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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 : 25권 1호 (2012)

미시역학적 유한요소 모델을 이용한 다공성 복합재료의 기공 탄성 인자 산출

김성준 ( Sung Jun Kim ) , 한수연 ( Su Yeon Han ) , 신의섭 ( Eui Sup Shin )
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본 논문에서는 다공성 복합재료의 열탄성 거동 예측을 위하여 미시역학적 유한요소 해석을 통해 기공 탄성 인자를 측정하였다. 먼저 기공 압력에 의한 복합재료의 응력 및 변형 상태를 기술하기 위해서 구성 방정식에 기공 탄성 인자를 도입하였다. 기공 탄성 인자의 산출에 필요한 기공 압력에 의한 팽창 변형도와 기공 형성에 따른 균질화 탄성 계수의 저하를 측정하였다. 기공의 형상, 크기, 배열 형태에 따른 이차원 대표 체적 요소의 모델링과 유한요소 해석을 수행하였다. 기공도, 재료 이방성이 기공 탄성 인자에 미치는 영향과 기공 압력에 따른 변형 에너지 밀도 분포를 살펴보았다. 또한, 측정된 기공 탄성 인자의 유용성을 검토하기 위하여 탄소/페놀릭 복합재료의 열탄성 거동을 예측하였다.

근골격계의 골조직이 가지는 이방성 및 점탄성 특성

김진성 ( Jin Sung Kim ) , 권정식 ( Jung Sik Kwon ) , 노진호 ( Jin Ho Roh ) , 이수용 ( Soo Yong Lee )
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본 연구에서는 외부 충격에 의한 인체의 손상 정도를 수치적으로 예측하기 위한 인체의 근골격계 해석 모델을 제안하기에 앞서 골 조직이 가지는 기본적인 기계적 특성을 실험적으로 살펴보았다. 기계적 물성 시험의 결과, 골 조직의 위치에 따라 기계적 특성이 변화하는 비균질성을 확인하였다. 축 방향이 횡 방향에 비해 강도와 탄성계수가 2배 정도 높게 나타남을 통해 이방성 특성을 확인하였다. 점탄성 특성을 살펴보기 위해 시험 속도를 다르게 하여 시험을 수행한 결과 변형률 속도가 증가 할수록 강도 및 탄성계수가 높게 나타나는 결과를 확인하였다.

접착 조인트의 전단 충격특성에 관한 연구

김용하 ( Yong Ha Kim ) , 박상근 ( Sang Kun Park ) , 김동옥 ( Dong Ok Kim ) , 유용문 ( Yong Moon Ryu ) , 전성식 ( Seong Sik Cheon )
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구조용 접착제는 알루미늄이나 복합재료 같은 가벼운 재질의 접합에 적용함으로써 자동차의 경량화를 이루어 연비 및 승차감등 성능향상에 큰 효과를 얻을 수 있다. 자동차와 같이 충돌환경에 노출이 되어있는 기계 구조물에 접착제를 적용하기 위해서는 접착제의 충격특성에 관한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 pin-ring 타입의 접착조인트를 이용하여 접착제의 전단 충격특성에 관한 연구를 수행하였으며, 충돌해석을 하기 위해 LS-DYNA를 사용하였다.

원공 크기 및 원공 위치에 따른 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동

이상진 ( Sang Jin Lee ) , 윤성호 ( Sung Ho Yoon )
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본 연구에서는 압축하중을 받는 원공을 가진 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동을 조사하였다. 샌드위치 복합재 기둥은 유리섬유직물/에폭시 면재와 우레탄 폼 심재로 구성되어 있다. 이때 면재 두께는 1.7mm, 심재 두께는 23mm, 37mm, 48mm, 61mm, 그리고 원공 직경은 25mm와 38mm를 고려하였다. 원공 위치가 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 직경 25mm인 원공이 시편중앙부에 있는 경우, 시편중앙부를 기준으로 중앙부와 끝단 사이의 1/4 지점에 있는 경우, 시편중앙부를 기준으로 중앙부와 끝단 사이의 1/2 지점에 있는 경우를 고려하였다. 시편중앙부에 직경 25mm인 원공이 있는 경우의 좌굴하중과 최대하중은 원공이 없는 경우보다 10% 정도 낮게 나타나며, 시편중앙부에 직경 38mm인 원공이 있는 경우의 좌굴하중과 최대하중은 원공이 없는 경우보다 30% 정도 낮게 나타났다. 그러나 원공 위치가 좌굴하중과 최대하중에 미치는 영향은 크지 않았다. 주요 파괴 모드는 심재 두께가 23mm와 37mm와 같이 얇은 경우는 심재 전단파괴가 지배적이고 심재 두께가 48mm와 61mm와 같이 두꺼운 경우는 면재-심재 분리가 지배적으로 관찰되었다.

GRP 복합관의 열팽창계수 측정

오진오 ( Jin Oh Oh ) , 윤성호 ( Sung Ho Yoon )
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본 연구에서는 스트레인게이지 회로를 이용하여 GRP 복합관의 열팽창계수를 측정하고자 하였다. 이를 위해 다양한 스트레인게이지 회로를 적용하여 알루미늄 보의 열팽창계수를 측정함으로써 측정방법의 타당성을 검증하였다. 또한 스트레인게이지의 부착위치와 반복횟수를 달리하며 또한 열팽창계수가 다른 스트레인게이지를 적용한 경우에 대해 GRP 복합관의 길이방향 및 원주방향 열팽창계수를 측정함으로써 열변형률 결과와 측정결과의 재현성에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과에 따르면 GRP 복합관의 경우 보강된 유리섬유에 의해 원주방향의 열변형률이 제한되어 원주방향 열팽창계수가 길이방향의 열팽창계수에 비해 낮게 나타났다. 또한 GRP 복합관의 후경화로 인해 측정횟수가 증가할수록 측정된 열팽창계수는 다소 증가하지만 증가폭은 점차 감소하였다. 아울러 열팽창계수가 다른 스트레인게이지를 적용하더라도 기준보상시편을 통해 스트레인게이지의 열변형률을 보상하면 동일한 열팽창계수가 얻어짐을 알 수 있었다.
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