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문제 정의
- 본 연구에서는 복합재료 하니콤 샌드위치 구조물의 제작공정으로 사용되는 일체성형 및 다단계성형공정 등 적용 공정의 차이에 따른 샌드위치 구조물의 외피와 하니콤과의 접합강도 특성을 수분흡수 시험 및 기계적 시험을 통하여 분석하였다 또한 하니콤 손상된 샌드위치 구조물의 수리시 적용하는 수리 온도조건 및 흡수된 수분이 접합강도에 미치는 영향을 고찰하였다.
- 본 연구에서는 이러한 두 가지 공정 방법에 따른 접합 구조의 차이에서 오는 기계적 접합 특성을 연구하기 위하여 각 경화 공정에 따라 제작된 샌드위치 시편에 대해 평면인장/압축시험(Flatwise Tension /Compression Test, 'FTT /FCT' 라 칭함) 및 Climbing Drum Peel Test(이하, DPT 라 칭함) 등을 수행하였다.(15~17) 또한 하니콤 판넬 내부에 축적된 수분이 하니콤 샌드위치 복합재료 내부로 확산(diffusion) 축적되는 거동과 수분이 침투되었을 때 흡수된 수분과 손상수리 시에 가해주는 온도로 인해 발생하는 내부 수증기압력을 산정하여 이로 인한 하니콤 판넬의 접합강도의 특성 변화를 실험적으로 비교 평가하였다.
가설 설정
- 6(b)에서 계산 가능한 각 부분품의 면적에 대해 흡수된 포화 수분량을 공제해 줌으로써 각 부분품 내부로는 확산에 의해 더 이상 수분이 흡수되지 않는 포화 상태에 도달한 시점이라 가정할 수 있는 400 시간이후 수분흡수 종결시점까지의 시편 내부의 하니콤 셀 안에 축적된 수분량을 산정할 수 있다. 이때 복합재료 외피, 하니콤, 접착제에 축적되는 각각의 포화 수분흡수량 %는 하니콤 샌드위치 구조물에 적용된 경화공정에 무관하다고 가정하였다. 셀 1 개의 내부 부피, 셀 1개 안에 축적된 수분의 양, 온도 등을 알면 중기압표로부터 시점 t 에서의 셀 내부의 압력을 평가 할 수 있다.
- 하니콤의 내부에 축적된 수분이 내부 증기 압력에 미치는 영향은 수리 온도 조건이 단시간 안에 주어진다는 가정 하에 수리 온도 T 가 177℃라 하면 셀 1 개에서의 증기압력 P 를 열역학적 증기표(21)(steam table)를 참조하여 구하면 이온도 영역에서는 과열상태(super heated state)로 증기 압력은 약 775 kPa(약 7.65 기압)으로 얻어 진다. 이때 증기표에 의해 얻어진 셀 내부에 축적된 수분의 압력-온도곡선(Fig.
- 한편 열역학적 증기표를 사용하지 않고, 수리온도 조건이 주어지는 경우 셀 안의 수분은 대부분 고온의 수리온도(1771)에서 과열상태에 있으므로 공기에 의한 분압(partial pressure)이 없고 수증기는 이상기체 (ideal gas) 거동을 따른다고 가정하여 Eq. (1)의 이상기체 상태방정식에 대입하면 P= 818.
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