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      • 계면이 분리된 복합재료의 기계적 성질 연구

        진민철,염영진,주영우 울산대학교 2002 공학연구논문집 Vol.33 No.1

        취성기지 복합재료는 섬유와 기지 사이에 층간 비접착을 보이는 경우가 있는데 이것은 복합적층판의 강도 및 강성 저하를 초래하게 된다. 본 연구에서는 유한요소법을 사용하여 복합재료의 기계적 성질에 미치는 비접착과 섬유체적비의 영향을 고찰하였다. 우선 몇 가지 가정 하에 복합재료를 구성하는 섬유와 기지의 형상을 단순화하였고 이웃하는 대표체적요소의 경계를 따라 응력과 변위의 연속조건을 부과하였다. 비접착을 갖는 복합적층판의 탄성계수와 포와송비를 구하기 위하여 강성상수들을 역변환하였다. 수치해석 결과를 혼합법칙 결과와 비교한 결과 일치함을 알 수 있었다. 섬유체적비가 증가함에도 불구하고 비접착각도가 증가하면 기계적 성질이 감소함을 알 수 있었다. Brittle matrix composites often have interfacial debonding between the fiber and matrix which may lead to strength and stiffness degradation. The effects of interfacial debonding and fiber volume fraction on the mechanical properties of composite material were studied by using finite element method. Firstly, the modelling of fibers and matrix constituting the composite material was simplified under some assumptions. Traction and displacement continuity conditions were imposed along the boundary of adjacent representative volume elements. In order to obtain the elastic moduli of composite material, stiffness constants were inverted. Numerical values of elastic moduli were compared with theoretical values obtained by using rule of mixture. Material properties were found to decrease as the debonding angle increased even though the fiber volume fraction increased.

      • KCI등재

        취성기지 복합재료의 물성치에 미치는 계면분리의 영향

        염영진 ( Young Jin Yum ),진민철 ( Min Chul Jin ) 한국복합재료학회 2003 Composites research Vol.16 No.1

        취성기지 복합재료는 섬유와 기지 사이에 계면분리가 존재하는 경우가 있는데 이것은 복합재료의 강도와 강성저하의 원인이 된다. 계면분리와 섬유체적비가 복합재료의 기계적 물성치에 미지는 영향에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 우선 몇 가지 가정하에 복합재료를 구성하는 섬유와 기지에 대하여 간단하게 모델링하고 이웃하는 대표체적요소의 경계를 따라 웅력과 변위 연속조건을 부과하였다. 강성상수들을 역변환하여 복합재료의 유효물성치를 구하였다. 완전접착의 경우 수치해를 혼합물법칙에 의한 이론해와 비교한 결과 일치함을 알 수 있었고 계면분리가 큰 경우 섬유체적비가 증하가더라도 물성치가 감소함을 알 수 있었다. Brittle matrix composites often have interfacial debonding between the fiber and matrix which may lead to strength and stiffness degradation. The effect of interfacial debonding and fiber volume fraction on the mechanical properties of composite material were studied by using finite element method. Firstly, the modelling of fiber and matrix constituting the composite material was simplified under some assumptions. Traction and displacement continuity condition were imposed along the boundary of adjacent representative volume elements. In order to obtain the effective material properties of composite material, stiffness constants were inverted. Numerical values of longitudinal moduli in case of perfect bonding were compared with theoretical values obtained by rule of mixtures and yielded consistency. Material properties of composite with large debonding angle were found to decrease even though the fiber volume fraction increased.

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