압력하중 하에서 생체모방 섬유강화 복합재의 기계적 거동 연구

이진호 ( Jinho Lee ),조현석 ( Hyun-seok Jo ),김명수 ( Myungsoo Kim ) 한국복합재료학회 2019 Composites research Vol.32 No.1

본 연구에서는 생체모방 섬유강화 복합재에서 섬유의 나선형 구조의 배열이 복합재의 기계적 물성에 미치는 영향을 연구하였다. 유한요소해석을 이용해 원형의 생체모방 섬유강화 복합재를 구성하였고, 다양한 크기의 압력하중을 복합재 면에 적용시켜 굽힘과 파괴 거동의 결과를 분석하였다. 섬유의 정렬 방향에 따라 파괴 형상이 다르게 나타났고, 복합재에서 섬유의 나선형 구조 배열이 압력하중하에서 복합재의 굽힘 파괴강도를 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 이는 섬유가 각 층별로 여러 방향으로 정렬되어 외부하중에 의한 파괴에너지가 여러방향으로 분산되는 것에서 기인한다. In this study, we investigated the effect of fiber alignment in helicoidal structure on the mechanical properties of biomimetic fiber-reinforced composites. Using finite element analysis, circular biomimetic fiber composites were designed and studied. Various amounts of pressure loads were applied to a surface of the composites, and then bending and failure behaviors of the composites were analyzed. The results showed various failure morphologies according to the orientation of the fibers, and it turned out that the fiber alignment in helicoidal structure significantly improved the bending strength of the composite under pressure loading. This was because the fiber alignment in various directions for each layer dispersed effectively the fracture energy from the external load into multiple directions.

3D Textile 프리폼 제조 및 복합재료 기계적 특성 연구

조광훈 ( Kwang-hoon Jo ),( Vinzenz Klapper ),김현우 ( Hyeon-woo Kim ),이정운 ( Jeong-woon Lee ),한중원 ( Joong-won Han ),변준형 ( Joon-hyung Byun ),조치룡 ( Chee-ryong Joe ) 한국복합재료학회 2019 Composites research Vol.32 No.1

항공기 복합재료 날개 구조는 대부분 접착 혹은 패스너로 체결되어 있는데, 이러한 적층 구조 복합재료는 층간 강도가 취약하여 층간 분리가 일어나기 쉽다. 이러한 적층 복합재료의 단점을 보완하기 위해 두께 방향의 섬유를 보강한 3차원 직조형 복합재료를 통하여 강도, 손상 내구성, 충격 및 피로 하중을 향상시킬 수 있다. 또한, 자동화된 직조 공정에 의하여 단일 구조 near-net-shape의 프리폼 제조가 가능하기 때문에 공정 단축, 체결 부품 감소로 복합재료 전체 가격을 절감할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 직조형 복합재료의 항공기 구조물적용 가능성을 확인하기 위하여 3차원 프리폼의 기본적인 구조인 orthogonal(ORT), layer-to-layer(LTL), through-thethickness(TTT) 패턴을 직조하고 이를 복합재료로 성형하여 압축 시험, 인장 시험, Open-hole 인장 시험을 하였다. 이 중 orthogonal 직조 복합재료가 인장 및 압축 탄성계수와 강도 모두 가장 높았으며 노치 민감도에서도 orthogonal 복합재료가 일방향 적층복합재료나 패브릭 적층 복합재료에 비하여 가장 우수한 특성을 보였다. The aircraft composites wing parts are usually integrated with adhesive or fastener. These laminated composites have weak interlaminar strength, which can lead to delamination. In order to compensate the disadvantages of laminated composites, it is possible to improve the strength, durability, shock and fatigue resistance by reinforcing the fiber in the thickness direction. In addition, using a single structure near-net-shape saves the manufacturing time and the number of fasteners, thus can reduce the overall cost of the composite parts. In this study, compression test, tensile test and open-hole tensile test are carried out for three structural architecture of 3D (three-dimensional) textile preforms: orthogonal(ORT), layer-to-layer(LTL) and through-the-thickness(TTT) patterns. Among these, the orthogonal textile composite shows the highest Young’s modulus and strength in tensile and compression. The notch sensitivity of the orthogonal textile composite was the smallest as compared with UD (unidirectional) and 2D (two-dimensional) fabric laminates.

탄화규소섬유와 탄소섬유 하이브리드 직물을 강화재로 한 SiC 매트릭스 세라믹복합재의 기계적물성, 산화 및 삭마 저항성 개선 연구

윤병일,김명주,김재성,권향주,윤성태,김정일 한국복합재료학회 2019 Composites research Vol.32 No.3

In this study, Cf/SiC, SiCf/SiC and Cf-SiCf/SiC ceramic composites reinforcing carbon fiber, SiC fiber and hybrid fiber were fabricated by hybrid TGCVI and PIP process. After the thermal shock cycle, 3-point bending and Oxy-Acetylene torch test, their mechanical behavior, oxidation and erosion resistance were evaluated. The Cf/SiC composite showed a decrease in mechanical property along with increasing temperature, a pseudo-ductile fracture mode and a large quantity of erosion. The SiCf/SiC composite exhibited stronger mechanical property and lower erosion rate compared to the Cf/SiC, but brittle fracture mode. On the other hand, hybrid type of Cf-SiCf/SiC composite gave the best mechanical property, more ductile failure mode than the SiCf/SiC, and lower erosion rate than the Cf/SiC. During the Oxy-Acetylene torch test, the SiO2 formed by reaction of the SiC matrix with oxygen prevented further oxidation or erosion of the fibers for Cf-SiCf/SiC and SiCf/SiC composites particularly . In conclusion, if a hybrid composite with low porosity is prepared, this material is expected to have high applicability as a high temperature thermo-structural composite under high temperature oxidation atmosphere by improving low mechanical property due to the oxidation of Cf/SiC and brittle fracture mode of SiCf/SiC composite. 본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 Cf/SiC, SiCf/SiC, Cf-SiCf/SiC의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3-점 굴곡험과 Oxy-Acetylene토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. Cf/SiC복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. SiCf/SiC복합재는 Cf/SiC 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 SiCf/SiC보다는 연성의 파단모드 그리고 Cf /SiC 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 SiO2층을 형성하였으며, 특히 이 층은 Cf-SiCf/SiC 와 SiCf/SiC 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, Cf/SiC의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 SiCf/SiC 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

30kW 풍력터빈용 아마섬유 복합재 블레이드 제조를 위한 구조 시험 분석 연구

신혜진 ( Hye-jin Shin ),이지현 ( Ji-hyun Lee ),문성영 ( Sung-young Moon ),이정환 ( Jounghwan Lee ) 한국복합재료학회 2023 Composites research Vol.36 No.1

최근 탄소 중립 등 지속 가능한 발전을 위한 지구환경 문제가 대두되면서 기존 풍력터빈의 소재인 유리섬유 복합재의 폐기 시 처리 방안이 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 기존의 유리섬유 복합재를 대체할 수 있는 친환경 복합재인 아마섬유 기반 복합재를 활용하여 30kW 풍력터빈 블레이드를 제조하고 적합성을 평가하였다. 먼저 친환경 천연 아마섬유 복합재의 풍력터빈 블레이드 소재로 활용 가능성을 검증하기 위해 기계적 강도 시험을 수행하였으며, 그 결과 선행 아마섬유 복합재 물성 연구 대비 좀 더 우수한 강도가 측정된 것을 확인하였다. 또한 제작된 30kW 급 아마섬유 복합재 블레이드를 활용하여 아마섬유 복합재 블레이드의 정적 강도를 측정하는 정적강도 성능평가 시험을 통하여 적합성을 확인하였다. Recently, as global environmental issues for sustainable development, such as carbon neutrality, have emerged, disposal methods of glass fiber composites, a material of existing wind turbines, have become a problem. To solve this problem, in this study, 30kW wind turbine blades were manufactured using flax fiber-based composites, which are eco-friendly natural fiber composites that can replace existing glass fiber composites, and their suitability was evaluated. First, mechanical strength tests were conducted to verify the feasibility of using eco-friendly natural flax fiber composites as a wind turbine blade material, and as a result, better strength were confirmed compared to previous studies on the properties of flax fiber composites. In addition, the suitability was confirmed through a static strength performance evaluation test to measure the static strength of the flax fiber composite blade using the manufactured 30kW class flax fiber composite blade.

Silorane-기질 치아 수복용 복합레진의 중합수축과 중합수축응력

이인복 ( In Bog Lee ),박성환 ( Sung Hwan Park ),권현정 ( Hyun Jeong Kweon ),구자욱 ( Ja Uk Gu ),최낙삼 ( Nak Sam Choi ) 한국복합재료학회 2013 Composites research Vol.26 No.3

본 연구의 목적은 silorane 기질의 치아 수복용 복합레진의 중합수축과 수축응력의 동력학을 평가하고 전통적인 methacrylate 기질의 복합레진과 비교하기 위함이다. 두 종의 methacrylate 기질의 복합레진(Z250, Z350 flowable)과 silorane 기질 복합레진(P90)이 사용되었다. 아르키메데스 원리를 응용해 자체 제작한 중합수축 측정 장치를 사용하여 광중합 중 일어나는 복합레진의 체적 중합수축을 측정하였고 스트레인게이지로 중합수축응력을 측정하였다. Silorane 기질 복합레진인 P90의 중합수축과 최대 중합수축률이 가장 낮았고 methacrylate 기질 복합레진인 Z350 flowable이 가장 높았다. Methacrylate 기질의 복합레진과 비교하여 silorane 기질의 복합레진 P90이 최대 수축률에 이른 시간은 더 길었고 중합수축응력은 낮았다. The purpose of this study was to measure the volumetric polymerization shrinkage kinetics and stress of a silorane-based dental restorative composite and compare it with those of conventional methacrylate-based dental composites. Two methacrylate-based composites (Z250, Z350 flowable) and one silorane-based composite (P90) were investigated. The volumetric polymerization shrinkage of the composites during light curing was measured using a laboratory-made volume shrinkage measurement instrument based on the Archimedes` principle, and the polymerization stress was also determined with the strain gage method. The shrinkage of silorane-based composites (P90) was the lowest, and that of Z350 flowable was the highest. Peak polymerization shrinkage rate was the lowest in P90 and the highest in Z350 flowable. The time to reach peak shrinkage rate of P90 was longer than those of the methacrylatebased composites. The polymerization shrinkage stress of P90 was lower than those of the methacrylate-based composites.

다양한 형상비를 갖는 사각 CFRP 튜브의 굽힘 및 비틀림 특성

이용성 ( Yong Sung Lee ),정성균 ( Seong Kyun Cheong ) 한국복합재료학회 2014 Composites research Vol.27 No.2

섬유강화복합재료는 비강도와 비강성이 뛰어나 여러 분야에 걸쳐 사용량이 증가하고 있으며 자전거와 같은 스포츠 용품에도 사용량이 점점 증가하고 있다. 복합재료는 다양한 형상의 구조부품으로 만들어져 사용되고 있다. 특히 자전거 프레임의 일부에는 사각형 복합재 튜브 형태로 제작되어 사용되고 있으나 이에 관한 연구는 많지 않다. 사각 복합재 튜브의 경우에 모서리에 적절한 라운드 값을 주어 굽힘과 비틀림에 견디도록 설계된다. 본 연구에서는 모서리의 곡률반경이 R5, R10, R15인 세 개의 그룹에 가로-세로 1:1, 1:1.5, 1:2의 형상비를 갖는 아홉 종류의 사각 복합재 튜브를 제작하였다. 탄소섬유강화복합재료가 튜브제작에 사용되었으며 단면적은 모두 같도록 설계되었다. [0/90/±45]s으로 적층하여 제작한 사각 복합재 튜브에 굽힘과 비틀림 하중을 가하여 실험평가를 수행하였다. 실험결과 사각 복합재 튜브의 R 값과 형상비에 따라서 굽힘 및 비틀림 특성이 크게 다름을 알 수 있었다. Fiber reinforced composite materials have outstanding specific strength and specific stiffness. So the use of composite materials increases in various kinds of industrial fields including sports goods such as bicycles. Composite materials are used to make structural parts with various kinds of shapes. Specially, rectangular composite tubes are used to make a few of composite bicycle frames, but there has been a few of research on this issue. Rectangular composite tubes are designed to have appropriate radius of curvature and endure bending and torsional loads. In this research, nine kinds of rectangular composite tubes having aspect ratios 1:1, 1:1.5, 1:2 and radius of curvatures R5, R10, R15 were fabricated. The carbon fiber reinforced composite material was used to make tubes having same cross sectional areas. The stacking sequence of tubes is [0/90/±45]s. Experimental evaluation was accomplished to apply bending and torsional load to the tubes. Experimental results show that bending and torsional characteristics depend on radius of curvature and aspect ratio of rectangular composite tubes.

특집 논문(特輯 論文) : 12 춘계학술대회 우수 논문 ; 액상가압공정을 이용한 CNF,Mg 복합재료의 제조 및 특성평가

김희봉 ( Hee Bong Kim ),이상복 ( Sang Bok Lee ),이진우 ( Jin Woo Yi ),이상관 ( Sang Kwan Lee ),김양도 ( Yang Do Kim ) 한국복합재료학회 2012 Composites research Vol.25 No.4

본 연구에서는 액상가압공정을 이용하여 탄소나노섬유(carbon nano fiber, CNF)를 강화재로 하는 AZ91 마그네슘 복합재를 제조하였다. CNF의 분산성 및 마그네슘 합금 용탕과의 젖음성을 향상시키고자 CNF를 마이크로 크기의 실리콘 카바이드 입자(silicon carbide particle, SiCp)와 혼합하였다. 또한, CNF와 SiCp의 혼합분말에 무전해도금법으로 니켈을 코팅하였다. 액상가압공정에서 AZ91 용탕은 무처리된 CNF, CNF와 SiCp의 혼합분말(CNF+SiCp), 니켈 코팅된 CNF와 SiCp의 복합분말((CNF+SiCp)/Ni)과 같이 세 종류의 강화재로 정수압에 의해 함침하여 복합재를 제조하였다. 무처리된 CNF 강화 복합재료에서는 일부 CNF 응집체가 관찰되었으나 CNF+SiCp 및 (CNF+SiCp)/Ni 강화 복합재에서는 CNF가 기지재 내에 균일하게 분산되었음을 확인하였다. 압축시험 결과, CNF+SiCp 및 (CNF+SiCp)/Ni 강화 복합재의 압축강도가 무처리된 CNF 강화 복합재보다 각각 38%와 28% 향상되었다. Carbon nano fibers (CNFs) reinforced magnesium alloy (AZ91) matrix composites have been fabricated by liquid pressing process. In order to improve the dispersibility of CNFs and the wettability with magnesium alloy melt, CNFs were mixed with submicron sized SiC particles (SiCp). Also, the mixture of CNFs and SiCp were coated with Ni by electroless plating. In liquid pressing process, AZ91 melts have been pressed hydrostatically and infiltrated into three reinforcement preforms of only CNFs, the mixture of CNFs and SiCp (CNF+SiCp), and Ni coated CNFs and SiCp ((CNF+SiCp)/Ni). Some CNFs agglomerates were observed in only CNFs reinforced composite. In cases of the composites reinforce with CNF+SiCp and (CNF+SiCp)/Ni, CNFs were dispersed homogeneously in the matrix, which resulted in the improvement of mechanical properties. The compressive strengths of CNF+SiCp and (CNF+SiCp)/Ni reinforced composites were 38% and 28% higher than that of only CNFs composite.

센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법

한대현 ( Dae Hyun Han ),강래형 ( Lae Hyong Kang ),( Jordan Thayer ),( Chales Farrar ) 한국복합재료학회 2015 Composites research Vol.28 No.4

본 연구는 복합재료 구조물에 전기-기계 변환 기능을 융합한 센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법에 관한 것으로 복합재료 구조물 자체가 센서 역할을 수행할 수 있도록 하여 구조 스스로 충격이나 진동 신호를 감지하고 손상 위치 또는 손상 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다기능 복합 구조물에 관한 연구이다. 복합재 구조물에 전기-기계 변환 기능을 부여하기 위해 복합재 제작에 사용되는 에폭시 수지 대신 전기-기계 변환기능을 갖는 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O2 (PNN-PZT) 분말과 에폭시 수지를 1:30 wt% 혼합하여 제작된 스마트 수지를 사용하였다. Hand Lay-up 공법과, VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방법을 이용하여 유리섬유에 스마트 수지를 함침시켜 센서-구조 일체형 복합재료 구조물을 제작하였다. 구조물을 센서로 사용하기위해 시편의 윗면과 아랫면에 전도성 도료를 사용하여 전극을 제작하였고, 고전압 앰프를 이용하여 상온에서 30분간 4kV/mm의 전계로 분극 처리를 수행하였다. 이후 충격망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 출력되는 전기 신호와 충격망치 신호를 비교하여 충격 신호 감응 및 감도를 측정하고 그 결과를 기술하였다. A composite structure was fabricated with embedded impact detection capabilities for applications in Structural Health Monitoring (SHM). By embedding sensor functionality in the composite, the structure can successfully perform impact localization in real time. Smart resin, composed of Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O2 (PNNPZT) powder and epoxy resin with 1:30 wt%, was used instead of conventional epoxy resin in order to activate the sensor function in the composite structure. The embedded impact sensor in the composite was fabricated using Hand Lay-up and Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM) methods to inject the smart resin into the glass-fiber fabric. The electrodes were fabricated using silver paste on both the upper and bottom sides of the specimen, then poling treatment was conducted to activate the sensor function using a high voltage amplifier at 4 kV/mm for 30 min at room temperature. The composite’s piezoelectric sensitivity was measured to be 35.13 mV/N by comparing the impact force signals from an impact hammer with the corresponding output voltage from the sensor. Because impact sensor functionality was successfully embedded in the composite structure, various applications of this technique in the SHM industry are anticipated. In particular, impact localization on large-scale composite structures with complex geometries is feasible using this composite embedded impact sensor.

터보 컴프레셔용 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 오일 공급 중단 상황에서의 내구성 연구

최강영 ( Kang-yeong Choe ),정민혜 ( Min-hye Jung ),유준일 ( Jun-il You ),송승아 ( Seung-a Song ),김성수 ( Seong-su Kim ) 한국복합재료학회 2016 Composites research Vol.29 No.3

터보/컴프레셔(Turbo compressor)용 틸팅 패드 저널 베어링(Tilting pad journal bearing)은 고속, 고하중의 주축(Rotor)을 지지하는 역할을 하며, 화이트 메탈(White metal)이 대표적인 소재로 널리 사용되어왔다. 그러나 예기치 않은 윤활유 공급 중단 상황(Oil cut situation) 또는 베어링과 주축 사이에 유막(Oil film)이 제대로 형성되지 않을 경우, 기존의 화이트 메탈 베어링은 융착(Seizure) 현상에 의해 바로 정지하게 되고 주축에 심각한 손상을 유발한다. 이러한 융착 문제를 해결하기 위해 기존의 화이트 메탈에 비해 높은 비강성, 비강도 그리고 뛰어난 마찰 특성(Tribological characteristic)을 가지는 탄소섬유 강화 복합재료(Carbon fiber reinforced composite)가 틸팅 패드 저널 베어링에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고 내열성 탄소섬유/에폭시 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 오일공급 중단 상황에서의 내구성에 대한 연구를 진행하였다. 이를 위해 상온 및 오일공급 중단상황의 고온에서 인장, 압축, 전단 등의 기초적인 복합재료 물성 실험을 진행하였고, 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링에 있어 가장 중요한 물성인 층간 계면 강도를 측정하기 위해 Short Beam Shear 실험을 진행 하였다. 오일 공급 중단 상황에서 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 파손(Failure) 가능성을 알아보기 위해 유한 요소 해석(Finite element analysis)을 진행함으로써 베어링 표면에 가해지는 최대 응력을 도출하였고, 해석 결과와 물성 시험으로부터 측정된 강도 값을 이용하여 Tsai-Wu Failure index를 계산하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 산업용 테스트 벤치를 이용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료로 제조된 틸팅 패드 저널 베어링의 오일 공급 중단 실험을 진행하였다. The tilting pad journal bearing for the turbo compressor application has a role to support high speed and heavy loading rotor. White metal has been widely used for the bearing material but the conventional bearing is immediately suspended and induces serious serious damage to the rotor under the unexpected oil cut situation or the insufficient oil film formation. The carbon fiber reinforced composite having high specific stiffness, specific strength and excellent tribological characteristics can solve these seizure problems. In this work, the study on the durability of high thermal resistance carbon fiber/epoxy composite tilting pad journal bearing under oil cut situation was conducted. The material properties of the composite materials including tensile, compressive and interlaminar properties were measured at room and high temperature of oil cut situation. To investigate the possibility of failure of composite tilting pad journal bearing under oil cut situation, the stress distribution of the composite bearing was analyzed via finite element analysis and the Tsai-Wu Failure index was calculated. To verify the failure analysis results, the oil cut tests for the composite tilting pad journal bearing were conducted using industrial test bench.

나노 입자의 군집밀도를 이용한 고분자 나노복합재의 기계적 거동 예측에 대한 멀티스케일 연구

백경민,신현성,한진규,조맹효,Baek, Kyungmin,Shin, Hyunseong,Han, Jin-Gyu,Cho, Maenghyo 한국복합재료학회 2017 Composites research Vol.30 No.5

본 연구에서는 폴리프로필렌 내에 투입된 탄화규소 나노 입자들의 군집현상이 나노복합재의 역학적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위해 분자동역학 전산모사를 통해 얻은 정보를 연속체 역학 수준에 적용시키는 멀티스케일 해석을 수행하였다. 입자 간의 거리에 따른 계면 물성의 하락을 반영하는 모델을 이용하여, 다양한 군집 상황에 따른 고분자 나노복합재의 탄성거동 변화를 관찰하였다. 또한, 나노복합재의 기계적 거동에 영향을 미치는 주요 요인을 파악하여 군집밀도라는 새로운 지표를 정의하였다. 나노 입자의 군집밀도와 나노복합재의 탄성거동 간의 상관관계를 파악한 결과, 군집밀도의 값이 증가할수록 계면효과가 저하되어 최종적으로 나노복합재의 기계적 물성 상승이 억제되었다. 나노 입자의 랜덤분포를 고려한 해석을 통해, 동일한 군집밀도의 수치에 대해 나노복합재가 가질 수 있는 탄성계수의 범위를 파악할 수 있었다. 상관관계는 지수 함수형태로 표현될 수 있었으며, 이를 통해 나노 입자의 군집밀도를 이용하여 고분자 나노복합재의 기계적 거동을 효과적으로 예측 가능하다. In this study, multiscale analysis in which the information obtained from molecular dynamics simulation is applied to the continuum mechanics level is conducted to investigate the effects of clustering of silicon carbide nanoparticles reinforced into polypropylene matrix on mechanical behavior of nanocomposites. The elastic behavior of polymer nanocomposites is observed for various states of nanoparticulate agglomeration according to the model reflecting the degradation of interphase properties. In addition, factors which mainly affect the mechanical behavior of the nanocomposites are identified, and new index 'clustering density' is defined. The correlation between the clustering density and the elastic modulus of nanocomposites is understood. As the clustering density increases, the interfacial effect decreased and finally the improvement of mechanical properties is suppressed. By considering the random distribution of the nanoparticles, the range of elastic modulus of nanocomposites for same value of clustering density can be investigated. The correlation can be expressed in the form of exponential function, and the mechanical behavior of the polymer nanocomposites can be effectively predicted by using the nanoparticulate clustering density.