥재 ( Heoung Jae Chun ) , 강경탁 ( Kyung Tak Kang ) , 이경원 ( Kyung Won Lee ) , 홍익표 ( Ic Pyo Hong ) , 이명건 ( Myoung Keon Lee )
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본 연구에서는 최적화 알고리즘 중 하나인 PSO기법을 이용하여 주파수 선택적 표면을 설계하였으며, 설계된 주파수 선택구조를 적용한 하이브리드 레이돔의 잔류응력을 예측하였다. 주파수 선택 구조로서 Square Loop의 등가회로모델에 PSO를 적용하여, K-band(23GHz)에서 차단특성을 갖는 최적의 설계값을 구하였다. 또한 FSS와 복합재료의 하이브리드 레이돔을 제작할 때 발생하는 잔류응력의 효과가 클 경우 구조적 안정성이 떨어질 뿐만 아니라 층간분리가 발생하여 FSS의 전파투과특성에 영향을 미칠 수 있으므로, 하이브리드 레이돔의 제작 시에 동시경화 후 상온으로 냉각되는 과정에서 발생하는 잔류 열응력에 대하여 예측하였으며, FSS패턴과 복합재료의 적층각 변화에 따른 영향을 비교하였다.

논문(論文) : 자체-감지능 및 광투과도를 지닌 CNT 및 ITO/PET 다기능성 나노복합소재의 계면 조절 연구

왕작가 ( Zuo Jia Wang ) , 권동준 ( Dong Jun Kwon ) , 구가영 ( Ga Young Gu ) , 박종만 ( Joung Man Park )
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자체-감지능 있는 다기능성 나노복합소재를 위해, 투명하고 전도성 있는 카본나노튜브 (CNT)로 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함침 방법으로 제조하였다. CNT 코팅의 전기적 광학적 특징의 변화는 함침 횟수와 CNT용액의 농도에 주로 의존하였다. 결과적으로, CNT 코팅의 표면저항과 투과도는 제조공정의 변수들에 따라 예민하게 조절되었다. CNT 코팅의 표면저항은 4점법과 이중 배열법에 의해 측정되었으며, 광학적 투과도는 UV 스펙트럼을 사용하여 평가하였다. CNT 코팅의 표면특성을 측정한 정적 및 동적 접촉각은 상호 일치함을 보여주었다. 함침 코팅수가 증가함에 따라, CNT코팅한 PET의 표면저항은 현저하게 저하했으나, 투명도는 CNT 네트워크의 특성으로 거의 감소하지 않았다. CNT와 인듐틴옥사이드 (ITO)의 계면 및 전기적 특성들은 피로 시험을 통하여 비교하였다. CNT는 2000회 반복 후에도 표면저항의 변화가 없는 반면에, ITO는 1000회 반복까지 표면저항의 급격한 증가를 보여주었다가 안정화하였다. 이는 형상비가 큰 CNT는 전기 접촉점을 계속 유지하는 반면에, 취성이 있는 ITO는 미세 균열이 발생하여 전지 접촉점을 많이 상실하기 때문이다.

특집(特輯) : 제18차 복합재료학술대회(ICCM18) 개최

이우일 ( Woo Il Lee )
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해외 기술동향 (海外 技術動向)

김천곤 ( Chun Gon Kim )
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