초록 ▼

균일한 온도변화의 환경에 놓여있는 적층구조요소의 열응력특성을 파악하기 위해 길이방향으로 충분히 길고 중립면에 대칭인 [±θ] (sub)(s) angle-ply 적층판에 대한 준3차원 유한요소법을 이용한 열응력해석과 유한한 길이 및 폭을 갖는 [On/90n](sub)(s) cross-ply 적층판에 대한 3차원 유한요소법을 이용한 열응력해석 통하여 적층구조요소의 자유경계층 평면응력과 층간응력의 분포특성을 해석하였다. 또한 Carbon/Epoxy prepreg tape 를 이용하여 제작한 [On/90n](sub)(s), [-45n/+4

균일한 온도변화의 환경에 놓여있는 적층구조요소의 열응력특성을 파악하기 위해 길이방향으로 충분히 길고 중립면에 대칭인 [±θ] (sub)(s) angle-ply 적층판에 대한 준3차원 유한요소법을 이용한 열응력해석과 유한한 길이 및 폭을 갖는 [On/90n](sub)(s) cross-ply 적층판에 대한 3차원 유한요소법을 이용한 열응력해석 통하여 적층구조요소의 자유경계층 평면응력과 층간응력의 분포특성을 해석하였다. 또한 Carbon/Epoxy prepreg tape 를 이용하여 제작한 [On/90n](sub)(s), [-45n/+45](sub)(s), n=2,4,8 유한적층판의 저온 열응력실험을 수행하여 적층방법, 적층두께 및 기하학적 형상에 따른 적층판 자유경계층, 자유모서리 및 내부에서의 파손형태 (failure mode), 파손 기구(failure mechanism)등에 관한 열응력으로 인한 유한적층파늬 파손특성을 관찰하였다. 열응력으로 인한 적층판의 파손형태 및 파손기구는 기지와 보강섬유간의 접착상태와 기지의 재료특성에 큰 영향을 받고있는 transverse crack 과 층간 분리현상이다.

Abstract ▼

Thermal Stress Characteristics of Laminated Composites was investigated to study the effects of residual stresses on failure. Thermal stress distributions in [±θ]s angle-ply laminate and [On/9On]s thick cross-ply laminates with finite dimensions were analyzed using quasi three-dimensional FEM and th

Thermal Stress Characteristics of Laminated Composites was investigated to study the effects of residual stresses on failure. Thermal stress distributions in [±θ]s angle-ply laminate and [On/9On]s thick cross-ply laminates with finite dimensions were analyzed using quasi three-dimensional FEM and three-dimensional FEM, respectively. For [On/9On]s laminates, high thermal in-plane tensile normal stress in transverse direction and interlaminar tensile normal stress were predicted in 90 layer near free edge boundaries. These stress components resulted in transverse cracks of 90°layer.
Experments of damage developments due to thermal stresses was performed for the various laminate configurations and geometries of Carbon/ Epoxy composites. The major failure modes and failure mechanisms due to thermal stresses were transverse cracks, local 0/90 interface delaminations due to transverse cracks in outer layers, and free edge or free corner delaminations which were highly dependent upon the bonding conditions between fiber and matrix and the mechanical properties of matrix.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 준 3차원 유한요소 열응력해석...8
• 2-1. 문제설명 및 준 3차원 유한요소해석...8
• 2-2. 수치해석결과 및 고찰...16
• 3. 3차원 유한요소 열응력 해석...18
• 3-1. 문제설명 및 3차원 유한요소해석...18
• 3-2. 수치해석 결과 및 고찰...21
• 4. 유한적층판 열응력실험...25
• 4-1. 복합적층판에서의 열응력 원인...26
• 4-2. 저온 열응력 실험...28
• 4-3. 실험결과 및 고찰...29
• 5. 결 론...33
• 참고문헌...36
• 도표 및 그림...39