비대칭물성을 고려한 일축방향 섬유강화 복합재료 C링의 점탄성적 거동해석

Viscoelastic Bending Behaviors of Unidirectional Fiber Reinforced Composite C-rings with Asymmetric Material Properties

  • 이명규 (서울대학교 재료공학부) ;
  • 이창주 (SKC(주) 중앙연구소) ;
  • 박종현 (효성(주) 중앙연구소) ;
  • 정관수 (서울대학교 재료공학부) ;
  • 김준경 (한국과학기술연구원 고분자하이브리드연구센터) ;
  • 강태진 (서울대학교 재료공학부)
  • 발행 : 2000.10.01

초록

일축방향 섬유강화 복합재료 C링의 최적설계를 위하여, 이의 점 하중 하에서의 점탄성적 하중완화거동을 해석하였다. 이를 위하여 곡선보의 굽힘 이론을 이용하여 탄성학적 처짐과 굽힘 강성의 해석을 수행한 후 상당원리(correspondence theorem)를 이용하여 점탄성학적 하중완화 거동을 해석하였다. 일축방향 섬유강화 복합재료의 직교이방성 뿐만 아니라 복합재료의 인장강성과 압축강성의 차이에서 기인하는 비대칭물성도 함께 고려하였다. 그 결과 C링의 단면의 두께가 반지름에 비해 충분히 작은 보라면 보이론만으로도 정확하게 곡선보를 해석할 수 있고 하중완화 이론값 또한 실험값과 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

In order to optimize the design of unidirectional fiber reinforced composite C-rings, a viscoelastic load relaxation behavior was analyzed under a point load. Initially, the deflection and bending stiffness were calculated based on the elastic beam theory and the viscoelastic relaxation and creep behaviors were derived from the elastic solution using the correspondence theorem. Besides the orthotropic mechanical properties of the composite, asymmetric mechanical property due to the different tensile and compressive properties were also considered. Except the deviation affected by the relatively large thickness of the specimen compared to the radius, the calculated relaxation showed good agreement with the experimental result.

키워드

참고문헌

  1. Viscoelasticity(2nd Ed.) Wilhelm
  2. Strength of materials(3rd Ed.) S.Timoshenko
  3. Trans.ASME Journal of Engineering for Industry v.90 Stress Analysis of Unnotched C-rings Used for Stress Cracking Studies S.O.Fernandez;G.F.Tisinai
  4. Journal of Material Science v.10 The Compression Strength of Unidirectional Carbon Fiber Reinforced Plastic N.L.Hancox
  5. Journal of Materials Science Compression Strength of Carbon, Glass and Kevlar-49 Fiber Reinforced Polyester Resins M.R.Piggot;B.Harris
  6. Advanced Mechanics of Materials(2nd Ed.) F.B.Seely;J.O.Smith
  7. Theory of elasticity(3rd Ed.) S.Timoshenko;J.N.Goodier
  8. 24 Prime Park Way Natick MA 01760-1500 MATLAB
  9. Mechanics of Composite Materials R.M.Jones
  10. Fiber-Reinforced Composites P.K.Mallick
  11. Hibbit ABAQUS