한국전산구조공학회논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)

  • 제32권4호
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  • Pages.233-240
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  • 2019
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  • 1229-3059(pISSN)
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  • 2287-2302(eISSN)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
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오픈 홀 인장 복합 재료 적층판에서 층간 및 내부 손상에 대한 점진적 손상 모델링

Progressive Damage Modeling of Inter and Intra Laminar Damages in Open Hole Tensile Composite Laminates

  • 살만 칼리드 (동국대학교 기계로봇에너지공학과) ;
  • 김흥수 (동국대학교 기계로봇에너지공학과)
  • Khalid, Salman (Department of Mechanical, Robotics and Energy Engineering, Dongguk Univ.) ;
  • Kim, Heung Soo (Department of Mechanical, Robotics and Energy Engineering, Dongguk Univ.)
  • 투고 : 2019.06.13
  • 심사 : 2019.08.07
  • 발행 : 2019.08.31
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초록

인장 강도는 복합 재료를 설계하기 위한 필수 변수이므로 개방 홀 인장 시험을 통해 복합 재료의 인장 강도를 측정한다. 그러나 인장 시험을 올바르게 모델링하는 것은 섬유와 매트릭스 손상, 층간분리 및 섬유와 매트릭스 사이의 손상 같은 다양한 손상을 수반하기 때문에 매우 어려운 과제다. 따라서 섬유와 매트릭스 사이의 면내 파괴 및 층간분리를 평가하기 위해 본 연구에서는 점진적 손상 모델을 개발하였다. 하신 손상 모델과 응집 영역 접근법을 층과 층간분리를 모델링하는데 사용하였다. 현재 모델의 결과를 이전에 발표된 실험 및 수치 결과와 비교하여 검증하였다. 이를 통해 유한요소해석에서 층간분리를 무시하면 인장 강도가 과대평가 된다는 것을 확인할 수 있었다.

Open-hole tensile tests are usually performed to measure the tensile strengths of composites as they are an essential parameter for designing composite structures. However, correctly modeling the tensile test is extremely challenging as it involves various damages such as fiber and matrix damage, delamination, and debonding damage between the fiber and matrix. Therefore, a progressive damage model was developed in this study to estimate the in-plane failure and delamination between the fiber and matrix. The Hashin damage model and cohesive zone approach were used to model ply and delamination failures. The results of the present model were compared with previously published experimental and numerical findings. It was observed that neglecting delamination during finite element analysis led to overestimation of tensile strength.

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참고문헌

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