Effects of Flexural Modulus and Fiber Bridging on the lnterlaminar Fracture Energy of Multidirectional Composite Laminates under High Rate Loading
N.S. Choi, A.J .Kinloch
고속하중을 받는 다방향복합적층판의 층간파괴에너지에 미치는 굽힘탄성계수와 섬유가교의 효과
최낙삼(한양대학교 공학대학 기계공학과), A.J .Kinloch(Mechanical Engincering, lmperial College of Scicnce. Technology and Medicine. U.K.)
Abstract
저속시험 및 약 11.4 m/s까지의 고속시험을 받는 다방향 탄소섬유/에폭시 복합적층판의 층간파괴거동에 대해 양외팔보 (DCB)시험편을 이용하여 연구했다. 모드I의 하중을 1.0 m/s 이상으로 가한 결과 하중-시간곡선에 동적효과가 발생하여, 시험속도에 비례하는 단순관계식으로 예상되는 것보다 더 큰 균열속도가 나타났다. 시험편 개구변위와 균열길이만을 사용하는 수정된 선형보해석식은 동적인 층간파괴에너지 GIC를 평가하기 위해 유효했다. 또한 굽힘탄성계수의 실측값은 시험속도의 증가에 따라 증가했는데, 이를 GIC의 평가시에 고려했다. 시험속도가 1.0 m/s까지 증가할 때, 균열개시 및 정지시의 GIC 값은 변화가 없었으나, 11.4 m/s의 속도에서 최대 GIC 값은 섬유가교효과의 증대로 크게 증가했다. 또한 초기균열길이가 길수록 고속시의 최대 GIC 값은 저하했다.
저속시험 및 약 11.4 m/s까지의 고속시험을 받는 다방향 탄소섬유/에폭시 복합적층판의 층간파괴거동에 대해 양외팔보 (DCB)시험편을 이용하여 연구했다. 모드I의 하중을 1.0 m/s 이상으로 가한 결과 하중-시간곡선에 동적효과가 발생하여, 시험속도에 비례하는 단순관계식으로 예상되는 것보다 더 큰 균열속도가 나타났다. 시험편 개구변위와 균열길이만을 사용하는 수정된 선형보해석식은 동적인 층간파괴에너지 GIC를 평가하기 위해 유효했다. 또한 굽힘탄성계수의 실측값은 시험속도의 증가에 따라 증가했는데, 이를 GIC의 평가시에 고려했다. 시험속도가 1.0 m/s까지 증가할 때, 균열개시 및 정지시의 GIC 값은 변화가 없었으나, 11.4 m/s의 속도에서 최대 GIC 값은 섬유가교효과의 증대로 크게 증가했다. 또한 초기균열길이가 길수록 고속시의 최대 GIC 값은 저하했다.