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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 盧辰昊
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
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최근 직물복합재료는 미래의 경량화 구조물로서 연구가 이루어 지고 있다. 여기서 3-방향직물복합재료(Triaxial Woven Fabric Composite)는 기본 직물복합재료에 비해 기계적 준 등방성(Quasi-isotropic)의 특징을 가지고 열 기계적 복원력이 좋은 특성이 있다. 3-방향 직물이란 0도, +60도, -60도의 세가지 방향으로 섬유가 꼬여있는 복합재료이고 3차원 기계적 거동에서 평면내부와 외부가 서로 영향을 미치며, 평면내부의 강도가 기하학적 비선형 변화를 가진다. 또한, 프아송 비가 변화하며, 층간 파손에 뛰어나고 비강성이 뛰어나 변형에 대한 복원력이 좋다. 그러나 섬유가 꼬여있는 복잡한 형태의 구조물로서 재료의 거동의 예측이 쉽지 않다.
본 연구에서는 3-방향직물복합재료의 대표단위셀을 빔 모델을 이용하여 모델링 하는 방법으로 중요한 주기적 경계 조건과 부피 비율을 고려한 혼합법칙(Rul of Mixture)와 Halpin-Tsai의 Semi-Empirical 관계를 이용하여 섬유와 수지의 물성이 함께 고려되게 모델링 하였다. 대표단위셀의 모델에 인장, 전단, 굽힘, 비틀림의 시험을 모사한 유한요소 구조 해석을 통해 강성 행렬을 예측하였고 이 강성 행렬을 3-방향직물복합재료 붐 구조물에 적용하여 비선형 해석을 통해 구조물의 굽힘에 대한 거동을 확인하였다.
본 연구에서는 3-방향직물복합재료의 대표단위셀을 빔 모델을 이용하여 모델링 하는 방법으로 중요한 주기적 경계 조건과 부피 비율을 고려한 혼합법칙(Rul of Mixture)와 Halpin-Tsai의 Semi-Empirical 관계를 이용하여 섬유와 수지의 물성이 함께 고려되게 모델링 하였다. 대표단위셀의 모델에 인장, 전단, 굽힘, 비틀림의 시험을 모사한 유한요소 구조 해석을 통해 강성 행렬을 예측하였고 이 강성 행렬을 3-방향직물복합재료 붐 구조물에 적용하여 비선형 해석을 통해 구조물의 굽힘에 대한 거동을 확인하였다.
목차
목 차요 약 i목 차 ii그림 목록 iv표 목록 vii제 1 장 서론1.1 연구 배경 11.2 연구 목적 4제 2 장 3-방향직물복합재료 물성과 주기적 경계조건2.1 부피비율(Volume Fraction) 62.2 혼합법칙(Rule of Mixture) 72.3 Halpin-Tsai Semi-Empirical Relation 82.4 주기적 경계조건(Periodic Boundary Condition) 9제 3 장 3-방향직물복합재료 모델링과 강성 행렬3.1 3-방향직물복합재료 모델링 133.2 복합재료 강성행렬 163.3 3-방향직물/에폭시 복합재료의 강성행렬 예측 19제 4 장 강성행렬 적용 시뮬레이션4.1 강성행렬 적용 인장 시뮬레이션 444.1.1 3-방향직물복합재료 인장 시험 444.1.2 인장 시뮬레이션 및 결과 464.2 3-방향직물복합재료 붐 해석 50제 5 장 결론 및 고찰 54참고문헌 55SUMMARY 60
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