초록 ▼

연구 수행 방법은 한국기계연구소(KIMM), 한국과학기술원(KAIST) 및 육군사관학교의 3개 연구기관이 분담하여 KIMM 에서는 성형 process 분야, KAIST 에서는 응력해석분야 육군사관학교에서는 방탄소재개발에 관해 연구를 수행하였으며 그 내용은 다음과 같다.(1) KIMM 연구 수행 내용 · Autoclave 성형 process 및 CFRP 물성시험 · Filament Winding 성형 process 및 CFRP tube 물성 시험 · Filament Winding machine 제작 · Curing oven 제작 ·

연구 수행 방법은 한국기계연구소(KIMM), 한국과학기술원(KAIST) 및 육군사관학교의 3개 연구기관이 분담하여 KIMM 에서는 성형 process 분야, KAIST 에서는 응력해석분야 육군사관학교에서는 방탄소재개발에 관해 연구를 수행하였으며 그 내용은 다음과 같다.(1) KIMM 연구 수행 내용 · Autoclave 성형 process 및 CFRP 물성시험 · Filament Winding 성형 process 및 CFRP tube 물성 시험 · Filament Winding machine 제작 · Curing oven 제작 · FRP 제품의 C- scan에 의한 NDT(2) KAIST 연구 수행 내용 · 평면문제해석을 위한 전산 program 개발 · FRP 적층판의 층간응력해석을 위한 program 개발 · FRP 적층판의 Failure theory 적용 연구(3) 육군사관학교 연구 수행 내용 · FRP/Ceramic 방탄판재 제작 · FRP 방탄재료의 방탄특성 시험

Abstract ▼

This project consists of three parts; fabrication process by KIMM, stress analysis by KAIST, and the development of armor material by Korea Military Academy respectively.The contents and work scope of this projects are as follows.(1) Process Technology and Material Testing (KIMM) · Autoclave Process

This project consists of three parts; fabrication process by KIMM, stress analysis by KAIST, and the development of armor material by Korea Military Academy respectively.The contents and work scope of this projects are as follows.(1) Process Technology and Material Testing (KIMM) · Autoclave Process and tests of CFRP laminates · Filament winding process · Design and construction of Filament winding machine · Construction of curing oven · NDT of CFRP(2) Design and Stress Analysis (KAIST) · Development of computer program for FRP plate analysis · Development of computer program for interlaminar shear stress of FRP plate · Application of failure theory for FRP plate.(3) Armor Material Development (KOREA Military Academy) · Fabrication of FRP/ceramic armor plate · Tests of FRP armor plate

목차 Contents

• Ⅰ. 서 론...39
• 1. 연구의 배경...39
• 2. 연구의 목적과 내용...44
• Ⅱ. 섬유강화 복합재료의 성형 process 개발...47
• 1. 서 론...49
• 2. 섬유강화 복합재료의 성형 process...50
• 2.1 Open mold process...50
• 2.2 Resin injection molding process...54
• 2.3 Matched die process...56
• 2.4 Injection molding process...58
• 2.5 Sheet molding compound...59
• 2.6 Reaction injection molding...60
• 2.7 Pultrusion...61
• 3. Autoclave 성형...62
• 3.1 개 요...62
• 3.2 Laminate 제작...63
• 3.2.1 Ply axis 의 정의...63
• 3.2.2 Laminate axis 의 정의...64
• 3.2.3 Laminate/Coupon 표기법...65
• 3.2.4 Prepreg 의 취급...67
• 3.2.5 Prepreg 의 적층...67
• 3.2.6 Lay up 과정...70
• 3.3 Curing...76
• 3.3.1 Graphite/epoxy cure cycle...76
• 3.3.2 Glass/epoxy cure cycle...79
• 3.3.3 성형 후의 resin flow 관찰...79
• 3.3.4 Curing shrinkage...79
• 3.4 Blanket 성형에 의한 CFRP의 특성시험...80
• 3.4.1 시편제작...81
• 3.4.2 Fiber volume fraction 측정...87
• 3.4.3 Carbon/epoxy FRP의 특성시험...87
• 3.4.3.1 시험종류 및 방법...88
• 3.4.3.2 시험결과 및 고찰...92
• 4. Filament winding 성형...120
• 4.1 Filament winding 성형의 역사...120
• 4.2 성형기...122
• 4.2.1 기계의 역사...122
• 4.2.2 기계장치의 예...123
• 4.3 성형제작...133
• 4.3.1 심축의 종류...134
• 4.3.2 심축재료의 장단점...137
• 4.3.3 유리섬유의 선택...140
• 4.3.4 수지의 선택...143
• 4.3.5 경화와 탈형...146
• 4.3.6 Winding의 장력규제와 영향...147
• 4.3.7 기 타...150
• 4.3.8 성형제작...153
• 5. C-scan에 의한 복합재료의 NDT...161
• 5.1 C-scan의 개요...161
• 5.1.1 C-scan의 원리...161
• 5.1.2 C-scan에 의한 복합재료의 내부결함의 측정...167
• 5.2 C-scan에 의한 CFRP 내부결함의 측정...173
• 6. 섬유강화 복합재료 성형기기의 제작...175
• 6.1 Filament Winding Machine의 제작...175
• 6.1.1 개 요...175
• 6.1.2 Filament winding machine의 종류...175
• 6.1.2.1 Mechanical chain machine...176
• 6.1.2.2 Computer controlled machine...178
• 6.1.3 Filament winding machine의 설계...181
• 6.1.4 Filament winding machine의 제작...183
• 6.1.4.1 Main body...185
• 6.1.4.2 D.C. Servo system의 사양...201
• 6.1.5 Filament winding machine의 성능시험...209
• 6.1.5.1 Servo controller 시 제작...214
• 참고문헌...223
• Ⅲ. 복합재료의 구조 설계를 위한 응력해석...225
• 1. 서 론...227
• 2. 복합적층판 역학...228
• 2.1 단층의 기계적 거동...228
• 2.1.1 응력 변형도 관계식...228
• 2.1.2 직교이방성 재료의 기계적 성질...231
• 2.1.3 섬유방향각에 따른 응력과 변형도의 변환...233
• 2.2 적층의 기계적 거동...238
• 2.2.1 변형도-변위 관계식...238
• 2.2.2 응력 및 모우멘트...241
• 2.2.3 적층판의 강성행렬...245
• 2.3 층간응력...249
• 2.3.1 층간응력의 발생 및 그 의의...249
• 2.3.2 근사해법에 의한 층간응력크기 결정...253
• 2.3.3 탄성해에 의한 층간응력분포 특성...260
• 3. 비대칭 적층판 해석...273
• 3.1 서 론...273
• 3.2 시편 제작...274
• 3.3 Warping 해석...275
• 4. 파손이론 및 파괴...282
• 4.1 적층판의 강도 이론...282
• 4.2 파괴역학의 관점에서 강도 해석...292
• 4.3 파괴인성치 개선책...303
• 참고문헌...319
• 부록...323
• 1. 평면문제 해석프로그램...325
• 2. 층간응력 해석프로그램...352
• 3. Warping 해석프로그램...389
• Ⅳ. 군수분야 응용을 위한 섬유보강 복합재료의 고속충격 저항효과...409
• 1. 서 론...411
• 2. 관통저항용 복합재료...413
• 2.1 유리섬유 복합재료...413
• 2.2 나일론 복합재료...416
• 2.3 케블라 복합재료...417
• 3. 관통현상의 분석...420
• 3.1 탄자의 구성과 속도 및 타격각...421
• 3.2 표적의 구성 및 분류...425
• 3.3 표적의 관통과정...427
• 3.4 관통이론에 대한 고찰...436
• 3.4.1 연성 구멍 확장...436
• 3.4.2 Petalling...441
• 3.4.3 Plugging...442
• 3.4.4 Spalling...445
• 3.4.5 Crater...447
• 3.4.6 Computer Code 에 의한 관통해석...449
• 3.4.7 관통에 대한 일반해...451
• 4. 실 험...454
• 4.1 시 편...454
• 4.2 관통저항시험 및 결과...460
• 5. 토 의...470
• 6. 결 론...483
• 7. 참고문헌...485
• 8. 부 록...491