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문제 정의
- 탄성 불균질 재료의 미시 역학적 이론적 기초(Part I) 에서 다수의 타원체 개재물이 모상 내에 균일하게 분포하고 있는 복합재료의 거시적 응력-변형 관계를 해석적으로 제시하였다. 본 연구에서는 Part I 의 해석 방법을 이용하여 복합재료의 탄성계수 및 열팽창계수에 관한 결과를 검토하였다.
- 즉, 탄성적으로 불균질한 요소로 구성된 복합재료의 거시적인 열팽창계수는 각 구성요소의 불균질한 열팽창을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 각 구성요소의 미시 역학 거동을 고려하여 거시적인 탄성계수와 열팽창계수의 표식을 나타내었다.
- 우선, 구상 입자를 분산시킨 복합재료, 원형단면의 장섬 유에서 일방향 강화한 복합재 및 두 개의 이상평판을 적충시킨 복합재에 대해서 얻을 수 있는 결과를 나타내고, 더욱이 단 섬유 일 방향 강화재에 대한 섬유의 축비의 영향을 조사한 결과에 대해서도 언급한다. 한편, 이하에 나타낸 표 식에 있어서, E는 영률, μ는 강성률, v는 Poisson비, K는 체적탄성률, k는 평면변형 체적탄성률(k =K+ μ/3), a는 선 팽창계수, f는 강화상의 체적분률이며, 또한 물리량 φ에 대해서 φ,φ', 및 φ"는 각각의 모상, 강화상 및 복합체에 대한 값을 나타내고 있다.
가설 설정
- 2는 일방향 섬유 강화재에 있어서 가장 커다란 강화 효과가 얻어지는 섬유 죽 방향에 주목하고, 그 방향의 영률 #의 섬유 체적률 의존성이 섬유 축비를 바꿈으로 해서 어느 정도 변화하는가를 유리 섬유-에폭시 복합체에 대해서 조사하여 나타낸 것이다. Fig. 2에서의 c/a 및 /는 각각 유리섬유의 축비와 체적률을 나타내고 있으며, 각 구성요소의 탄성률 및 Poisson비는 Eglass=7, 000kg/nim2, Vglass=0.23, Eepoxy =300kg/mm2, eeposy =0.36라 가정하였다. Fig.
- 종래의 단섬유 강화 복합재료의 영률에 관해서는 Cox7)의 모델이 기초가 되었다. 이 모델에서는 외부 응력에 대해 모상의 웅력 분포는 균일하다고 가정하고 단섬유 축 방향의 응력 분포를 규정하였다. 즉 섬유 축 방향의 탄성계수를 해석할 수 있는 모델이다.
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