• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.10-20
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• 2003

본 논문에서는 임의의 방향각을 가지고 적층된 평직 복합재료에 대하여 미세구조를 모델링하고 수치실험을 통하여 등가물성치를 계산하였다. 층간 상호이동에 의한 평직복합재료의 섬유다발의 배열의 경우의 수는 무한대에 이르므로 여기서는 몬테 카를로법을 이용하여 지정된 경우의 수에 대하여 모델링과 해석을 수행하는 전략을 채택하였다. 또한 평직복합재료의 미세구조를 효과적으로 고려하고 모델링 및 계산시간을 절감하기 위하여 수정된 분할영역 적분에 의한 단일변위장 마크로요소를 사용하였다. 계산결과, 평직복합재료 적층판의 등가물성치는 적층간에 따라서 편차가 크게 나타날 수 있음을 확인하였다. 또한 고전적층판 이론으로 계산한 값과 비교하였을 때 $0^{\circ}$, $45^{\circ}$ 이외의 적층각에서 값의 차이가 크게 났는데, 이로부터 평직복합재료 구조물의 경우 고전적층판이론으로 계산한 등가물성치를 사용할 때 주의가 필요함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.33-39
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• 2016

본 논문에서는 3차원 평직 복합재료의 3-방향 섬유다발의 굴곡각에 따른 다양한 모델링을 구축하고, 제시한 모델에 대하여 등가 물성치를 예측하였다. 3차원 평직복합재료의 단위셀을 정의하고 미시역학 계산결과인 섬유다발 물성치를 사용하여 섬유다발에 굴곡각에 따라 물성치가 변화하도록 요소 물성축을 설정 후 3차원 평직 복합재료의 중시해석을 수행하였다. 계산결과 등가물성치는 참고문헌에 제시된 해석 및 실험값을 비교하여 타당성을 확보하였으며 계산결과 3-방향 섬유다발 굴곡각이 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 또한 초기파손 강도와 파손순서에 대해서도 조사하였다.

• Composites Research
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• 제15권2호
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• pp.1-10
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• 2002

본 논문에서는 특성길이 방법과 실험을 통하여 핀하중을 받는 평직 유리/에폭시 적층판 체결부의 강도를 평가하였다. 특성길이 및 강도에 영향을 미치는 인자들의 효과를 연구하기 위해, 핀과 원공이 접하는 부분에 코사인 하중을 가할 경우와, 적절한 변위경계조건으로 처리할 경우, 접촉요소를 사용하여 비선형 해석을 수행하는 경우 등 총 세가지 방법으로 특성길이 및 강도를 계산하였다. 또한 체결부의 강도는 사용하는 파손식의 영향을 받게 되므로 Tsai-Wu 파손식과 Yamada-Sun 파손식을 사용하여 결과를 비교하였다. 평직으로 이루어진 적층판과 일방향 프리프레그로 이루어진 적층판 모두에서 접촉요소를 사용한 비선형 해석이 시험과 가장 일치하는 결과를 나타내었다. 일방향 프리프레그만을 사용한 적픙판 체결부에서와 달리 모든 층이 평직으로 이루어진 유리/에폭시 채결부의 경우 Tsai-Wu 파손식을 사용한 결과가 실험값과 더 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.63-72
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• 2000

본 논문에서는 평직복합재료의 섬유다발의 배열 및 적층수가 등가물성치에 미치는 영향을 연구하였다. 임의로 적층된 2~32장의 평직복합재료 구조물의 단위구조를 모델링 하였고, 단위구조의 외부 경계 면에는 반복 경계조건을 가하였다. 등가물성치는 일축 인장시험 및 전단시험을 수치적으로 모사하여 계산하였고, 섬유다발 위상차의 무작위적 특성은 표본해석을 통해 고려하였다. 계산 된 등가물성치의 통계처리 결과, 두께가 얇은 평직복합재료의 $E_{xx}$와 $V_{xy}$는 위상차의 영향을 크게 받았고, 넓은 빈도분포를 보였다. 그러나 적층수가 증가함에 따라 분포의 폭은 감소하였고 평균값은 일정한 값으로 수렴하였다. 반면에, 섬유다발의 면내 방향으로의 이동 및 적층수의 변화는 $G_{xy}$에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.717-723
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• 2010

많은 연구자들이 평직 탄소섬유강화플라스틱에 대해서 연구해왔지만 피로 균열 진전에 관한 연구는 아직도 미지한 상태이다. 그리고 하중과 섬유 배열 각도에 따라 균열 진전 양상이 다름을 알 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 개의 섬유 배열각도($0^{\circ}$, $45^{\circ}$)에서 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전에 대해 연구하였다. 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전 테스를 하중비 0.1에 10Hz로 수행하였다. 그 시험 결과로써, 피로 균열 진전 속도(da/dN)와 에너지해방률(${\Delta}G$)과의 그래프를 도출하였고, 섬유 배열 각도에 따른 균열 진전 양상을 $0^{\circ}$의 경우에는 Mode I를 적용하였고, $45^{\circ}$의 경우에는 Mixed Mode를 적용하였다.

• Composites Research
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• 제13권1호
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• pp.11-24
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• 2000

평직복합재료에 있어서 두께와 적층 위상각의 변화가 기계적 거동에 미치는 영향을 수치적으로 연구하였다. 일축인장하중은 중첩법에 의한 단위구조해석에 의하여 모사되었으며 효율적인 계산을 위하여 마크로 요소 후처리기법이 사용되었다. 인접한 층간 위상각을 가지며 적층된 유한두께 평직복합재료 단위구조에 대하여 등가탄성계수를 구하였으며 단위구조를 구성하는 섬유다발 미세구조의 상세응력 분포를 계산하였다. 단일층 및 무한두께 적층형상에 대해서도 계산이 수행되었으며 그 결과가 상호 비교되었다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.8-21
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• 2000

본 논문에서는 평직복합재료에 있어서 섬유다발의 위상각 변화와 적층수에 따른 등가탄성계수의 저 균일도 문제를 연구하였다. 각 적층수에 따라 단순히 적층된 모델과 무한히 반복되어 적층된 모델에 대해 단위구조 해석을 수행하였다. 수치실험을 통해 탄성계수를 계산하였고, 이를 통계적으로 처리하였다. 계산 결과 평직복합재료의 등가탄성계수는 위상각과 적층수의 변화에 크게 의존하며 임의의 조합에 대하여 그 분포양상은 큰 차이를 보였으나, 전반적으로 적층수가 증가함에 따라 균일도가 높아지는 경향을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.941-948
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• 2016

직물 복합재료는 높은 비강성과 비강도를 가지며 일방향 복합재료에 비해 면외 방향 특성과 충격 및 층간분리에 대한 특성이 우수하여 항공우주 구조물의 주재료로 적용되고 있다. 본 논문에서는 2차원 평직 복합재료의 반복단위격자에 대한 기하학적 모델을 정의하고 유효강성을 예측하였다. 반복단위격자의 기하학적 형상은 다양한 프리폼 제작변수에 의해 결정될 수 있으며, Naik의 모델을 바탕으로 섬유다발간의 간극을 추가적으로 고려하는 수정된 기하학적 모델을 제시하였다. 평직 복합재료의 유효 강성은 반복단위격자에 대한 섬유다발 이산화 기법과 등변형률 가정 기반의 응력 평균화 기법을 사용하여 예측되었다. 또한 섬유다발간의 간극의 크기에 따른 강성의 변화를 평가하였으며, 기존 모델과 시편 시험 데이터와의 비교를 통해 강성 예측 결과를 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.862-868
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• 2013

직조 형태의 복합재료의 파손 메커니즘은 복합적이다. 지금까지 평직 복합재료를 대상으로 많은 연구가 이루어졌으나, 파괴 저항성 거동은 아직도 표준화 되지 못한 실정이다. 또한 섬유배열방향에 따라 다른 거동을 보인다. 그래서 하중방향에 대한 섬유배열방향에 따른 파괴 저항성 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 평직 CFRP 복합재료를 대상으로 다양한 섬유배열방향에 따른 파손강도 및 파괴 저항성 평가를 수행하였다.(섬유배열 방향: $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$) CT 시험편을 이용하여 모드 I 조건으로 시험을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제18권2호
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• pp.30-37
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• 2005

본 논문에서는 평직구조를 갖는 성층권 비행선 기낭의 하중막재에 대한 비선형 유한요소 해석 결과를 기술하였다. 평직구조를 갖는 하중막재의 미세구조를 3차원적으로 구현하였고, Updated Lagrangian 방법을 사용하여 기하학적 비선형성을 고려하였다 계산결과, 큰 변형률에서 비선형해석으로부터 얻은 응력-변형률 곡선은 선형해석의 결과와 큰 차이를 보였다. 또한 응력-변형률 곡선으로부터 얻은 비선형 탄성계수 값은 선형 탄성계수보다 큰 값을 보였는데 그 차이는 섬유의 굴곡도가 작은 경우 더욱 두드러지게 나타났다