초록 ▼

○ 연구개요
본 연구는 탄소복합소재의 신뢰성평가 기술개발을 위해 열화상카메라를 이용한 열응력해석기법과 기계적 물성시험을 통한 응력과 열 분포의 상관관계를 분석하여 열응력해석기법의 신뢰성을 확보하고자 하였다.
이를 위해 탄소복합소재에 대한 기계적물성과 열적특성분석의 DB를 구축하고자 하며 탄소복합재내부에 인공결합을 가공하여 비파괴검사를 수행하였다. 또한, 탄소복합재의 파괴인성시험을 통해 신뢰성평가에 대한 전체설계를 진행하고자 한다. 또한, 기계적 특성 시험과 유한요소해석인 수치해석기법을 이용하여 연구결과에 대해 신뢰성을 추

○ 연구개요
본 연구는 탄소복합소재의 신뢰성평가 기술개발을 위해 열화상카메라를 이용한 열응력해석기법과 기계적 물성시험을 통한 응력과 열 분포의 상관관계를 분석하여 열응력해석기법의 신뢰성을 확보하고자 하였다.
이를 위해 탄소복합소재에 대한 기계적물성과 열적특성분석의 DB를 구축하고자 하며 탄소복합재내부에 인공결합을 가공하여 비파괴검사를 수행하였다. 또한, 탄소복합재의 파괴인성시험을 통해 신뢰성평가에 대한 전체설계를 진행하고자 한다. 또한, 기계적 특성 시험과 유한요소해석인 수치해석기법을 이용하여 연구결과에 대해 신뢰성을 추가 검증하고자 한다.

○ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 세부별 연구목표의 추진체계에 따라 탄소복합재의 인장, 압축, 굴곡 시험편을 배향각에 따라 제조하고 국제시험규격에 의거하여 파괴 시의 열 분포와 기계적 물성치와의 상관관계를 규명하였다.
유한요소해석을 통해 실제 시험과의 비교를 통해 파손모드 비교분석을 수행하여 근사의 일치성을 확보였으며 복합적으로 파괴인성과 파괴모드에 관한 도출 및 분석을 진행하여 배향각에 따른 시험 진행을 통해 규격에 정의한 바와 같은 적합성을 확보하였다.
또한, 탄소복합재 내부에 결함의 형상 및 크기에 따른 비파괴 결함검출을 진행하고 이에 대한 영상처리 기법을 통해 결함검출 능력을 향상시킬 수 있는 알고리즘 데이터 확보 및 높을 일치성에 도달하였으며 최종적으로 구조 보강용으로 사용되는 T-Joint 구조물에 대한 열응력해석기법을 적용한 시험과 유한요소해석을 진행하여 이의 상관관계를 통해 신뢰성을 평가하였다.

○ 연구개발결과의 중요성
이와 같은 연구 결과를 통해 탄소복합소재의 적층각도, 적층방법 및 Ply 수에 따른 다양한 물성 및 강도 변화에 대한 기준을 정립할 수 있었으며 기계적 특성 분석 및 이론적 검증만으로 가능 했던 소재의 응력 분포를 가시화시킴으로써 다양한 소재의 기초 분석 수행이 가능한 데이터베이스를 제공할 수 있을 것으로 보인다.
또한, 탄소복합소재의 신뢰성평가 기술을 확보함으로서 우주항공 및 조선, 풍력, 신개념 무기체제등의 물성평가 및 결함검출의 기술을 확보할 수 있으며, 고전압 및 저전압 설비, 기계설비, 배관 및 신재생에너지 등 탄소융합복합소재를 적용한 대형 구조물의 결함평가에 대해 미개척 기술 분야의 적용이 가능할 것으로 보인다.


(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 열화상 및 열응력해석기법을 이용한 탄소복합재의 파괴거동 및 열적 분석 ... 5
• 2.2 열응력해석을 통한 탄소복합재의 응력가시화 ... 7
• 2.3 탄소복합재의 열화상 및 구조해석을 이용한 파괴인성분석 ... 10
• 2.4. 탄소복합재의 유한요소해석 ... 12
• 2.5 Thermal vision기법을 적용한 탄소복합재의 결함검출 및 신뢰성평가 ... 14
• 2.6 열응력해석기법을 통한 구조물 신뢰성평가 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 25
• 끝페이지 ... 35