π-빔 구조물의 파라미터 최적화 및 3차원 직조 프리폼 적용 연구 :A Study on Parameter Optimization and Application of 3D Weave Preform for π-Beam Structures

박건태

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박건태 (창원대학교, 창원대학교 대학원)

지도교수: 송정일

발행연도: 2020

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2020

π-빔 구조물의 파라미터 최적화 및 3차원 직조 프리폼 적용 연구

박건태 메카트로닉스공학부 2020.01 학위논문

적층복합재료 T-빔 기반의 3차원 직조 프리폼 π-빔 개발

박건태 Composites Research 2020.01 학술저널

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Carbon Fiber Reinforced Plastic is used in a wide range of fields such as aerospace industry and automobile industry because of its light weight, specific strength and rigidity. However, delamination occurs in which the fiber and the resin layer are separated, because generally carbon fiber is used in CFRP laminates. It is possible to prevent delamination when a structure is manufactured by using a three-dimensional solid preform (3D preform) woven in the thickness direction of the layer. In this study, we apply the 2D carbon fiber for the beam structure, optimize the parameters of the beam through the experimental evaluation and analysis, and then try to find the optimum strength of the beam by manufacturing the 3D beam. and A 3D preform pi beam was fabricated to verify the previous results and compared with the laminated composite material.
The finite element analysis showed the highest strength in case 6 and high stress distribution in Pi support. Both the direct tensile test and the bending test showed the highest strength in Case 6 and were verified by comparing with the finite element analysis. That is, when the thickness of the pi support is thick, the strength is relatively high. These designs and variables are expected to exhibit high strength when applied to pi-beams. However, in the case of 3D preforms, additional research is needed because weaving in the thickness direction affects the overall strength.

#3D Weaving #Parameter #π-Beam #Finite element analysis #Pull-off Joint Test #Beam Bending Test

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구 배경 1
2. 연구 필요성 및 목적 3
Ⅱ. 이론적 배경 5
1. 탄소섬유강화플라스틱 5
2. 유한 요소 이론 8
3. 3D 직물 11
4. VARTM 13
Ⅲ. 연구 내용 및 방법 14
1. 사용 재료 14
2. 파라미터 선정 15
3. 유한요소해석 20
4. 3D 프리폼 직조 22
5. 복합재료 빔 구조물 제조 24
6. 빔 구조물 실험적 평가 26
Ⅳ. 연구 결과 및 고찰 30
1. 유한요소해석 결과 30
2. 빔 구조물 실험적 평가 결과 37
3. 결과 비교 및 분석 45
Ⅴ. 결 론 51
참 고 문 헌 53
ABSTRACT 58

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