A Study on Variations of Elastic Modulus of Carbon-epoxy Composites with Thermal Fatigue Cycles

열피로가 부가된 Carbon-Epoxy 복합재료의 탄성계수 변화에 관한 연구

  • Lee, Dong-Sik (Dept.of Mechlical Engineering, Myongji University) ;
  • Kim, Hyeong-Sam (Dept.of Mechlical Engineering, Myongji University) ;
  • Lee, Jae-Hyeok (Dept.of Mechlical Engineering, Myongji University) ;
  • Park, Se-Man (Dept.of Mechlical Engineering, Myongji University)
  • 이동식 (명지대학교 공과대학 기계공학과) ;
  • 김형삼 (명지대학교 공과대학 기계공학과) ;
  • 이재혁 (명지대학교 공과대학 기계공학과) ;
  • 박세만 (명지대학교 공과대학 기계공학과)
  • Published : 1999.08.01

Abstract

Composite materials have been increasingly used in automotive and aircraft industries, naturally leading to active researches on the materials. Carbon-epoxy composites, one of major composite materials, are investigated to determine their thermal characteristics. Under conditions of thermal fatigues composed of repeated heatings and coolings, variations of elastic constants are studied for the carbon-epoxy composites to reveal the thermal nature of the composites. In general, composite materials are known to have decreasing elastic constants with increasing temperatures. However, in contrary to this commonly observed behavior, the results obtained in this investigation for the elastic constants of the carbon-epoxy composites show unexpected phenomena in that the elastic constants initially increase with increasing temperatures to certain point and decrease later with further increase in temperatures when the carbon-epoxy composites are subjected to thermal fatigues.

자동차, 항공기 및 기타 산업에서 복합재료의 사용은 증가되어 왔고 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 복합재료중의 하나인 Carbon-epoxy 복합재료의 열 특성에 관하여 알아보았다. 반복적인 냉각과 가열이 부가되는 열 피로에서 복합재료의 탄성계수의 변화를 관찰하여 봄으로써 복합재료가 가지고 있는 여러 열 특성에 관하여 연구하였다. 일반적으로 복합재료는 온도가 증가하면 탄성계수가 감소한다고 알려져 있다. 이러한 결과와는 달리 본 연구에서 수행한 실험에서는 열 피로가 부가되었을 때에는 어느 정도 온도까지는 탄성계수가 증가하다가 다시 감소하는 특이한 현상을 관찰할 수 있었다.

Keywords

References

  1. J. Appl. Mech. v.33 G.R.Cowper
  2. British J. Appl. Phys. v.1 G.R.Cowper
  3. Proceedings of the American Society for Testing Materials v.45 G.Pickett
  4. J. Sound and Vibration v.31 I.G.Ritchie
  5. Mechanical Vibrations Singiresu,S.Rao.
  6. v.60 S.Spinner;R.C.Valore,Jr.
  7. Journal of Research of the National Bureau of Standards-A. Physics and Chemistry v.644 S.Spinner;T.W.Reichard;W.E.Tefft
  8. Proceedings of ASTM v.45 S.Spinner;W.E.Tefft
  9. J. Appl. Mech v.28 T.C.Huang
  10. Vibration Problem in Engineering(3rd ed.) Timoshenko,S.P.
  11. J. Composite Materials v.4 T.J.Dudek
  12. 명지대학교 산업기술년구소 논문집 v.17 김형삼;박세만