굽힘 하중을 받는 평직물 CFRP 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석

임성준(Sung June Lim),백상민(Sang Min Baek),김민성(Min Sung Kim),박민영(Min Young Park),박찬익(Chan Yik Park) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.4

본 논문에서는 평직물 CFRP로 제작한 직교 격자 쉘의 굽힘 하중에 의한 점진적 손상 연구를 수행하였다. 직교 격자는 복합재 바닥면과 함께 경화하여 제작하였다. 굽힘을 받는 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석은 Hashin-Rotem 파손 기준과 Matzenmiller-Lubliner-Taylor (MLT) 모델으로 비선형 유한요소법을 이용하여 수행하였다. 또한, 직교 격자 쉘에 대한 3점 굽힘 시험을 수행하였으며, 시험 결과와 해석 결과를 비교하였다. 변형률과 변위에 대한 시험과 해석 결과는 유사하게 나타났다. 손상 영역은 점진적 손상 해석으로 예측하였으며, 육안 검사와 초음파 비파괴 검사를 통해 측정한 결과와 비교하였다. In this paper, the progressive damage of an orthogonal grid shell fabricated with plain weave fabric CFRP under bending load was investigated. The orthogonal grids were cured with the bottom composite shell. Progressive damage analysis of an orthogonal grid shell under bending was performed using nonlinear finite element method with Hashin-Rotem failure criterion and Matzenmiller-Lubliner-Taylor(MLT) model. In addition, the three - point bending test for the structure was carried out and the test results were compared with the analysis results. The comparison results of the strain and displacement agreed well. The damage area estimated by the progressive damage analysis were compared with the visual inspection and ultrasonic non-destructive inspection.

3점 굽힘 시험에서 CFRP의 적층방법이 벤딩강성에 미치는 영향

이정민(J. M. Lee),이경훈(K. H. Lee),안민수(M. S. Ahn),서판기(P. K. Seo),원광우(K. W. Won),김병민(B. M. Kim),고대철(D. C. Ko) 한국소성가공학회 2013 한국소성가공학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.10

에그-박스 코어 형상 변화에 따른 등가 전단 탄성계수 실험적 연구

이상연(Sang Youn Lee),박동창(Dong Chang Park),윤수진(Su Jin Yun) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.5

본 논문에서 다루고 있는 에그-박스 코어 샌드위치 판넬은 추진기관의 구조체 재료로 사용되고 있다. 무게의 경량화 제작비용/시간을 절감하기 위한 목적으로 에그-박스 코어의 형상 변경의 필요성이 대두되었다. 이번 연구에서는 에그-박스 코어의 등가 전단탄성계수를 평가하기 하여 3 굽힘시험을 수행하였으며, 그 결과로부터 상온에서의 피치 길이 변화에 따른 에그-박스 코어의 등가 전단 탄성계수를 획득하다. 이 결과를 유한요소해석으로부터 얻어진 결과와 비교하였다. The sandwich panel with Egg-box core has been used for the structural element of propulsion system. The alteration on shape of Egg-box core was required to be lighter and save manufacturing time and cost. In this paper, an 3-point bending test is used to evaluate the equivalent shear modulus of the Egg-box core. As a result of the present work, the equivalent shear modulus of Egg-box core according to the variation of pitch length at room temperature can be obtained. And these results are compared with the results of finite element analysis.

4a impetus Pendulum Test System을 이용한 동적 물성 특성화 프로세스 신기술

이선우(Seonwoo Lee),정우식(Woosik Chung) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2016 No.11

We are to here introduce an innovative 4a impetus pendulum test system that constitutes a self-contained process to create validated material cards and suggest new technology of dynamic material characterization process for time to market instead of using previous classical test methods. In the beginning specimens are cut out from sample plates or even real parts and loaded under realistic conditions. Finally validated, ready to use, custom-tailored material cards are determined using numerical methods. They can be extended with failure if failure occurs in the tests.

에그-박스 코어의 등가 전단 탄성계수

이상연(SangYoun Lee),윤수진(SuJin Yun),박동창(DongChang Park),윤현걸(HyunGull Yoon) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

이 논문은 에그-박스 코어의 등간 전단 탄성계수에 대해 다루고 있다. 코어의 등가 전단 탄성계수를 얻는 방법으로 유한요소해석, 수치 해석, 실험이 있다. 이번 연구에서는 에그-박스 코어의 등가 전단 탄성계수를 평가하기 위하여 3점 굽힘 시험을 수행하였으며, 그 결과로부터 상온에서의 에그-박스코어의 등가 전단 탄성계수를 획득하였다. 이 결과를 유한요소해석으로부터 얻어진 결과와 비교하였다. This paper deals with the equivalent shear modulus of the egg-box core. There are three approaches to obtain the equivalent shear modulus of core: a finite element analysis, an analytical study, and an empirical method. In this study, an 3-point bending test is used to evaluate the equivalent shear modulus of the Egg-Box core. As a result of the present work, the equivalent shear modulus of egg-box core at room temperature can be obtained. And this result is compared with the result of finite element analysis.

Al5052/CFRP 복합소재의 표면특성이 접착성과 기계적특성에 미치는 영향

이민식 ( Min Sik Lee ),김현호 ( Hyun Ho Kim ),강충길 ( Chung Gil Kang ) 한국복합재료학회 2013 Composites research Vol.26 No.5

본 연구에서는 차량용 Al5052/CFRP 복합재를 U-채널 몰드에서 컴프레션 몰딩 공정을 통해 제작하였다. Al5052는 샌드블라스팅을 통해 표면처리를 하였다. 표면처리를 하지 않은 판재와 표면거칠기(Ra)가 1.85 μm 및, 4.25 μm인 Al5052판재를 이용하여 실험을 수행하였다. 표면거칠기가 Al5052/CFRP 복합재의 접착성과 기계적 특성에 대한 영향을 전단시험과 굽힘실험을 통하여 평가하였다. 전단 시험에서는 표면거칠기가 1.85 μm 와 4.25 μm 시험편이 표면처리를 하지 않은 시험편보다 각각 3, 5배의 전단강도의 증가를 보였다. 굽힘시험에서는 표면처리를 하지 않았을 때 굽힘강도가 200 MPa에서 표면처리 후 400 MPa로 증가함을 알 수 있었다. In this study, Al5052/CFRP composites were fabricated for an automobile component by compression molding process inside a U-channel mold. Al5052 sheet were treated by sand blasting with two different particle sizes. Accordingly, surface roughness (Ra) values of 4.25 μm and 1.85 μm were obtained for the treated Al5052 sheets. The effect of surface roughness of Al5052 sheets on the adhesion and mechanical properties of Al5052/CFRP composites have been evaluated. Shear lap test and 3-point bending test were conducted. Results showed that the shear load for the composite fabricated by using the treated Al5052 sheets with Ra value of 1.85 μm and 4.25 μm were 3 and 5 times higher than Ra value of 0.73 μm of the composite fabricated by using the untreated sheet. The bending stress of 200MPa was obtained for the composite fabricated with untreated Al5052 sheets. The bending stress increased to 400MPa when the composite fabricated from treated sheets. However, the bending stress was not influenced by treating condition through sand blasting.

가동 철심형 용접기와 정현파를 출력하는 디지털 용접기의 3점식 굽힘시험을 이용한 용접성 비교 분석

김종식,이광호,주이환,고종철,윤경열 국제문화기술진흥원 2023 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.9 No.1

In this study, in order to reduce energy that affects the natural environment, a moving iron core type welding machine and a digital welding machine (inverter type) with low power consumption are compared in shielded arc welding, and the parts that use less power and have the same weldability conditions are identified. want to check. The movable iron core welder uses alternating current that outputs a sine wave, and the digital welder also generates a sine wave alternating current, so it must have the same conditions, low power consumption, and the same weldability. However, weldability can be verified in various ways, but the analysis is limited to the qualification test in the field of national technical qualification welding. 본 연구에서는 자연환경에 영향을 주는 에너지를 절감하기 위해 피복아크용접에서 가동철심형 용접기와 전력 사용량이 적은 디지털 용접기(인버터 방식)를 비교하여 전력 사용은 적으며 용접성은 동일한 조건을 갖춰야 하는 부분을 확인하고자 한다. 가동철심형 용접기는 정현파를 출력하는 교류를 사용하며 디지털 용접기 또한 정현파 교류를 발생시켜 동일 조건을 갖추고 전력사용량은 적으며 같은 용접성을 갖추어야 한다. 다만 용접성은 다양하게 검증할 수 있으나 국가기술자격 용접 분야의 자격시험으로 한정하여 분석하고자 한다.

포화유무에 따른 KURT 화강암의 균열손상 기준 및 수정 파괴인성 측정 (Level II Method)

김진섭(Jin-Seop Kim),홍창호(Chang-Ho Hong),김건영(Geon-Young Kim) 한국암반공학회 2020 터널과지하공간 Vol.30 No.3

본 연구의 목적은 KURT 화강암 시료의 포화유무에 따른 균열손상 기준과 파괴인성의 변화를 측정하는 것이다. 이를 위하여 일축압축시험을 이용한 소성체적변형률을 통해 KURT 화강암의 균열손상 기준을 도출하였다. 또한 암석의 파괴인성을 보다 신뢰성 있게 측정하기 위해 암석의 비선형적 변형에 대한 보정(Level II Method; ISRM, 1988) 을 통해 포화유무에 따른 KURT 화강암의 수정 파괴인성(corrected fracture toughness)을 측정하였다. 시험결과 건조시료의 평균 균열개시 응력(σci)과 균열손상 응력(σcd)은 91.1 ㎫과 128.7 ㎫이었으며, 포화시료의 평균 균열개시 응력(σci)과 균열손상 응력(σcd)은 58.2 ㎫과 68.2 ㎫이었다. 건조시료에 비해 포화시료의 균열개시 응력은 36% 감소하였으며 균열손상응력은 건조시료 대비 47%나 감소되는 결과를 나타내었다. 균열손상 응력(σcd)이 상대적으로 더욱 감소하였음을 감안할 때 시료의 포화로 인해 더 낮은 응력조건에서 구조물에 대한 손상이 쉽게 발생할 수 있음을 알 수 있다. KURT 화강암의 비선형성을 고려한 수정 파괴인성은 0.811 ㎫·m<SUP>0.5</SUP>이었으며 포화시료의 수정 파괴인성은 0.620 ㎫·m<SUP>0.5</SUP>이었다. 즉 암석의 비선형성을 고려함으로써 파괴인성의 증가를 확인할 수 있었으며, 암석의 포화시 수정 파괴인성은 24% 감소하였다. 따라서 지하수 포화로 인해 암석 내 균열의 생성과 진전에 대한 저항성이 감소함을 알 수 있다. The objective of this study is to evaluate the stress thresholds in crack development and the corrected fracture toughness of KURT granite under dry and saturated conditions. The stress thresholds were identified by calculation of inelastic volumetric strain from an uniaxial compression test. The corrected fracture toughness was estimated by using the Level II method (Chevron Bend specimen), suggested by ISRM (1988), in which non-linear behaviors of rock was taken into account. Average crack initiation stress(σci) and crack damage stress(σcd) under a dry condition were 91.1 ㎫ and 128.7 ㎫. While, average crack initiation stress(σci) and crack damage stress(σcd) under a saturated condition were 58.2 ㎫ and 68.2 ㎫. The crack initiation stress and crack damage stress of saturated ones decreased 36% and 47% respectively compared to those of dry specimens. A decrease in crack damage stress is relatively larger than that of crack initiation stress under a saturated condition. This indicates that the unstable crack growth can be more easily generated because of the saturation effect of water compared to the dry condition. The average corrected fracture toughness of KURT granite was 0.811 ㎫·m<SUP>0.5</SUP>. While, the fracture toughness of saturated KURT granite(KCB) was 0.620 ㎫·m<SUP>0.5</SUP>. The corrected fracture toughness of rock in saturated condition decreases by 23.5% compared to that in dry condition. It is found that the resistance to crack propagation decreases under the saturated geological condition.

유도무기 케이블 페어링의 강도 해석 및 접착재 강도 시험

구남서(N. S. Goo),윤광준(K. J. Yoon),신영석(Y. S. Shin),이열화(Y. H. Lee),정해용(H. Y. Cheong),김병화(B. H. Kim) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.6

유도무기의 케이블 페어링은 공력하중 및 기계적 하중으로부터 전선 케이블을 보호하기 위하여 설치된다. 케이블 페어링을 설계하기 위해서는 유도무기 본체와 케이블 페어링 사이의 응력 분포가 필요하다. 본 연구에서는 케이블 페어링의 접착 응력 및 접착 강도 해석 기법을 고찰하여 프로그램화 하였다. 또한, 고온용 접착재에 대한 인장 시험과 3점 굽힘 시험을 통하여 강도를 계측하였고 이를 케이블 페어링의 설계에 적용하였다. Cable fairings of guided missiles are generally used for protection of electric cables under aerodynamic heating and mechanical loading. The stress distributions between a cable fairing and missile main body along a cable fairing are necessary for its design. In this paper, a method for bonding stress and strength analysis of a cable fairing has been investigated and its computer program developed. Tensile and three-point bending tests of generally used bonding materials were also conducted to supply basic material properties for design of cable fairings.

전투기 외부 연료 탱크 핀 균열결함에 대한 복합재료 수리기술 개발

최동수,김기현,김화수,서윤철,강성구 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

전투기에 사용되고 있는 외부연료탱크 핀의 균열결함에 대한 복합재료 수리기술을 개발하였다. 전투기 외부연료탱크 핀은 연료탱크 낙하 시 종방향 안정성을 보장하기 위하여 설계된 구조물이다. 본 연구대상인 연료탱크 핀은 현재 장기 운영 중인 전투기에 사용되는 것으로 빈번한 균열결함으로 인하여 신품으로 지속 교환하여 왔다. 또한 균열부위에 대하여 Stop Drill 및 기계적 체결에 의한 패치수리를 적용하였으나 운영 중 추가 균열이 지속 발생하여 교환하는 사례가 지속 발생하고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 탱크 핀 균열부위에 대하여 복합재료를 사용한 패치수리 기법을 적용하였다. 패치수리는 먼저 수리구조를 설계하고 설계된 패치 수리구조를 검증하기 위하여 시편을 제작하였고 제작된 시편 내부 결함 유무를 판단하기 위한 비파괴 검사를 수행하였으며 패치수리부의 구조강도를 평가하기 위하여 3점 굽힘 시험을 수행하였다. 시험결과 수리구조는 모재의 기계적 특성 변화 없이 높은 강도 값을 얻어 구조 건전성을 확인하였다. Composite repair technique for cracked fighter external fuel tank fin was developed. Fighter external fuel tank fin is designed to guarantee the longitudinal stability. The fuel tank fin of this study is the one of RoK Air Force(RoKAF) aging aircrafts. Therefore, RoKAF has experienced frequent fin crack damages of this aircraft and has been exchanging the new one every time fin crack is occurred. And during operating the tank fin, many stop drills and mechanically fastened patch repairs were performed also. But the further crack damage of the repaired structure is generated continuously. In this study, the composite patch repair technique for this area of tank fin was developed to prevent the further crack occurrence. Patch design process that is calculating the patch size, thickness, the number of plies etc., was performed. The structural integrity of the developed technique was verified by NDI and 3-point bending test of the test specimen.