Composite structures have been designed by stacking the laminae with different stacking angles to meet the required mechanical performance. Although the induced stresses on the composite structures under the external loads usually differ depending on the location, we determined the stacking sequence based on the maximum stress, which leads to low efficiency and generally is not the optimum design. Recently, piecewise integrated composites (PICs) were suggested for solving this inefficiency. PICs assume the perfect bonding between adjacent pieces, but this is ideal and hard to accomplish. Therefore, the overlap at the boundary is essential to prevent separation from each other. In this study, we investigated the effect of the overlap design on the impact failure mode of PIC plates. We fabricated the sample composite plates with different overlap designs using the fast curing carbon prepreg and conducted the impact tests according to ASTM D 7136. We found that PICs had different failure modes according to the overlap design, which lead the changes of absorbed impact energies as well as impact load curves.

복합재료 구조는 필요한 기계적 성능을 충족하기 위해 서로 다른 적층 각도로 적층하여 설계되었다. 외부 하중을 받는 복합재료 구조물에 대한 발생하는 응력은 위치에 따라 다르지만, 최대 응력을 바탕으로 적층 순서를 결정하는데, 이는 효율적이지 않으며 일반적으로 최적의 설계가 아니다. 최근 이러한 비효율성을 해결하기 위해 구간 조합 복합재료(PIC)가 제안되었다. PIC는 인접한 조각들 사이의 완벽한 결합을 가정하지만, 이것은 매우 이상적이고 달성하기 어렵다. 따라서 경계에서의 중첩은 서로 분리되지 않도록 하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 중첩 설계가 PIC 플레이트의 충격 파손 모드에 미치는 영향을 조사하였다. 속경화 탄소섬유 프리프레그를 이용하여 서로 다른 겹침부 형상 및 절개선 간격을 가지는 시험편을 제작하였으며, ASTM D 7136에 따라 충격시험을 수행하였다. 복합재료 적층판의 충격 파손 형태는 겹침부 설계에 따라 서로 다른 양상을 가졌으며, 이로 인해 충격흡수에너지 및 충격하중곡선의 경향에도 영향을 주었음을 알 수 있었다

Keywords: 구간 조합 복합재료(Piecewise integrated composites), 충격(Impact), 겹침(Overlap)