유한 요소 해석을 이용한 저속 충격 및 충격 후 인장을 받는 CFRP 보강판의 파손 메커니즘 연구 (Study on Failure Mechanism of CFRP Stiffened Panels Subjected to Low-Velocity Impact and Tension-After-Impact Using Finite Element Analysis)

서지정보

· 발행기관 : 항공우주시스템공학회
· 수록지 정보 : 항공우주시스템공학회지 / 19권 / 3호 / 47 ~ 57페이지
· 저자명 : 엄소현, 박찬익

초록

본 논문에서는 저속 충격 및 충격 후 인장을 받는 탄소 섬유 복합재 보강판의 파손 메커니즘을 수치 해석적으로 연구하였다. 쿠폰 및 요소 단위 시편의 저속 충격 시험을 수행한 후, 충격 후 인장 시험을 수행하여 인장 잔류 강도를 측정하였다. 복합재의 각 라미나 층은 연속체 손상 모델을 사용하고, 본딩 층은 응집 영역 모델을 사용하여 유한 요소 모델을 생성하였다. 외연적 유한 요소 해석을 수행하여 시험을 모사하였으며, 두 종류의 시편에 대하여 예측한 잔류 강도가 시험과 잘 일치하였다. 또한, 본 연구에서는 시험을 바탕으로 저속 충격 및 충격 후 인장에 대한 복합재 패널의 파손 메커니즘을 해석적으로 분석하였다.

영어초록

This paper numerically investigated failure mechanisms of carbon fiber composite stiffened panels subjected to low-velocity impact and tension-after-impact. After conducting low-velocity impact tests on coupon and element-level specimens, tension-after-impact tests were performed to measure tensile residual strength. The continuum damage model for each lamina layer and the cohesive zone model for each bonding layer were used to generate finite element models for specimens. An explicit finite element analysis was used to simulate tests. Predicted residual strengths showed good agreement with test results for both kinds of specimens. Additionally, failure mechanisms of composite panels under low-velocity impact and tension-after-impact were numerically analyzed using models based on tests.

참고자료

· 없음