Residual Deformation Induced by the Repair of Composite Shell Structures

복합재료 쉘 구조물의 수리 시 발생하는 잔류변형

  • 최항석 (한국항공대학교 항공기계공학과) ;
  • 정의승 (한국항공대학교 항공기계공학과) ;
  • 이수용 (한국항공대학교 항공기계공학과)
  • Published : 1999.08.01

Abstract

Finite element analysis and experiment are performed to investigate residual deformation induced by the repair of composite shell structures using a prepreg patch method. The finite element program is developed on the basis of a three-dimensional degenerated shell element and the first order shear deformation theory. The results analyzed for the laminated shell with free boundary conditions are compared with strains measured during the prepreg patch repair. Final residual stresses occur greatly near the patch when the laminated shell with all edges clamped is repaired using the prepreg patch. Stacking sequences of the laminated shell and patch affect significantly the residual stresses which occur even if they are the same.

프리프레그 덧대기 방법을 이용하여 복합재료 쉘 구조물을 수리할 때 발생하는 잔류 변형을 고찰하기 위해서 유한요소해석과 실험을 수행하였다. 삼차원 응축 쉘 요소와 일차 전단변형 이론에 기초하여 유한요소 프로그램을 개발하였다. 자유 경계조건을 갖는 적층 쉘에 대한 해석결과를 프리프레그 덧대기 수리과정을 통해 측정된 변형률과 비교 검토하였다. 네 변이 고정된 적층 쉘을 프리프레그 덧대기로 수리할 경우 최종 잔류응력이 덧대기 부근에서 크게 발생하였다. 적층 쉘과 덧대기의 적층순서는 잔류응력에 크게 영향을 미치고, 또한 적층 쉘과 덧대기의 적층 순서가 동일해도 잔류응력이 발생하였다.

Keywords

References

  1. Composite Airframe Structures Niu, M. C. Y.
  2. Composite Materials in Aircraft Structures Middleton, D. H.
  3. International Journal for Numerical Methods in Engineering v.20 Analysis of Laminated Composite Shells Using a Degenerated 3-D Element Chao, W. C.;Reddy, J. N.
  4. Computers & Structures v.14 Analysis of Laminated Composite Shell Structures by Finite Element Method Panda, S. C.;Natarajan, R.
  5. Finite Element Procedures in Engineering Analysis Bathe, K. J.