Effect of Cold Temperature Dry and Elevated Temperature Wet on Mechanical Properties of CFRP Composites

The mechanical behavior of carbon fiber reinforced polymeric (CFRP) composites was investigated. Both strength and modulus were measured at room temperature dry, cold temperature dry, $-55^{\circ}C$, and elevated temperature wet, $82.2^{\circ}C$ on seven different laminate configurations consisting of $[0_6]_T$, $[90_{12}]_T$, $[0_{16}]_T$ and $[90_{16}]_T$ unidirectional laminates, $[{\pm}45]_{5S}$ angle-ply laminate, $[0/90_{12}/0]_T$ cross-ply laminate, a 36-ply laminate $[0/45/-45/45/-45/0]_{3S}$. Based on the experimental data presented, it is shown that the strength at cold temperature dry, $-55^{\circ}C$ is increased with the brittleness of fiber or matrix. Moreover, it is shown that both shear strength and modulus at elevated temperature wet, $82.2^{\circ}C$ are decreased by the cause of interfacial deterioration between fiber and matrix with moisture absorption.

냉각() 및 고온다습 조건()이 탄소섬유강화 복합재의 기계적 특성에 미치는 영향 연구

본 인구에서는 탄소섬유강화 복합재 구조물의 실제 사용조건인 환경에 따른 기계적 특성 연구를 수행하기 위하여, $[0_6]_T$, $[90_{12}]_T$, $[0_{16}]_T$, $[{\pm}45]_{5S}$, $[0/9012/0]_T$, $[0/45/-45/45/-45/0]_{3S}$의 실험을 통해, 복합재의 강도와 강성을 측정 하였다. 실험 결과, 환경조건에서 복합재의 파손 거동을 파악하고 설계관련 데이터베이스를 확보하였다. 저은 건조 조건에서 강도의 증가는 저온($-55^{\circ}C$)에서 섬유 촉은 모재의 취성 증가의 요인으로 분석된다. 고온다습 조건의 진단강도와 전단탄성계수 감소는 침투한 수분에 의해 섬유와 모재의 결합부의 물성이 저하한 것으로 분석된다.