Size Effects on the Compressive Strength of Composite Plates with an Open Hole

홀을 갖는 복합재 적층판의 압축강도에 대한 크기 효과에 관한 연구

Over two decades, many researchers have performed studies on strength size effects in composite laminates under tensile and flexural loads. It is well known that there is a tendency for the strength of fibre-reinforced composites to decrease with increasing specimen size. Under compressive load, however, little work has been done on the effect of specimen size to failure strength. This is due to the fact that compressive testing of composite is very difficult. In this paper, the effect of the test specimen size on the compressive strength of composites containing open hole was considered using T300/924C, $>[45/-45/0/90]_{3S}$. For sizing test specimens, the in-plane scaling method is used i.e., the change of two- dimensional specimen area in specimen width and gauge length. The results clearly show that there is a hole size effect in the finite width plates. In addition, the specimens which have the same a/W(hole diameter/specimen width) exhibit a tendency of size effect. In contrast, test results of the unnotched specimens did not show a clear strength size effect.

지난 20년 동안 인장하중과 굽힘 하중 상태에서 복합재료 적층판의 크기효과에 관한 많은 연구가 수행되었으며, 시편의 크기를 증가함에 따라 복합재 적층판의 강도가 저하되는 경향은 잘 알려져 있다. 그러나, 복합재 압축시험의 어려움으로 인해 압축하중 상태에서 시편의 파괴강도에 대한 크기효과에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 홀을 갖는 복합재의 압축 강도에 대한 크기 효과를 고찰하기 위해 T300/924C, $>[45/-45/0/90]_{3S}$를 사용하였으며, 시편의 크기 변화를 위해 2차원면적 변화(시편의 폭 및 길이 변화)를 고려하는 평면 스케일링 방법을 사용하였다. 실험 결과는 유한폭을 가지는 평판에 대한 명확한 홀 크기 효과를 보였을 뿐만 아니라, 같은 a/W(홀 직경/시편 폭)를 갖는 시편에서도 크기 효과를 확인할 수 있었다. 반면에, 홀이 없는 시편은 명확한 강도 크기 효과를 보이지 않았다.