Measurement of Process Induced Residual Stresses in Polymeric Composites: the Successive Grooving Technique
Won J. Yu
섬유강화복합재 성형잔류응력의 측정을 위한 연속 홈가공법 (SGT)
유원재((주)대한항공 항공기술연구원)
Abstract
섬유강화복합재의 성형과정에서 발생하는 잔류응력을 직접적으로 측정하기 위한 수단으로서의 SGT(Successive Grooving Technique) 방법에 대해 연구하였다. 이방성인 복합재 적층판을 구성하는 각 층의 면내에 존재하는 응력 (in-plane residual stresses)을 측정하는 방법 개발에 주안점을 두었으며, strain gage 를 측정매체로 하여 제작현장에서 비교적 간편한 장비로 측정이 가능토록 하는 것을 목표하였다. SGT 실행에 있어서, 한 층 두께씩의 연속적인 홈(groove) 가공에 따른 시면 표면에서의 strain 측정치와 적층판 내부 잔류응력과의 상호관계는 2-D compliance 모델을 이용하여 정량화 하였다. SGT 방법의 실용가능성을 검증하기 위해서 수치모사방법을 사용하였다. 두께방향으로 포물선 분포의 잔류응력이 있는 [O40] Graphite/PEEK 적층판을 대상으로, 홈의 가공과정을 유한요소해석으로 모사하여 표면의 strain 을 계산하였고, 이를 통해 내부 잔류응력을 역산할 수 있음을 보였다.
섬유강화복합재의 성형과정에서 발생하는 잔류응력을 직접적으로 측정하기 위한 수단으로서의 SGT(Successive Grooving Technique) 방법에 대해 연구하였다. 이방성인 복합재 적층판을 구성하는 각 층의 면내에 존재하는 응력 (in-plane residual stresses)을 측정하는 방법 개발에 주안점을 두었으며, strain gage 를 측정매체로 하여 제작현장에서 비교적 간편한 장비로 측정이 가능토록 하는 것을 목표하였다. SGT 실행에 있어서, 한 층 두께씩의 연속적인 홈(groove) 가공에 따른 시면 표면에서의 strain 측정치와 적층판 내부 잔류응력과의 상호관계는 2-D compliance 모델을 이용하여 정량화 하였다. SGT 방법의 실용가능성을 검증하기 위해서 수치모사방법을 사용하였다. 두께방향으로 포물선 분포의 잔류응력이 있는 [O40] Graphite/PEEK 적층판을 대상으로, 홈의 가공과정을 유한요소해석으로 모사하여 표면의 strain 을 계산하였고, 이를 통해 내부 잔류응력을 역산할 수 있음을 보였다.