In this study, the energy absorption capabilities and failure modes of four different kinds of circular tubes made of carbon, Kevlar and carbon-Kevlar hybrid composites with epoxy resin have been evaluated. In order to achieve these goals, these tubes were fabricated with unidirectional prepregs and compressive tests were conducted for the tubes under 10mm/min loading speed. From the test results, carbon/epoxy tubes were collapsed by brittle fracturing mode and showed the best energy absorption capabilities, while Kevlar/epoxy tubes were crushed by local buckling mode and worst. The hybrid [90C/0K] tubes were failed in a local bucking mode and showed good post crushing integrity, whereas [90K/0C] tubes were failed in a lamina bending mode and bad post crushing integrity.

본 연구에서는 탄소, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 등 4가지 소재로 제작된 원형튜브시편에 대한 에너지 흡수능력 및 파손모드를 평가하였다. 이를 위해, 본 연구에서 일방향 프리프레그를 이용해서 원형튜브 제작하고 10mm/min의 하중속도로 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험을 통해 취성파괴모드로 압축되는 탄소/에폭시로 제작된 튜브가 가장 우수한 에너지 흡수 특성을 보인 반면, 좌굴에 의해 압축되는 케블라/에폭시 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수특성을 보였다. 하이브리드 [90C/0K]튜브의 경우 국부좌굴모드에 의해 에너지를 흡수했으며 우수한 압축후 구조온전성 특성을 보였다. [90K/0C] 튜브의 경우 주 파손모드는 단층굽힘모드이고 압축후 구조온전성이 확보되지 못했다.

Keywords: Failure modes, Energy absorption, Post crushing integrity, Composite tube

Keywords: 파손모드, 에너지 흡수, 압축후 구조온전성, 복합재튜브