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변형률 에너지 해방률에 기반한 Carbon/Epoxy 직교적층판의 모드 I 층간 및 층내 파괴 특성 분석
강민송 ( Min-song Kang ),전민혁 ( Min-hyeok Jeon ),김인걸 ( In-gul Kim ),우경식 ( Kyeong-sik Woo ) 한국복합재료학회 2019 Composites research Vol.32 No.1
본 논문에서는 Cross-ply 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 모드 I 층간분리 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Cross-ply 시편에 대한 Double-Cantilever Beam(DCB) 시험을 수행하였다. Cross-ply DCB 시편의 경우 층간 및 층내 파괴를 포함한 복합적인 균열 성장과 기하학적 대변형에 의한 비선형성을 수반하였다. 따라서 변형률 에너지 해방률과 유한요소해석을 기반으로 비선형성을 수반한 DCB 시험에서도 적용되는 모드 I 층간 파괴인성 평가 방법을 제안하고 기존의 선형이론으로 구한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 방법으로 Cross-ply DCB 시편의 모드 I 층간 파괴인성과 모드 I 층내 파괴인성을 분류하였고 모드 I 층내 파괴인성이 더욱 낮음을 확인하였다. This paper describes the characteristics for mode I interlaminar and intralaminar fractures of cross-ply carbon/epoxy composite laminates. We obtained mode I interlaminar fracture toughness and mode I intralaminar fracture toughness based on energy release rate and Finite Element Analysis (FEA). For this purpose, the Double- Cantilever Beam (DCB) test and FEA were performed for cross-ply DCB specimens. Also, the behavior of loaddisplacement curve at the interlaminar and intralaminar crack was analyzed. The results show that mode I intralaminar fracture toughness was lower than mode I interlaminar fracture toughness in the cross-ply DCB specimen.
섬유체적비 불균일 및 수지응집층이 복합재 격자 구조체 리브의 강성도 거동에 미치는 영향
강민송 ( Min-song Kang ),전민혁 ( Min-hyeok Jeon ),김인걸 ( In-gul Kim ),김문국 ( Mun-guk Kim ),고은수 ( Eun-su Go ),이상우 ( Sang-woo Lee ) 한국복합재료학회 2018 Composites research Vol.31 No.4
원통형 복합재 격자 구조체는 필라멘트 와인딩 기법으로 제작되며 제작 공정에서 발생할 수 있는 섬유체적비 불균일과 수지응집층은 구조체의 강성도 및 강도에 영향을 줄 수 있다. 구조체의 주요 요소인 후프 및 헬리컬 리브의 단면 분석을 통해 섬유체적비 불균일 및 수지응집층의 존재 여부를 확인하였으며, 단면 분석 결과를 바탕으로 후프 및 헬리컬 리브에 대한 실험 및 이론적 접근을 통해 섬유체적비 불균일 및 수지응집층이 리브 요소의 강성도에 미치는 영향을 분석하였다. 섬유체적비 불균일이 후프 리브의 굽힘 거동에 영향을 미치는 것을 확인하였으며 헬리컬 리브의 경우 섬유체적비 불균일 및 수지응집층에 의해 강성도에 변화가 있음을 확인하였다. Cylindrical composite lattice structures are manufactured by filament winding process. The fiber volume fraction non-uniformity and resin rich layers that can occur in the manufacturing process affect the stiffness and strength of the structure. Through the cross-section examination of the hoop and helical ribs, which are major elements of the composite lattice structure, we observed the fiber volume fraction non-uniformity and resin rich layers. Based on the results of the cross-section examination, the stiffness of the ribs was analyzed through the experimental and theoretical approaches. The results show that the fiber volume fraction non-uniformity and resin rich layers have an obvious influence on the rib stiffness of composite lattice structure.