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저속 충격 하중을 받은 탄소섬유강화 복합재 압력용기의 잔류강도 저하 평가
Evaluation of Residual Strength of CFRP Pressure Vessel After Low Velocity Impact 원문보기

복합재료 : 한국복합재료학회지 = Journal of the Korean Society for Composite Materials, v.21 no.3, 2008년, pp.9 - 17  

박재범 (국방과학연구소) ,  김동륜 (국방과학연구소) ,  김형근 (국방과학연구소) ,  황태경 (국방과학연구소)

초록
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본 논문에서는 저속충격하중을 받은 필라멘트 와인딩 탄소섬유강화 복합재 압력용기의 잔류강도 저하특성에 대한 수치해석 및 실험결과에 대해서 논한다. 복합재 압력용기의 원통부의 여러 곳에 대해 낙하 공구의 끝단을 모사한 삼각형 충격자를 사용한 저속 충격시험이 실시되었고, 유한요소해석을 수행하여 충격시의 기계적 변형 및 응력분포 거동에 대한 예측을 실시하였다. 충격하중을 받은 복합재 압력용기의 잔류강도 저하 특성을 정량적으로 평가하기 위해, 충격부위를 포함하는 원환시편을 압력용기의 실린더부로부터 채취하여, 원주방향 내압인장강도 측정 수압시험법으로부터, 원환시편의 수압파열 압력을 측정하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 충격 에너지의 수준에 따른 잔류강도 변화가 성공적으로 계측되었으며, 복합재 압력용기의 충격손상허용을 정량적으로 평가하기 위한 유용한 방법론이 정립되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the low velocity impact characteristics of filament winding CFRP pressure vessel was investigated using numerical and experimental methods. The cylinder part of CFRP vessel was impacted using triangular shape impactor which simulated the sharp edge of dropping tools and impact respons...

주제어

#탄소섬유강화 복합재   #필라멘트 와인딩 압력용기   #저속 충격   #잔류강도   #유한요소 해석  

참고문헌 (8)

  1. C. C. Poe Jr., "Impact Damage and Residual Tension Strength of a Thick Graphite/Epoxy Rocket Motor Case," J. of Spacecraft and Rockets, Vol. 29, No. 3, May-June, 1992, pp. 394-404 

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  2. S. Kobayashi, T. Imai and S Wakayama, "Burst Strength Evaluation of the FW-CFRP Hybrid Composite Pipes Considering Plastic Deformation of the Liner," Composites Part A, Vol. 38, 2007, pp. 1344-1353 

    상세보기 crossref

  3. S. Wakayama, S. Kobayashi, T. Imai and T Matsumoto, "Evaluation of Burst Strength of FW-FRP Composite Pipes After Impact Using Pitch-Based Low-Modulus Carbon Fiber," Composites Part A, Vol. 37, 2006, pp. 2002-2010 

    상세보기 crossref

  4. C. Breen, F. Guild and M. Pavier, "Impact of Thick CFRP Laminates: the Effect of Impact Velocity," Composites Part A, Vol. 36, 2005, pp. 205-211 

    상세보기 crossref

  5. 공창덕, 김영광, 이승현, "탄소/에폭시 복합재 적층판과 강판의 저속충격 거동에 관한 비교 연구," 한국복합재료학회지, 제20권 제5호, 2007, pp. 1-6 

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  6. 김형원, 윤영주, 나성엽, "Graphite/Epoxy로 만든 두꺼운 관의 저속충격손상에 관한 연구," 한국추진공학회지, 제4권 제2호, 2000, pp. 31-38 

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  7. S. Abrate, "Impact on Composite Structures," Cambridge University Press, 2005 

  8. MSC DYTRAN REFERENCE MANUAL 

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