인하대학교 / 기계공학실험A_복합재료 결과보고서

목차

1. 각 시편의 strain-stress curve를 매틀랩을 사용하여 plot
2. 각 시편의 b, d, L, m, EB, σu (최대인장강도)
3. [0/90]s, [0/90]ns의 각각 x-axis, y-axis 비교 분석
4. 실험 고찰 (차이점의 이유, 증빙자료 및 참고문헌)

본문내용

이번 실험은 복합재료의 기본 이론과 제작과정을 배우고 제작한 시편을 3접점 굴곡 시험기를 통해 배열에 따른 탄성계수와 강도 등을 비교해보는 실험이었다.
Symmetric(대칭) 적층과 Non Symmetric(비대칭) 적층은 적층 방식에 차이가 있기에 다른 정도의 이방성을 가진다. 먼저 대칭형인 [0/90]s에서는 x축과 y축에서 탄성계수, 최대인장강도 등에서 큰 차이를 보였다. 비대칭형인 [0/90]ns에서는 역시 x축과 y축에서 각각 차이를 보였는데 탄성계수와 최대인장강도의 차이는 대칭형보다 훨씬 작았다. ( = 2947.79Mpa > = 1535.7Mpa / = 93.222Mpa > = 45.724Mpa). 대칭형이 섬유방향으로 더 높은 강도와 강성을 가지는 이방성 성질을 나타내기 때문이다. 이런 결과를 바탕으로 대칭형은 이방성을 잘 보여주고 비대칭형은 대칭형보다 이방성을 적게 가진다고 볼 수 있다. 비대칭형 적층의 경우 인장력과 굽힘력이 연계되어있어 x방향으로의 단순인장에 의해서도 굽힘력이 작용한다. 그때 단순 인장이 발생한 바로 아래에서 인장력과 굽힙렴이 연계되어있고, 인장력이 발생할 때 인장력에 의해 굽힘력이 발생한다. 비대칭형 층구조는 위와 같은 구조가 계속 반복되고, 이를 통해 굽힘이 상쇄되어 굽힘의 정도가 방향에 상관없이 일정하다. 이처럼 각 층이 서로의 굽힘을 상쇄해 굽힘이 방향에 상관없어지기 때문에 x축과 y축의 값이 큰 차이를 보이지 않는것에 비해 대칭형 적층은 대칭 기준면 층의 수직한 방향으로 굽힘이 작용하면 굽힘이 상쇄되지 못해 더 큰 변형이 일어나기 때문에 x축과 y축의 값의 차이가 더 크게 나타난다.

참고 자료

James P. Schaffer 외 3인, 재료과학의 이해와 응용(Mc Graw-Hill,2017)
위키피디아, ‘탄소 섬유 강화 폴리머’, 위키백과
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권오양 외 17명, 재료과학과 공학(북스힐,2016)
박성민 외 5인, 탄소섬유 펼침 기술을 적용한 CF/PA6 적층 복합재료의 특성(2015), 한국섬유 공학회
2022 기계공학실험 A 복합재료 이론수업 및 결과보고서 매뉴얼 pdf