본 연구에서는 단방향 강화섬유 복합재료의 압축강도를 계산하기 위하여 미시적 좌굴해석을 수행하였다. 강화섬유의 굴곡, 불완전 정렬, 초기결함 밴드의 경사각, 강화섬유의 불균일 분포 등의 기하적 초기 결함과 기지재료의 비선형 전단거동 등을 포함한 지배방정식을 유도한 뒤, 이에 대한 유한차분법 수치해석을 통하여 압축거동을 계산하였다. 꺽임띠형상의 초기결함에 대하여 탄성 이론해를 유도하였으며, 굴곡과 경사각에 따라 압축강도가 감소함을 확인하였다. 수치해석을 통하여 기지재의 비선형성이 미치는 영향이 현저함을 보았으며, 좌굴발생후의 변형 모우드가 실험적으로 관찰되는 꺽임띠의 형상과 유사함을 알 수 있었다. 이 결과를 통하여 복합재료 압축파손에 대한 두 가지의 접근방법, 즉 미시적 좌굴해석과 꺽임띠 해석의 상호 보완적 설명이 가능해 진다고 생각된다. 또한, 상과섬유의 불균일 분포는 특정 복합재료의 압축강도를 약 10% 정도 감소시킴을 알 수 있었다.

본 연구에서는 단방향 강화섬유 복합재료의 압축강도를 계산하기 위하여 미시적 좌굴해석을 수행하였다. 강화섬유의 굴곡, 불완전 정렬, 초기결함 밴드의 경사각, 강화섬유의 불균일 분포 등의 기하적 초기 결함과 기지재료의 비선형 전단거동 등을 포함한 지배방정식을 유도한 뒤, 이에 대한 유한차분법 수치해석을 통하여 압축거동을 계산하였다. 꺽임띠형상의 초기결함에 대하여 탄성 이론해를 유도하였으며, 굴곡과 경사각에 따라 압축강도가 감소함을 확인하였다. 수치해석을 통하여 기지재의 비선형성이 미치는 영향이 현저함을 보았으며, 좌굴발생후의 변형 모우드가 실험적으로 관찰되는 꺽임띠의 형상과 유사함을 알 수 있었다. 이 결과를 통하여 복합재료 압축파손에 대한 두 가지의 접근방법, 즉 미시적 좌굴해석과 꺽임띠 해석의 상호 보완적 설명이 가능해 진다고 생각된다. 또한, 상과섬유의 불균일 분포는 특정 복합재료의 압축강도를 약 10% 정도 감소시킴을 알 수 있었다.

Keywords: