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항공기 브레이크 디스크(CFRC)의 피로특성연구
A Study on Fatigue Characteristics of Aircraft Brake Disk Material (CFRC) 원문보기

열처리공학회지 = Journal of the Korean society for heat treatment, v.21 no.3, 2008년, pp.131 - 136  

김혜성 (부산대학교 나노과학기술대학 나노정보소재공학과) ,  김현수 (부산대학교 나노과학기술대학 나노시스템공정학과) ,  감문갑 (국방품질기술원) ,  김태규 (부산대학교 나노과학기술대학 나노시스템공정학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The fatigue characteristics of the carbon fiber reinforced carbon composites (CFRC) material are necessary for the advanced industries requiring the thermal resistance. The research and development of CFRC have been in progress in the field of aerospace and defense industry. In this paper, we invest...

주제어

#CFRC(carbon fiber reinforced carbon composites)   #Brake disk   #Aircraft   #Fatigue Characteristic  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 항공기 브레이크 디스크 소재 전문생산기업인 D사에 의뢰하여 제조된 탄소/탄소 복합체 소재에 대해서 인장시험 및 피로특성 등을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 항공기용 브레이크 디스크의 국산화 개발의 시초단계로 탄소-탄소 복합체 소재를 국내 항공기부품 전문생산기업인 D사에서 제조하여 피로특성에 대해서 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 피로실험은 인장시험을 실시한 후 최대 인장하중(788 kg)의 50%를 시작으로 55%, 60%, 65%, 70% 및 75%의 조건으로 실험을 실시하였다. 이와 같이 조건을 설정한 이유는, 본 실험에 사용한 CFRC 재료에 대한 피로특성연구결과가 없기 때문에 S-N곡선을 구하고 수명특성을 예측하고자 하기 위함이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
산업용 재료로 많이 사용되는 기존의 금속재료가 고온용 재료로 부적당한 이유는 무엇인가? 산업용 재료로 많이 사용되는 기존의 금속재료는 사용한계온도가 비교적 낮고, 높은 열팽창 계수로 인해 치수 안정성이 부족하여 고온용 재료로는 부적당하다. 세라믹 재료나 초경합금 재료들이 고온재료로 많이 사용되고 있지만 이들 재료는 취성이 강할 뿐만 아니라 고온에서의 급격한 강도 약화와 산화 반응에 의한 재료의 수명단축으로 인하여 사용에 한계가 있다[1].
탄소섬유 사이에 생성된 물질을 알아보기 위하여 어떠한 것을 실시하였는가? 탄소섬유 사이에 생성된 물질을 알아보기 위하여 라반분광분석을 실시하였다. 그 결과를 Fig.
항공기 브레이크 디스트 피로특성 연구를 한 결과는 무엇인가? 1. 인장시험 실험결과 102.8 MPa(0o), 98.6 MPa (60o) 및 95.5 MPa(90o)로 각각 나타났다. 탄소와 탄소섬유층 사이에 밀착력이 우수하고, 표면 섬유 방향은 다르지만 전체적으로 보면 섬유가 이루는 각이 거의 유사하여 일반적인 crossply 복합재료 보다는 인장특성이 아주 우수하게 나타났다. 2. 피로실험 결과, 3시험편 모두 피로한도는 77 MPa(최대인장하중의 75%)로 나타났다. 이는 본 실험에 사용한 재료는 탄소섬유가 아주 조밀하게 구성되어 있고, 탄소섬유와 탄소사이의 결합력 우수하기 때문이라고 판단된다. 3. 인장시험 후 파면관찰에서는 배열방향이 다른 ply 사이에서 균열이 나타나지 않고, 탄소 섬유와 matrix 사이에 균열이 발생되어 내부로 진전되면서, pull-out 및 섬유파단을 일으키는 것으로 나타났다. 피로파면 관찰에서는 섬유 파단 및 기지 균열 등이 관찰되었다. 4. CFRC의 라만분광분석 결과 1580 cm−1 부근에서 피크가 관찰되어 탄소섬유 사이에는 전형적인 아몰퍼스 카본 및 결정성 graphite가 잘 생성되어 있는 것을 알 수 있었다.
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참고문헌 (7)

  1. Air Force Materials Laboratory : Air Force System Command, Wright Patterson Air Force base, Ohio/ USA Technical Report ARML-TR--67-413 (1968) 

  2. M. L. Minges : High Temp. -High Press (1969) 607 

  3. A. R. Ford : Engineer, 224 (1967) 444 

  4. G. C. Deusch : Anonymous article (1978) 611 

  5. E. Fitzer, W. Hoscher, Carbon (1969) 7 

  6. M. G. Kim, H. K. Lee, S. K. Kang, W. I. Kim and T. G. Kim : A Study of Friction Surface and Braking Characteristics on the Aircraft Brake Disk, Proceedings of 2006 Autumn KSMPE, 100 

  7. K. W. Nam, S. H. Ahn, S. K. Lee, H. S Kim and C. Y. Kang : Fracture Behavior of CFRP by Time- Frequency Analysis method, KSNT, 21 (2001) 39 

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