Analysis on fatigue life distribution of composite materials

복합재료 피로 수명 분포에 관한 고찰

Static strength and fatigue life scattering of glass fiber reinforced epoxy composite materials has been studied. Normal, lognormal, two-parameter and three-parameter Weibull distribution functions are used for strength and one-stress fatigue life distribution. The value of mean fatigue life is analysed using mean fatigue life, mean log fatigue life and expected value of 2 and 3-parameter Weibull distribution functions. Modification on non-statistical cumulative damage models is made in order to interpret the result of two-stress level fatigue life scattering. The comparison results show that 3-parameter Weibull distribution has better predictions in static strength and one-stress level fatigue life distributions. However, no advantage of 3-parameter Weibll distribution is found over 2-parameter Weibull distribution in two-stress level fatigue life predictions. It is found that two-stress level fatigue life prediction by the expanded equal rank assumption is close to the experimental data.

본 연구에서는 유리섬유 강화 에폭시 복합재료의 파괴 강도와 피로 수명을 정 규분포, 로그 정규 분포와 2모수 및 3모수 Weibull 분포 함수의 기대값으로 살펴 보았 다. 2연속 응력 피로 실험 [작은 응력에서 큰 응력으로의 실험(low-high test), 큰 응력에서 작은 응력으로의 실험(high-low test)]의 결과도 분포 함수들을 사용하여 분 석하였다. 비통계학적 누적 손상 법칙들(non-statistical cumulative damage rules) 을 2연속 응력 피로 수명 분산 예측에 이용하기 위해서 동등 순위 가정(equal rank assumption)을 확장하여 수정하였다. 수정한 누적 손상 모형은 Miner의 법칙, Brou- tman과 Sahu의 손상모형 및 Hashin과 Rotem의 모형 등이다.