본 논문은 탄소섬유복합재의 다양한 적층구조에 대한 이론적 접근과 시뮬레이션을 통한 해석적 방법으로 구조강성을 연구하고 시험을 통한 검증을 바탕으로 제품설계에 응용한 연구이다. 본 연구에서는 고전 적층 판 이론을 응용하여 최종적으로 복합재료 적층 판의 강성도를 구하는 것을 목적으로 한다. 복합적층판에서의 인장강성도와 굴곡강성도를 기존의 이론식으로 계산하였다. 그리고 ANSYS 프로그램을 이용하여 기초물성치를 계산하고 입력한 다음, 구조해석을 실시하였다. 이론값과 해석값을 비교하여 상관관계를 분석한 후, 이 결과값들의 신뢰성을 얻기 위해서 시험을 실시하였다. 사용된 재료는 직물형 프리프레그와 일방향성 프리프레그를 사용하여 적층구성에 따라 4가지로 제작했다. 제작된 시편은 ASTM D3039, ASTM D790 에 따라 각각 ...
본 논문은 탄소섬유복합재의 다양한 적층구조에 대한 이론적 접근과 시뮬레이션을 통한 해석적 방법으로 구조강성을 연구하고 시험을 통한 검증을 바탕으로 제품설계에 응용한 연구이다. 본 연구에서는 고전 적층 판 이론을 응용하여 최종적으로 복합재료 적층 판의 강성도를 구하는 것을 목적으로 한다. 복합적층판에서의 인장강성도와 굴곡강성도를 기존의 이론식으로 계산하였다. 그리고 ANSYS 프로그램을 이용하여 기초물성치를 계산하고 입력한 다음, 구조해석을 실시하였다. 이론값과 해석값을 비교하여 상관관계를 분석한 후, 이 결과값들의 신뢰성을 얻기 위해서 시험을 실시하였다. 사용된 재료는 직물형 프리프레그와 일방향성 프리프레그를 사용하여 적층구성에 따라 4가지로 제작했다. 제작된 시편은 ASTM D3039, ASTM D790 에 따라 각각 인장시험과 굽힘시험을 실시하여 강도와 변형량, 응력 값을 얻었다. 이 시험결과와 ANSYS ACP모듈로 구조해석을 실시하여 얻은 해석결과와 이론적 계산결과를 비교분석하여 탄소섬유복합재료 구조물의 최적의 적층구성을 선정했다. 설계된 결과를 바탕으로 실제로 산업현장에 사용될 제품이송용 로봇 툴을 제작했으며, 구조물의 내구수명테스트를 통해 제품의 안전성에 대한 검증을 확인했다.
본 논문은 탄소섬유복합재의 다양한 적층구조에 대한 이론적 접근과 시뮬레이션을 통한 해석적 방법으로 구조강성을 연구하고 시험을 통한 검증을 바탕으로 제품설계에 응용한 연구이다. 본 연구에서는 고전 적층 판 이론을 응용하여 최종적으로 복합재료 적층 판의 강성도를 구하는 것을 목적으로 한다. 복합적층판에서의 인장강성도와 굴곡강성도를 기존의 이론식으로 계산하였다. 그리고 ANSYS 프로그램을 이용하여 기초물성치를 계산하고 입력한 다음, 구조해석을 실시하였다. 이론값과 해석값을 비교하여 상관관계를 분석한 후, 이 결과값들의 신뢰성을 얻기 위해서 시험을 실시하였다. 사용된 재료는 직물형 프리프레그와 일방향성 프리프레그를 사용하여 적층구성에 따라 4가지로 제작했다. 제작된 시편은 ASTM D3039, ASTM D790 에 따라 각각 인장시험과 굽힘시험을 실시하여 강도와 변형량, 응력 값을 얻었다. 이 시험결과와 ANSYS ACP모듈로 구조해석을 실시하여 얻은 해석결과와 이론적 계산결과를 비교분석하여 탄소섬유복합재료 구조물의 최적의 적층구성을 선정했다. 설계된 결과를 바탕으로 실제로 산업현장에 사용될 제품이송용 로봇 툴을 제작했으며, 구조물의 내구수명테스트를 통해 제품의 안전성에 대한 검증을 확인했다.
This study investigates a structural rigidity of CFRC based on a micro-mechanics theory for various layering scheme and the results are compared with simulated ones using ANSYS for different layering schemes. These results are also reviewed with experimental ones. Subsequently the computer modeling ...
This study investigates a structural rigidity of CFRC based on a micro-mechanics theory for various layering scheme and the results are compared with simulated ones using ANSYS for different layering schemes. These results are also reviewed with experimental ones. Subsequently the computer modeling scheme is validated for future design improvement. In this study, the purpose of applying the classical theory of laminated plate is to estimate a modulus of the composite structure in theory first. The tensile and bending stiffness of the composite structure are calculated with existing theory and these values are correlated with those from ANSYS for further manipulation to form full scale modulus matrix. A series of experimental results are utilized for further validation. The test specimens are prepared in 4 different configurations by combining a fabric type and a unidirectional type prepreg. Each specimen is set to conduct both tensile and bending test according to ASTM D3039 and ASTM D790, respectively, to obtain a strength, deformation and stress values etc. The results are analyzed by comparing the test results and those with ANSYS and with theoretical calculations. The overall results provide the optimum combination of layering scheme as well as the thickness value of the product. Based on these design recommendation, a final product is produced for industrial robot boom and arm. These products are also tested for fatigue life and all are tested well within a required life cycle.
This study investigates a structural rigidity of CFRC based on a micro-mechanics theory for various layering scheme and the results are compared with simulated ones using ANSYS for different layering schemes. These results are also reviewed with experimental ones. Subsequently the computer modeling scheme is validated for future design improvement. In this study, the purpose of applying the classical theory of laminated plate is to estimate a modulus of the composite structure in theory first. The tensile and bending stiffness of the composite structure are calculated with existing theory and these values are correlated with those from ANSYS for further manipulation to form full scale modulus matrix. A series of experimental results are utilized for further validation. The test specimens are prepared in 4 different configurations by combining a fabric type and a unidirectional type prepreg. Each specimen is set to conduct both tensile and bending test according to ASTM D3039 and ASTM D790, respectively, to obtain a strength, deformation and stress values etc. The results are analyzed by comparing the test results and those with ANSYS and with theoretical calculations. The overall results provide the optimum combination of layering scheme as well as the thickness value of the product. Based on these design recommendation, a final product is produced for industrial robot boom and arm. These products are also tested for fatigue life and all are tested well within a required life cycle.
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