Original Article
  • Thermal Stress Analysis on the Through -Thickness Reinforced Cylindrical Cross-Ply Laminate
  • Ho-Hyung Lee
  • 두께방향으로 꿰매어 보강한 원통직교 적층판의 열응력 해석
  • 이호형(국방과학연구소)
Abstract
무한한 원통직교 적층판을 두께 방향으로 꿰매어 보강한 섬유 주변에서의 단위온도 강하에 의한 응력분포를 구하였다. 여기에서의 관심사항은 보강용 섬유 주변에서의 미세균열의 가능성을 검토해 보는 것이다. 무한한 원통 직교적층판 모델은 쉽게 해석이 가능한 축대칭문제로 3차원 문제인 실제 문제를 단순화시키면서도 3차원적인 모든 점들은 그대로 유지하도록 하여 해석한 것이다. 이 모델에서 두께 방향으로의 보강용 섬유는 섬유와 수지로 구성된 두께방향의 원주이고, 적층판은 반경방향으로 섬유가 배열된 층과 원주방향으로 배열된 층으로 구성되어 있다. 여기서는 [0/90]2S 적층판만을 고려하였다. 두께 방향으로 꿰맨 섬유는 유리섬유와 케블라 섬유가 사용되어졌고, 보강용 섬유 주변에서 발생할 수도 있는 수지 밀집 부위도 고려의 대상으로 하였다. 연구결과 수지밀집 부위의 존재가 보강용 섬유 주변에서의 응력의 변화를 가져올 수 있는 것으로 나타났다. 특히, 적층판의 표면에 발생하는 반경방향 수직응력이 수지밀집 부위가 존재하므로써 압축응력에서 인장응력으로 변화함을 알 수 있었다. 수지밀집 부위에서의 수직응력들은 양의 값을 갖고, 그 크기는 케블라 섬유로 보강했을 때가 유리섬유로 보강했을 때보다 더 크다 이것은 케블라 섬유로 보강된 적층판이 유리섬유로 보강된 적층판 보다 경화(curing) 후의 잔류응력이 크기 때문에 미세균열을 일으킬 가능성이 더 크다는 것을 의미한다.

무한한 원통직교 적층판을 두께 방향으로 꿰매어 보강한 섬유 주변에서의 단위온도 강하에 의한 응력분포를 구하였다. 여기에서의 관심사항은 보강용 섬유 주변에서의 미세균열의 가능성을 검토해 보는 것이다. 무한한 원통 직교적층판 모델은 쉽게 해석이 가능한 축대칭문제로 3차원 문제인 실제 문제를 단순화시키면서도 3차원적인 모든 점들은 그대로 유지하도록 하여 해석한 것이다. 이 모델에서 두께 방향으로의 보강용 섬유는 섬유와 수지로 구성된 두께방향의 원주이고, 적층판은 반경방향으로 섬유가 배열된 층과 원주방향으로 배열된 층으로 구성되어 있다. 여기서는 [0/90]2S 적층판만을 고려하였다. 두께 방향으로 꿰맨 섬유는 유리섬유와 케블라 섬유가 사용되어졌고, 보강용 섬유 주변에서 발생할 수도 있는 수지 밀집 부위도 고려의 대상으로 하였다. 연구결과 수지밀집 부위의 존재가 보강용 섬유 주변에서의 응력의 변화를 가져올 수 있는 것으로 나타났다. 특히, 적층판의 표면에 발생하는 반경방향 수직응력이 수지밀집 부위가 존재하므로써 압축응력에서 인장응력으로 변화함을 알 수 있었다. 수지밀집 부위에서의 수직응력들은 양의 값을 갖고, 그 크기는 케블라 섬유로 보강했을 때가 유리섬유로 보강했을 때보다 더 크다 이것은 케블라 섬유로 보강된 적층판이 유리섬유로 보강된 적층판 보다 경화(curing) 후의 잔류응력이 크기 때문에 미세균열을 일으킬 가능성이 더 크다는 것을 의미한다.

This Article

  • 1995; 8(2): 94-104

    Published on Apr 30, 1995