Stacking method of thick composite laminates considering interlaminar normal stresses

층간수직응력을 고려한 두꺼운 복합적층판의 적층방법

Global-Local Laminate Variational Model is utilized to investigate the characteristics of interlaminar stresses in thick composite laminates under uniform axial extension. Various laminates with different fiber orientation and stacking sequences are analyzed to observe the behavior of interlaminar normal stresses. From this result, the interlaminar normal stress distribution along the laminate interfaces is examined and discussed with an existing approximation model. The repeated stacking of Poisson's ratio symmetric sublaminates is found to be the best stacking method of thick composite laminates to reduce the interlaminar normal stresses for the prevention of the free-edge delamination.

본 연구에서는 두꺼운 복합적층판에 대한 응력해석을 할 수 있는 통합-세부 변분 모델(globallocal Variational Model)을 이용하여, 이 방법으로 섬유각도와 적 층순서가 다른 여러 유한폭을 가진 복합적층판의 층간응력해석을 수행하여 층간수직 응력의 거동을 살펴 보았다. 그리고 0, 90, 45, -45도 층들로 이루어진 준등방성 (quasiisotropic) 복합적층판에 대한 응력해석 결과로 층간수직응력의 근사해에 의한 결과와 상호 비교하며 근사해의 한계성을 검토 설명하였다. 또한, 층간분리에 큰 영향을 주는 층간수직응력을 고려한 두꺼운 복합적층판에 대한 최적의 적층방법으로 포와송 비에 대하여 대칭인 부적층판을 반복하는 적층방법을 제시하였으며, 통합-세부 변분 모델을 이용한 해로 이 적층방법에 의한 적층판의 층간수직 응력의 거동을 살펴 보았다. 그리고 이 적층방법에 의한 적층판과 다른 적층순서를 가진 적층판의 층간 수직응력을 서로 비교하여, 이 적층방법에 의한 적층판의 층간수직응력의 감소를 조사 하여 그 유용성을 보였다.