Original Article
  • A Study on the Determination of In-Plane Permeability of Fiber Preforms
  • Moon Kwang Um, Sang Kwan Lee, Tae Wook Kim, Jong Hoon Kim, Sung Wi Koh
  • 섬유 보강재의 면내 투과성 계수 결정 방법에 관한 연구
  • 엄문광(한국기계연구원 복합재료그룹), 이상관(한국기계연구원 복합재료그룹), 김태욱(한국기계연구원 복합재료그룹), 김종훈(부경대학교 제어기계공학과), 고성위(부경대학교 제어기계공학과)
Abstract
복합재료 성형시에는 기지재료가 보강재 사이로 침투되는 수지 유동[1]이 필연적으로 형성되므로, 이들성형 공정을 해석하려면 유동 특성의 정량화는 필수적이다. 수지 유동시 보강재의 유동 전도도에 대한 실제적 척도인 투과성 계수(permeability)는 보강재의 형상, 직조패턴, 섬유 체적율 등에 의존하는 물성이다. 따라서 본 연구에서는 원형 주입구를 통하여 비등방성 매질로 수지가 충전되는 과정을 예측할 수 있는 근사해의 유도, 수치 해와의 검증을 통하여 투과성 계수를 간단하게 결정할 수 있는 모델을 개발하였으며, 다공성 매질의 비등방도가 심할 경우, 이를 보다 정확하게 결정할 수 있는 방법도 제시하였다. 주입구에서의 수지 주입 압력 조건에 따라서 투과성 계수가 영향 받음을 실험으로 확인하였으며, 이를 개선하기 위하여 주입압 조건에 관계없이 투과성 계수를 결정할 수 있도록 근사해를 확장하고 실험으로 검증하였다.

복합재료 성형시에는 기지재료가 보강재 사이로 침투되는 수지 유동[1]이 필연적으로 형성되므로, 이들성형 공정을 해석하려면 유동 특성의 정량화는 필수적이다. 수지 유동시 보강재의 유동 전도도에 대한 실제적 척도인 투과성 계수(permeability)는 보강재의 형상, 직조패턴, 섬유 체적율 등에 의존하는 물성이다. 따라서 본 연구에서는 원형 주입구를 통하여 비등방성 매질로 수지가 충전되는 과정을 예측할 수 있는 근사해의 유도, 수치 해와의 검증을 통하여 투과성 계수를 간단하게 결정할 수 있는 모델을 개발하였으며, 다공성 매질의 비등방도가 심할 경우, 이를 보다 정확하게 결정할 수 있는 방법도 제시하였다. 주입구에서의 수지 주입 압력 조건에 따라서 투과성 계수가 영향 받음을 실험으로 확인하였으며, 이를 개선하기 위하여 주입압 조건에 관계없이 투과성 계수를 결정할 수 있도록 근사해를 확장하고 실험으로 검증하였다.

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This Article

  • 1998; 11(2): 75-83

    Published on Apr 30, 1998

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