초록 ▼

본 연구는 Smart Composite 개발을 위한 기초기술 습득을 위한 연구로서 탄소섬유/에폭시 복합재료의 경화과정 및 파괴과정 중에 발생하는 신호를 탐지하는 기술을 개발하고 파괴 발생시 파괴점 위치확인기술을 습득하는 것이 본 연구의 주목적이다. 본 연구에서는 복합재료의 상태를 상시관찰할 수 있는 센서로서 다중모드 광섬유 센서를 복합재료 내에 삽입하여 사용하였다. 복합재료 내에 삽입된 광섬유센서는 복합재료의 경화과정 중에 발생하는 신호를 탐지할 수 있으며 복합재료가 파괴될 때 발생하는 신호도 측정할 수 있었다. 경화시 발생하

본 연구는 Smart Composite 개발을 위한 기초기술 습득을 위한 연구로서 탄소섬유/에폭시 복합재료의 경화과정 및 파괴과정 중에 발생하는 신호를 탐지하는 기술을 개발하고 파괴 발생시 파괴점 위치확인기술을 습득하는 것이 본 연구의 주목적이다. 본 연구에서는 복합재료의 상태를 상시관찰할 수 있는 센서로서 다중모드 광섬유 센서를 복합재료 내에 삽입하여 사용하였다. 복합재료 내에 삽입된 광섬유센서는 복합재료의 경화과정 중에 발생하는 신호를 탐지할 수 있으며 복합재료가 파괴될 때 발생하는 신호도 측정할 수 있었다. 경화시 발생하는 신호를 다른 종류의 실험결과와 비교하여 해석하였으며, 이를 통하여 광섬유센서는 경화과정시 일어나는 에폭시 자체의 흐름, 경화과정 및 경화후 과정을 구분하였으며 냉각시 매우 규칙적인 신호가 발생됨을 알았다. 파괴신호는 일반적으로 알려진 복합재료의 종류에 따라 거의 비슷한 양상을 보임을 알았다. 파괴점 위치확인을 위하여 충격분포 측정방법 및 OTDR 방법을 사용하였다. 먼저 충격분포 측정의 경우 충격이 가해질 경우 이를 측정하고 결과를 처리하는 기술을 습득하였으며 인위적으로 빛 손실을 유발하는 방법을 사용하여 파괴점이 일어나는 위치를 추정할 수 있는 방법을 개발하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결과를 정량화를 거친후 이를 장치화하는 과정을 거치면 향후 복합재료 제조공정에 따르는 품질보장을 위한 공정개발이 가능하며 파괴신호 측정을 통한 구조물의 안정성에 대한 상시감시가 가능할 것으로 기대된다.

Abstract ▼

As a part of efforts to develope smart composites capable of self-diagnosis of composite status, this project is aimed to the development of techniques to detect the signals during both curing and fracturing processes and the technique for the identification of failure spot in composites has been de

As a part of efforts to develope smart composites capable of self-diagnosis of composite status, this project is aimed to the development of techniques to detect the signals during both curing and fracturing processes and the technique for the identification of failure spot in composites has been developed. The multimode optic fiber (OF sensor) for telecomunication was used as a sensor. Of sensor embedded within the composite could detect the signal generated during both curing and fracturing processes. The cure signal was interpreted in terms of flow of epoxy, curing process and post-curing process. The fracture signal was interpreted in terms of fracture mechanisms such as carbon fiber fracture, delamination and matrix cracking. The basis of techniques to identify the faulty spots in composites has been established by the "impact profiling and OTDR techniques". The impact profiling technique is to utilize the re-fractance of part of input signal at faulty spots. The Of sensors were designed to lose the light intensity at the splices for an OTDR technique. The technique established through this project could be used for a continuous monitoring of status of structures composed of the composites as well as for the development of quality assurance process of fiber-reinforced composites. However, the quantification of measured signals and instrumentation of this technique are needed .

목차 Contents

• 1.서론...9
• 2.연구의 내용 및 방법...11
• 3.결과...14
• 4.고찰...20
• 5.결론...22
• 제1세부과제...23
• 1.서론...25
• 2.이론적 배경...27
• 3.연구방법...34
• 4.예비실험 및 결과...36
• 5.결과 및 고찰...38
• 6.결론...48
• 참고문헌...49
• 제2세부과제...74
• 1.서론...76
• 2.이론적 배경...78
• 3.연구방법...84
• 4.예비실험 및 결과...86
• 5.결과 및 고찰...89
• 6.결론...96
• 참고문헌...97
• 7.충격 분포 실험...100
• 제3세부과제...121
• 1.서론...123
• 2.연구 방법...125
• 3.결과...156
• 4.고찰...177
• 5.결론...179
• 참고문헌...180