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광 점퍼코드 ( OJC ) 보호용 미소 직경 복합재료 스프링 개발
윤영기(Young Ki Yoon),박성도(Seong Do Park),이연수(Yeon Soo Lee),윤희석(Hi Seak Yoon),이우일(Woo Il Lee) 한국복합재료학회 2002 Composites research Vol.15 No.4
미세 직경을 갖는 복합재료 나선형 스프링 (CS)가 광점퍼코드(OJC)를 보강하기위한 매체로써 개발되었다. 이 스프링의 외경은 약 2 ∼ 3㎜로써 광점퍼코드에 갑작스런 측면 하중으로부터 광섬유의 손실을 막기위해 삽입 보강할 수 있도록 제작되었다. 섬유 형태 (Y-type)와 밴드형태 (B-type)의 복합재료 스프링이 제작되어 그 효과를 비교하였다. 측면 하중에 대한 기계적 특성은 동일 직경의 금속 스프링 및 일반 광점퍼코드의 물성치와 비교하여 제시하였다. 실험 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼코드의 경우 굽힘에 대한 높은 저항력을 지니고 있음에 따라 광섬유의 내부손상에 의한 광 손실의 감소률이 낮음을 알 수 있었다. 얻어진 주요 결과들은: ⑴ Y-type의 CS의 경우 B-type과 비교하여 높은 측압 저항력을 지님을 알 수 있었다. ⑵ 일반 OJC와 비교하여 CS-OJC의 경우 광 손실이 현격히 낮음을 알 수 있었다. ⑶ 일반 스프링의 측압 하중시의 응력 분포 형태를 제시하였으며, 실험으로부터 얻어진 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼 코드의 경우 매우 높은 구조적 안정성을 보임을 알 수 있었다. Small diameter composite helical springs (CS) are developed using a hot plated mold for reinforcement of common optical fiber jumper cord (OJC). The outer diameters of the springs are about 2 ∼3㎜. These springs are inserted into the OJC to protect the damage of an optical fiber from the sudden lateral load. T재 types of CS, Yarn type (Y-Type) and Band type (B-type), are manufactured to compare the effectiveness for the damage protection. The experimental works were conducted to check the effect of the CS covered around OJC on the mechanical and optical properties. Experimental observations show a considerable effect on the flexural resistance, hence slowing down the deterioration of the optical power by the internal damage of the fiber. Obtained main results are as follows: ⑴ Y-type CS has better protection abilities to lateral loading than B-types. ⑵ Compared with bare OJC, CS-OJC has less power loss under the loading. ⑶ OJC covered with the composite coil spring has a possibility for a practical usage with full fruits.
임동진 ( Dong Jin Lim ),이윤기 ( Yoon Ki Lee ),윤희석 ( Hi Seak Yoon ),김민호 ( Min Ho Kim ) 한국복합재료학회 2003 Composites research Vol.16 No.3
타이어 벨트충내의 코드간 균열연결 및 층간균열진전을 모사하기 위해 자유단을 갖는 2층 고무/코드 적층시험편에 대한 4~11㎜ 변위제어 실험을 수행하였다. 자유단의 코드간 균열연결시의 폭방향 균열진전량은 45° 경사진 코드들간 길이의 절반에 도달할 때의 측정값으로 하였으며, 이는 탐침법에 의해 측정되었다. 또한, 자유단에서 코드들간 균열연결을 모하기 위해 2차원의 이상화된 모델링 기법을 고안하였다. 이론수명은 테어링에너지(균열파단면의 단위면적당 방출에너지)를 이용하여 코드간 균열연결수명(임계값)과 이후 최종파손까지의 수명으로 구분하였으며, 이들을 각기 실험값과 비교하였다. 임계값까지의 수명예측은 실험과 비교하여 약 20%, 최종파손까지 약 65%의 오차가 발생하였다. 따라서, 전체 이론수명은 실험과 비교하여 약 45%의 오차를 발생하였다. In order to simulate the crack connection between cords and the interply crack growth in the belt-layer of real tire, 2 ply rubberlcord laminate specimens with exposed edges were tested in 4-1 Imm displacement control. Measurement of the crack connection is evaluated when crack reaches the half of the length between 45 aligned cords, and the amount of the crack growth is measured by the steel probe method. 2 dimensional analytic modeling was performed to simulate the crack connection between cords at the exposed edges. Also, the theoretical life of the specimens was calculated from the crack connection life between cords(critica1 value) and from the critical value to the final failure by the use of Tearing energy(T); the strain energy release per unit area of one fracture surface of a crack. Then, theoretical life was compared with those of experiments. The life prediction up to the critical value has about 20% error compared to experimental life, and up to the final failure about 65% error. Therefore, total theoretical life has about 45% error compared to the experimental life, which is conceivable in the case of rubber.
반응표면분석법을 이용한 FRP Leaf Spring의 최적설계
임동진 ( Dong Jin Lim ),이윤기 ( Yoon Ki Lee ),김민호 ( Min Ho Kim ),윤희석 ( Hi Seak Yoon ) 한국복합재료학회 2004 Composites research Vol.17 No.2
본 논문은 겹판 스프링의 정적 스프링 상수를 가지고 복합재료 테이퍼 스프링을 최적설계 하였다. 두께와 폭을 설계 변수로 설정하였다. 회귀모형의 목적함수는 상용 해석 프로그램을 통해 얻었다. 회귀모형의 함수를 가지고 회귀계수를 계산한 후, DOT를 이용하여 최적해를 구하였다. 설계에 이용된 복합재료로는 E-glass/epoxy와 carbon/epoxy를 선정하였고 겹판 스프링과 비교 해석하였다. 그 결과 정적 스프링 상수는 최적화된 복합재료 스프링들과 겹판 스프링이 1%내로 일치함을 보였다. The present paper is concerned with the optimum design of taper spring, in which the static spring rate of the fiber-reinforcement composite material spring is fitted to that of the steel leaf spring. The thickness and width of springs were selected as design variables. The object functions of the regression model were obtained through the analysis with a common analytic program. After regression coefficients were calculated to get functions of the regression model, optimal solutions were calculated with DOT. E-glass/epoxy and carbon/epoxy were used as fiber reinforcement materials in the design, which were compared and analyzed with the steel leaf spring. The result of the static spring rates show that optimized composite leaf springs agree with steel leaf spring within 1%.