The effect of the stacking order of carbon fiber composites on impact damage was studied. The main form of damage was delamination starting at the interface between individual ply. The force-time response when the impact was applied was monitored and the energy absorbed by the panel was analyzed. The energy absorbed during interlayer separation was found to be affected by the stacking order, and the residual energy absorbed by peel propagation increased linearly as the total peel area increased. It was found that the compressive strength after impact was related to the maximum delamination area.

현대의 방탄 장갑은 우수한 관통 저항성을 갖추어야할 뿐만 아니라 군인과 군용차량의 기동성이 확보되어야 하기 때문에 경량화가 중요한 개발 요소가 되었다. 이종 적층 평판 구조의 방탄 장갑의 방탄 성능은 동일 중량 대비 구성 재료의 배열에 따라 달라진다. 본 논 문에서는 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌 그리고 에바 폼으로 구성된 방탄 장갑의 적층 배열에 따른 방탄 성능을 분석한다. 구성 재료 의 두께가 5mm와 6.5mm인 두 가지 경우에서 6가지 적층 배열에 대하여 7.62 × 51mm NATO 탄환의 M80 탄을 856m/s의 속도로 충돌 시키는 피탄 해석을 수행하였다. 방탄 성능을 평가하기 위해 이종 적층 평판을 관통한 발사체의 잔류 속도와 잔류 에너지를 측정하였 다. 시뮬레이션 결과를 통해 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌, 에바 폼의 배열 순서를 갖는 적층 구조가 동일 중량에 대해 가장 우수한 방탄 성능을 가짐을 확인하였다.

본 논문은 준등방성 적층 섬유배열된 FRP보강재로 보강된 철근콘크리트보의 휨 보강 설계에 대하여 소개하고 있다. 본 논문에서는 첫 번째로 FRP보강재의 적층설계와 그 적층부재의 물성값 해석이 수행되었다. 마지막으로 여러 개의 준등방성 적층구조로 보강된 철근콘크리트보에 대한 휨 해석이 수행되었다. 그 결과값은 직교차 적층 구조를 갖는 RC보와 비교되었다. 따라서 본 연구가 준등방성 적층구조의 FRP보강재로 보강된 노후 RC보의 휨 설계의 지침서가 될 수 있을 것이다.

취성특성을 가진 탄소섬유복합체의 인장특성을 결정하기 위해 ASTM D 3 0 39에 따라 인장시험을 실시하였다. 극한시 점에 박리, 부분파단으로 인해 스트레인 게이지의 계측값의 변동성이 커져 신뢰성을 확보하기 어렵기 때문에 극한응력과 탄성 계수를 이용한 유효극한변형률을 제안하고, 극한계측변형률과 상호보완하였다. 특히 게이지가 비정상적으로 작용할 경우에도 적용이 가능하다는 장점이 있다. 또한 유효극한변형률을 결정하는 탄성계수는 단일시편에서 여러 변형률 구간에 대하여 평가하여 비교 검증할 수 있다.

유리섬유강화 모르타르 관을 구성하는 보강섬유는 직교이방성 부재로 간주되며 재료의 성질은 서로 직각을 이루는 두 개의 축을 기준으로 정의된다. 유리섬유 모르타르 관의 구조적 거동 해석을 수행하기 위해서 길이방향과 원주방향의 재료의 역학적 성질, 즉 탄성계수, 전단탄성계수, 포아송비 등이 필요하며 각각의 성질들은 실험을 통해 결정하였다. 이 실험으로부터 구한 각각의 역학적 성질을 적용하여 간소화된 유한요소해석방법을 제안하기 위해 적층판 이론으로부터 유리섬유강화 모르타르 관의 탄성계수를 계산하고, 계산된 탄성계수를 적용하여 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소해석과 편평시험을 통해 구한 하중-변위 관계를 비교하였으며 ASTM D2412에서 제시하고 하고 있는 관의 강성 값을 유한요소해석과 실험을 통해 예측하여 비교하였다.

Laminate composites composed of 0.95Pb(Zr0.52Ti0.48)O3-0.05Pb(Mn1/3Sb2/3)O3 piezoelectric ceramic and Fe-Si-B based magnetostrictive amorphous alloy are fabricated, and the effect of control of the areal dimensions and the thickness of the piezoelectric layer on the magnetoelectric(ME) properties of the laminate composites is studied. As the aspect ratio of the piezoelectric layer and the magnetostrictive layer increases, the maximum value of the ME voltage coefficient(αME) increases and the intensity of the DC magnetic field at which the maximum αME value appears decreases. Moreover, as the thickness of the piezoelectric layer decreases, αME tends to increase. The ME composites exhibit αME values higher than 1 Vcm−1Oe−1 even at the non-resonance frequency of 1 kHz. This study shows that, apart from the inherent characteristics of the piezoelectric composition, small thicknesses and high aspect ratios of the piezoelectric layer are important dimensional determinants for achieving high ME performance of the piezoelectric-magnetostrictive laminate composite.

Laminated composite structures have started to play a very significant role in primary and secondary structural weight savings in high performance automobile industries. However, one of the main challenges in implementing these composites is the lack of understanding of the progress of the damage under various loading conditions. In order to understand the influence of design parameters related to the use of composite materials, a proper study of the laminated composite structures requires a complete failure analysis, which includes both initiation and propagation of damage. In this study, a new damage model was developed to predict the progressive damage of the composite, and the progress of damage was investigated by making center-notch and open-hole tensile test specimens for various lay-ups. The simulations, in agreement with experimental tests, indicate that the model is capable of predicting the failure load in open hole composite structures.

Impact damage tolerance is an important design requirement for composite structures. In this study, the effect of post impact damage and hole size of the composite sandwich skin / sandwich with core specimen on compressive strength of the laminate was analyzed. Three specimen tests were performed in this research. Two tests were carried out on pure bending test specimens subjected to impact damage to the skin and specimen with a hole in one of its skin as a damage. Through this test, we compared the reduction of compressive strength due to the size of skin damage and the size of the hole. Also, core-free specimen with an open hole under uniaxial loading were tested to produce reference data for comparison with the series tested earlier. As results of the tests, the sandwich beams with damage size and open hole are almost identical, and we concluded that the prediction of compressive strength reduction after impact of the sandwich skin structure can be predicted using an analytical model assuming skin open hole as impact inputs.

식품 포장재 내 곤충 침입을 방지하기 위해 방향유를 함유한 방충 필름이 연구되고 있으나 파일럿 규모의 생산 장비를 이용한 연구는 드물다. 따라서 본 연구의 목적은 파일럿 규모의 생산 장비로 미세캡슐화된 시나몬방향유(cinnamon oil, CO) 함유 식품 포장 필름을 개발하고 필름의 방충효과와 이화학적 특성을 평가하는 것이었다. 모든 필름은 파일럿 규모의 그라비아 인쇄기(Roto Gravure Printing Press, Ilsung Machinary Co., Ltd., Gumi, Korea)와 적층기(Dry laminating & Extrusion laminating machine, INT CO., Ltd; Ansan, Korea)로 제작되었다. 폴리비닐알코올 수용액(0.02%, w/w, 폴리비닐알코올/증류수)을 사용하여 CO (5.2%, w/w, CO/PVA 수용액) 미세캡슐 에멀션을 제조하였고, 0,1 또는 2% (w/w, CO/미세캡슐 CO 에멀션)의 미세캡슐 CO 에멀션을 잉크(54 또는 61%, w/w, 잉크/전체 혼합액)와 시너(thinner) (23 또는 26%, w/w, 시너/전체 혼합액)에 혼합하여 인쇄 용액을 만들었다. 만들어진 용액을 폴리프로필렌필름(30 μm)에 그라비아 인쇄기로 인쇄한 후, 인쇄된 면에 저밀도폴리에틸렌 필름(40 μm)을 올려놓고 적층(lamination)하여 방충 필름(75 μm 두께)을 제작하였다. 소규모와 파일럿 규모로 진행된 필름의 방충효과 측정에는 화랑곡 나방(Plodia interpunctella) 유충을 사용하였고, 개발된 필름의 시남알데하이드 방출률, 인장 및 수분 차단 특성 그리고 열 중량을 분석하였다. 파일럿 규모 인쇄기와 적층기는 미세캡슐 CO 에멀션이 사용된 방출필름을 연속적이고 균일하게 생산하였다. 미세캡슐 2% CO 에멀션 제형으로 제작된 필름이 가장 높은 방충능을 보였으며, 미세캡슐화가 방충효과를 유지하면서 시남알데하이드의 보존성을 높여 방충효과를 유지하는 데 효과적임을 알 수 있었다. 열 중량분석 결과를 통해 미세캡슐화와 적층이 CO의 휘발을 막는 데 효과적임을 확인했다. 필름의 인장강도, 신장률, 탄성률 그리고 수증기 투과성은 각각 40.4-45.4 MPa, 87.1-87.6%, 831.8-838.1 MPa, 그리고 0.0078-0.0082 g·mm·h-1·kPa-1·m-2이 었으며, 이 결과들은 개발된 방충 필름의 인장 및 수분특성에 변화를 주지 않는 것으로 관찰되었다(p>0.05). 연구를 통해 파일럿 플랜트 규모에서 방충 필름을 성공적으로 제작할 수 있었고, 방충효과와 이화학적 특성 결과를 통해 제작된 방충 필름의 상업적 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

In this study, the buckling restoration at CFRP 3-Point bending specimen composed of 30°, 45°and 60° is investigated when the pressure at the lowest position on the compressed specimen is eliminated. The fracture configuration and stress contour of the specimen can be seen according to the laminate angle of fiber. The result of this study is thought to apply the data for the safe design of CFRP structure.

As CFRP as the single material has various material properties, it has been used at many fields. CFRP is utilized at the mechanical structure on the basis of the brittle fracture property and the performance of vibration damping. CFRP composed of multiple axes has the high natural frequency. It is shown to have more reinforced material property with the fiber design. This paper investigates the fatigue property of the bonded specimen for mode 1 at the laminate angles of 30°, 45° and 60°. According to the fiber design, each specimen bonded with the laminate angle is shown to have different fatigue property repectively. As the laminate angle is increased, the reaction force tends to be increased. In this paper, the laminate angle through the fiber design of CFRP is applied and the fatigue property at mode 1 is investigated. Through the study result, The safety of fatigue fracture is also checked at applying to the composite structure.

The electrical properties of a laminated SMD type PTC thermistor for microcircuit protection were investigated as a function of polymer blowing agent addition. Green ceramics for multilayered BaTiO3-based PTCRs were formed by doctor blade method of barium titanate powders; we successfully laminated the sintered ceramic chips to obtain 10 layer chip PTCRs with PTC effect. The sintered density increases with increasing sintering temperature. The electrical properties of the sintered samples were strongly dependent on the calcination and addition of a polymer blowing agent. When BaTiO3 powders containing 0.2 mol% of Y2O3 were calcined at 1000˚C for 2 hrs, the resistivity jump was of 1-2 orders of magnitude. The resistivity at room temperature increases according to the polymer blowing agent addition. Also, the sample using the calcined powder showed a lower resistivity than that of the sample prepared using powders without calcinations. With an increase in the OBSH, the magnitude of the resistivity jumped as a function of the temperature increase. The resistivity of the sintered bodies after the addition of 0.5 wt% polymer blowing agent at 1290˚C for 2 h was shown to be about 8.5Ω·cm; the jump order of the sintered bodies was shown to be on the order of 102.

In this study, composite laminate cantilever type cylindrical shells with edge-stiffeners are analyzed. A versatile 4-node flat shell element which is useful for the analysis of shell structures is used. An improved flat shell element is established by the combined use of the addition of non-conforming displacement modes and the substitute shear strain fields. Two models by load conditions are considered. Load type A and B are loaded by point load at the free edge and line load respectively. A various parameter examples are presented to obtain proper stiffened length and stiffened thickness of edge-stiffeners. It is shown that the thickness of shell can be reduced minimum 30% by appropriate edge-stiffeners.

판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방항 모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해 석이 가능하다. 본 논문에는 이러한 문제들에 대한 연구결과를 제시하였다.

이 논문에서는, 탄성 섬유와 점탄성 기지로 구성된 2차원의 단일방향 복합재료가 높은 제작온도로 부터 실온으로 냉각될때 섬유와 기지사이의 계면에서 발생하는 특이 열응력을 조사하고 있다. 계면을 따라 발생하는 잔류 열응력의 특성을 조사하는데 시간영역 경계요소법을 적용하였다. 수치해석 결과에 의하면, 계면응력들은 자유경계면 근처에 이르러 급속히 커지는데, 이러한 특이 잔류응력들은 자유경계면 가까이에서 국부 항복을 일으키거나 섬유와 기지의 결합분리를 야기시킬수 있다.

The purpose of this study was to investigate yield rate of carbon fibers reinforced epoxy composites in near-critical water. A CFRP (carbon fiber reinforced plastic) laminate stacked with twenty layers was used and the specimens were cut in 10 × 50 mm (thickness: 4 mm) size. The CFRP sample was placed and heated within the non-stirred bath autoclave with an electric furnace. The yield percentage is calculated by the weight percentage of eliminated resin. To check the surface of carbon fiber, scanning electron microscopy was employed. The results showed that the removal percentages of weight were between 53.9% and 97.1%. The best yield was significantly increased up to 97.1% when operating in 573 K (14 MPa) condition. This research suggests an basic data to design a commercial scale recycling system or a new low cost recycling system for CFRP waste.