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다공성 복합재료의 삼차원 거동 예측을 위한 분리-혼합 기법의 확장
최회길(Hoi Kil Choi),신의섭(Eui Sup Shin) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.2
고온에서 열분해 과정을 겪는 복합재료의 탄화 및 삭마 과정의 표면 침식은 주로 두께 방향으로 진행된다. 본 논문에서는 다공성 복합재료의 면내 및 두께 방향 거동을 효과적 으로 기술하기 위하여 분리-혼합 기법을 적용하였다. 섬유와 기지로 구성된 복합재료의 횡 방향 등방성 가정을 통해 분리-혼합 방정식을 삼차원으로 확장하였으며, 기공 압력, 열팽 , 열분해 과정의 수축 효과를 포함하였다. 다공성 복합재료의 대표 체적 요소를 유한요소법으로 해석하여 면내 및 두께 방향의 물성 값을 상호 비교함으로써, 확장된 분리-혼합기법의 타당성을 확인하였다. Pyrolysis and surface recession of charring composites are progressed primarily in the thickness direction. The unmixing-mixing scheme is applied to describe the in-plane and through-thickness behaviors of porous composites. The extended unmixing-mixing equations are based on transverse isotropy of unidirectionally fiber-reinforced composites. The strain components of gas pressure in pores, thermal expansion, and chemical shrinkage are included in the constitutive model. By analyzing micromechanical representative volume elements of porous composites, the validity of the derived equations are examined.
고엔탈피 플라즈마 환경의 복합재료의 열기계학적 모델링 및 해석
김성준(Sung Jun Kim),최윤규(Youn Gyu Choi),한수연(Su Yeon Han),최회길(Hoi Kil Choi),신의섭(Eui Sup Shin) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
본 논문에서는 고엔탈피 플라즈마 환경의 복합재료를 위한 열기계학적 모델링 및 해석을 수행하였다. 재료 표면 및 내부에서의 열기계학적 특성을 고려한 열분해 및 삭마 모델을 이용하여, 표면 침식에 따른 온도 및 응력 분포를 확인하였다. 또한, 열화학적으로 분해되는 복합재료의 기본적인 열분해 경향 및 열-기공-탄성 거동을 살펴보았다. 이와 함께, 미시역학 기반의 유한요소 모델 및 분리-혼합 기법을 이용한 기공 탄성 인자의 측정 방법을 제안하였다. Thermomechanical modeling and analysis are performed for ablative composites in high-enthalpy plasma environments. The distribution of temperature and stress is examined using thermomechanically coupled pyrolysis and ablation model. Also, the tendency of pyrolysis and thermo-poro-elastic behavior is investigated for thermochemically decomposing composites. The measurement method of poroelastic parameters is proposed based on micromechanical finite element model and unmixing-mixing scheme.
다중벽 탄소나노튜브 강화 에폭시 복합재료에 플라즈마 처리가 미치는 영향
유재상(Jaesang Yu),정하나(Hana Jung),김연직(Yonjig Kim),최회길(Hoi Kil Choi),오유나(Yuna Oh) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.11
Plasma treatment methodology is widely used to functionalize the surfaces of nanofillers in order to enhance elastic, thermal and electrical properties of composites. In this study, plasma process of two types was employed for nitrogen doping on the surface of multiwalled carbon nanotube (MWCNT). First, nitrogen doping on MWCNTs was carried out in a horizontal quartz tube using N2 plasma at the powers of 100 W for 10 min. Second, MWCNTs were surface-modified with plasma treatments using nitrogen by nanocular instrument of 50mA for 1hr. The influence of the doping on the structure of CNTs was studied using XPS and Raman spectroscopy. N-doped MWCNT reinforced epoxy composites were fabricated and tested to investigate the effect of functionalized surfaces of MWCNTs. FE-SEM was used to confirm the dispersion and interphase of MWCNTs. In addition, quasi-static tensile tests were performed to examine the effect of various weight contents of MWCNTs, 0 to 1.0 wt%, on determining the bulk elastic composite properties.