Characterization of Thermal Expansion Coefficients of Carbon/Epoxy Composite for Temperature Variation

탄소섬유 복합재료의 온도변화에 대한 열팽창계수 특성 변화 규명

The change of the coefficients of thermal expansion(CTE) of Carbon/Epoxy was investigated for the temperature variation and a prediction model for the change of CTE was proposed. Elastic properties and CTEs in the principal material directions were measured in the range of room temperature to cure temperature and characterized as functions of temperature. By applying the characterized properties to the classical lamination theory, a computational method to predict the change of CTEs of a general laminate for temperature variation was proposed. the coefficients of thermal expansion of laminates with various stacking sequences were measured and compared with those predicted. Good agreements between the predicted results and the experimental data show that the c hanges of CTEs of a general laminate for temperature variation can be predicted well by using the proposed method.

본 논문은 탄소/에폭시 적층판의 온도변화에 대한 열팽창계수 변화를 예측하고 실험적으로 검증한 것으로 재료의 주축 방향에 대한 기계적 탄성 특성과 열팽창계수를 상온에서 경화온도 범위까지 측정하였으며 온도 함수로 특성화 하였다. 온도 함수로 특성화된 물성을 고전 적층판 이론에 적용함으로써 온도 변화에 대해 일반 적층각 적층판 복합재료의 열팽창계수를 예측할 수 있는 해석적 모델을 제시하였다. 이를 증명하기 위해서 일반 적층각 적층판의 열팽창계수를 측정하였으며 이를 해석적 모델로 계산된 예측치와 비교하였다. 실험적 검증 결과 온도 변화에 대한 일반 적층판의 열팽창계수의 변화가 제시된 해석적인 계산 방법을 사용함으로써 적절하게 예측될수 있음을 볼수 있다.