단섬유 복합재료의 섬유 배열 상태를 예측하기 위한 고분자 용융액의 압축성을 고려한 유동 해석을 수행 하였다. 고분자 용융액의 압축성을 나타내기 위한 Tait의 상태방정식과 비뉴튼 거동을 나타내기 위한 수정된 Cross 모델을 이용하였다. 3차원 섬유 배열 상태를 묘사하기 위하여 2차 배열 텐서를 도입하였다. 적절한 최종 근사를 이용하면 배열 텐서를 위한 변화 방정식을 풀 수 있으며 유동에 의한 섬유 배열의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 낮은 Cl값일 때를 제외하고는 직교이방성 최종 근사가 이용되었다. 섬유 배열은 주로 skin층에서는 전단 유동에 의해서, core층에서는 인장 유동에 의해서 발달된다. 압축시 발생되는 부가적인 속도 구배가 섬유 배열의 발달 정도를 감소시키는 것으로 드러났다. 그 결과는 단섬유간의 상호 간섭 계수의 크기에 의존하였다. 상호 간섭 계수가 클수록 배열 발달 정도는 감소하였다. 섬유 배열 발달 정도가 작은 중간층에서 압축성의 효과가 가장 크게 나타났다. 배열에 따른 역학적 성질을 예측하기 위하여 가로등방성은 unit cell로부터 임의의 배열에 대한 배열 평균화를 수행하였다. 압축성은 축방향의 탄성계수를 감소시키고, 가로방향의 탄성계수는 증가시켰다. 열팽창계수의 경우에는 반대의 결과가 나타났다. 상호 간섭 계수가 클수록 압축성의 효과는 크게 나타났다. 전체 적으로 압축성은 이방성을 감소시키는 역할을 하였다.

단섬유 복합재료의 섬유 배열 상태를 예측하기 위한 고분자 용융액의 압축성을 고려한 유동 해석을 수행 하였다. 고분자 용융액의 압축성을 나타내기 위한 Tait의 상태방정식과 비뉴튼 거동을 나타내기 위한 수정된 Cross 모델을 이용하였다. 3차원 섬유 배열 상태를 묘사하기 위하여 2차 배열 텐서를 도입하였다. 적절한 최종 근사를 이용하면 배열 텐서를 위한 변화 방정식을 풀 수 있으며 유동에 의한 섬유 배열의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 낮은 Cl값일 때를 제외하고는 직교이방성 최종 근사가 이용되었다. 섬유 배열은 주로 skin층에서는 전단 유동에 의해서, core층에서는 인장 유동에 의해서 발달된다. 압축시 발생되는 부가적인 속도 구배가 섬유 배열의 발달 정도를 감소시키는 것으로 드러났다. 그 결과는 단섬유간의 상호 간섭 계수의 크기에 의존하였다. 상호 간섭 계수가 클수록 배열 발달 정도는 감소하였다. 섬유 배열 발달 정도가 작은 중간층에서 압축성의 효과가 가장 크게 나타났다. 배열에 따른 역학적 성질을 예측하기 위하여 가로등방성은 unit cell로부터 임의의 배열에 대한 배열 평균화를 수행하였다. 압축성은 축방향의 탄성계수를 감소시키고, 가로방향의 탄성계수는 증가시켰다. 열팽창계수의 경우에는 반대의 결과가 나타났다. 상호 간섭 계수가 클수록 압축성의 효과는 크게 나타났다. 전체 적으로 압축성은 이방성을 감소시키는 역할을 하였다.

Keywords: