• Composites Research
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 논문에서는 면내하중을 받는 복합적층판의 저속충격거동과 손상을 해석하였다. 초기부터 존재하는 면내변형률을 고려하여 판의 변위장을 새롭게 가정하고, 이 가정된 변위장에 따른 적층판의 구조거동에 대한 유한요소방정식을 유도하였으며, 유한요소해석 프로그램을 코딩하였다. 유한요소해석을 수행하여 참고문헌의 수치해석 결과와 비교하였으며, 충격에너지는 동일하나 충격체의 질량과 속도가 다른 조건에 대해서도 해석하여 초기 면내하중의 영향을 분석하였다. 바닥으로부터 첫 번째 층간면에서의 잠재적인 층간분리 파손영역을 추정하여 초기 인내하중 및 충격조건에 따른 크기의 변화를 고찰하였다.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.18-22
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• 2009

본 논문에서는 복합적층판의 저속충격실험을 통하여 충격력과 충격거동의 관계를 확인하였다. 또한 육안으로 확인하기 어려운 손상역영을 탐지하기 위하여 비파괴검사인 c-scan을 이용하였다. CAI실험을 통하여 저속충격을 받은 복합적층판의 압축강도를 측정하였다. 저속충격실험, 비파괴검사, CAI실험을 통한 복합적층판의 저속충격거동 특성을 확인하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하여 가상의 확률분포를 나타냈다. 가시화된 통계적 확률분포를 이용하여 주요변수들을 비교 및 분석하였다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.50-57
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• 2003

저속충격을 받는 복합적층판의 충격거동을 해석하기 위하여 많은 연구자들이 수정된 Hertz의 접촉법칙이나 실험적으로 구한 정적압입법칙을 사용하여 왔다. 본 연구에서는 이들이 사용했던 충격해석방법에 대만 물리적 의미를 고찰하였으며, 두 법칙의 차이가 실제로 적층판의 충격거동해석에 미치는 영향을 고찰하였다. 나아가 접촉법칙에 사용되는 접촉상수 및 지수의 크기를 임의로 변경하여 해석함으로써 접촉법칙이 충격거동해석의 결과에 미치는 영향을 살펴보았다. 최종적으로 선형화된 접촉법칙을 적용하여도 충격거동해석을 정확히 수행할 수 있음을 보였다. 이 개념을 응용하면 충격문제해석을 위한 부가적인 프로그램 개발 없이 범용 유한요소해석 프로그램으로도 복합적층판의 저속충격거동을 해석할 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.757-770
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• 1991

본 연구에서는 조속충격을 받는 복합적층판의 거동에 대해 횡전단변형과 대처 짐효과를 동시에 고려하여 선형해석한 결과와의 차이를 비교, 검토하여 저속충격무제 의 해석에 있어서 비선형해석의 중요성을 보이는데 있다.그리고 충격체의 질량과 속도가 충격하중과 판의 거동, 그리고 동적 변형도등에 미치는 영향을 파악하여 복합 적층판의 외부 물체에 의한 저속충격문제를 이해 하고자 한다.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.1-6
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• 2010

진주조개를 모방한 생체모방 복합재료의 저속충격 하에서의 동적 거동에 대해 연구하였다. 이러한 복합재료는 단백질과 미네랄 층이 계층구조를 이루고 있다. 유한요소해석을 사용하여 복합재료의 충격거동을 해석하였다. 복합재료의 계층구조가 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 생체모방구조물은 계층구조의 차수가 높아짐에 따라 저속충격에 대해 충격지점에서 구조물이 받는 최대 응력과 변위, 접촉하중을 감소시킨다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.116-122
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• 2013

본 연구는 동일한 코어재를 가지는 알루미늄과 유리섬유의 하니컴 샌드위치 판넬의 저속 충격시 발생하는 충격 거동 및 압축 실험을 통하여 압축 강도와 압축 계수를 살펴본다. 저속 충격을 받는 하니컴의 충격 거동을 살펴보기 위하여 중량 낙하식 충격 시험을 실시하며, 충격을 가한 후 데이터 분석 및 현미경을 통하여 전형적인 충격파손모드와 손상정도를 비교 평가하였다. 동일한 충격에너지일 때 유리섬유 하니컴 샌드위치 판넬이 알루미늄 하니컴 샌드위치 판넬보다 최대 하중이 높고, 탄성 에너지가 크며, 충격 강도가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 탄소/에폭시 복합재 적층판과 강철평판의 저속충격 거동에 관한 비교 연구를 수행하였다. 각각의 평판의 해석을 위한 판의 충격거동의 타당성을 검증하기 위해 Karas 모델을 사용하여 해석 검증을 하였다. 충격거동 비교연구를 위한 모델은 Karas 모델과 동일한 두께의 강철평판을 모사하였고, 같은 두께의 복합재 적층판을 모사하기 위하여 $[0/90/45/-45/-45/45/90/0]_{8S}$ 적층각을 이용하여 모델링 하였다. 각각의 판에 대한 저속충격 거동을 비교하기 위해 일정한 속도로 낙하하는 충격체 무게별 해석과 일정한 무게를 가진 충격체의 속도변화에 따른 해석 결과를 비교 연구하였다. 연구결과 복합재 적층판과 강철평판의 물성치로 인하여 접촉하중과 판의 변위에서는 결과값의 차이를 보였으나 복합재 적층판의 경우가 판의 유연한 특성으로 충격완화 효과가 보였으며 강철평판 보다 무게비와 충격손상에 대한 우수성을 확인하여 볼 수 있었다.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.1-8
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• 2006

적층 복합재료에 가해지는 저속충격에 의한 동적 거동 및 손상의 예측은 복합재 구조물의 설계에 중요한 문제가 되고 있다. 특히 저속충격에 의한 손상을 기술하기 위하여 적층판 내의 면내응력 뿐만 아니라 층간응력이 중요한 역할을 하는데, 기존의 전통적인 접근 방법은 이들을 효과적으로 기술하지 못하는 단점이 있다 본 논문에서는 이러한 동적거동 및 손상을 기술하기 위한 수치해석 모델로서 내부 미시구조를 고려한 직접수치모사(DNS)방법을 이용하여 DNS 모델을 구성하였다. 그리고 이를 저속충격 문제에 적용하여 저속충격에 의한 동적 거동 및 재료내의 층간응력 해석을 미시적으로 접근하였다. 이때 기존의 거시적인 접근 방법에 따른 균질모델의 결과와 비교 해석을 보였다. 한편 복합재료 적층판의 효율적인 저속충격해석을 위하여 DNS 개념을 적용한 멀티스케일 모델을 개발하여 기존의 균질화된 모델에서 보일 수 없었던 충격 부위의 국부적인 동적 거동을 효과적으로 기술하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.75-83
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• 2010

복합적층판은 다른 금속재료에 비해 높은 비강도, 비강성 등의 우수한 역학적 특성을 지니므로, 최근 다양한 분야에서 사용하고 있다. 그러나 이러한 복합적층판은 충격에 약하다는 단점이 있다. 그리하여 복합적층판의 충격거동에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 충격거동을 조사하기 위해서는 우선 충격체와 복합적층판사이의 접촉력을 계산하여야 한다. 접촉력을 알기 위해서는 운동방정식, 복합적층판의 운동방정식 그리고 압입량에 관한 관계식을 동시에 풀어야 한다. 본 연구에서는 고전적인 헤르츠식, 썬식, 썬&양식 그리고 썬&탄식을 포함한 유한요소프로그램을 이용하여 복합적층판의 저속충격거동을 조사한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권12호
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• pp.2982-2994
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• 1993

Low-velocity impact responses of composite laminates are investigated using the finite element method based on various theories. In two-dimensional nonlinear analysis, a displacement field considering higher order shear deformation and large deflection of the laminate is assumed and a finite element formulation is developed using a C$^{o}$-continuous 9-node plate element. Also, three-dimensional linear analysis based on the infinitesimal strain-displacement assumptions is performed using 8-node brick elements with incompatible modes. A modified Hertzian contact law is incorporated into the finite element program to evaluate the impact force. In the time integration, the Newmark constant acceleration algorithm is used in conjuction with successive iterations within each time step. Numerical results from static analysis as well as the impact response analysis are presented including impact force histories, deflections, strains in the laminate. Impact responses according to two typical low-velocity impact conditions are compared each other.