Composite Material Reference

복합재료 물성/적층이론/파손기준 레퍼런스

24개 결과

Composite Material Reference 소개

복합재료 레퍼런스는 섬유/매트릭스 물성, 라미나 수준 기계적 데이터, 적층 이론, 파손 기준, 제조 공정을 포괄하는 검색 가능한 공학 데이터베이스입니다. 섬유/매트릭스 섹션에는 T300, T700S, M55J 탄소섬유, E-Glass와 S-Glass 유리섬유, Kevlar 49 아라미드, Hexcel 3501-6 항공용 에폭시 등 7가지 강화재의 인장강도, 탄성률, 파단 신율, 밀도, 섬유 직경, Tg 값, 경화 조건이 수록되어 있습니다.

프리프레그/라미나 섹션에서는 T300/3501-6, AS4/3501-6, E-Glass/에폭시 시스템의 섬유 체적률 60% 기준 완전한 단방향 라미나 물성을 제공합니다. 9가지 공학 상수(E1, E2, G12, v12, Xt, Xc, Yt, Yc, S12), 플라이 두께, 열팽창 계수가 포함됩니다. T300 평직 직물 프리프레그 데이터와 평직, 능직, 새틴직 비교도 수록되어 있습니다. 적층 이론 섹션에서는 적층 표기법, 고전 적층 이론(CLT) 구성방정식, ABD 매트릭스 공학적 해석, ABD 역행렬로부터의 유효 탄성계수 계산을 다룹니다.

6가지 주요 파손 기준이 완전한 수학적 공식과 함께 문서화되어 있습니다. Tsai-Wu 이차 상호작용 기준과 안전계수 계산, Tsai-Hill, 최대응력, 최대변형률, Hashin 4모드 기준(ABAQUS 내장), Puck 작용면 기준(유럽 항공 표준 권장)이 포함됩니다. 제조 공정 섹션에서는 온도/압력 프로파일이 포함된 오토클레이브 경화 사이클, RTM 및 VARTM 공정, 압력용기의 54.7도 최적 와인딩 각도를 포함한 필라멘트 와인딩을 다룹니다.

주요 기능

7가지 섬유/매트릭스 물성 카드: T300(3530 MPa, 230 GPa), T700S(4900 MPa, 230 GPa), M55J(4020 MPa, 540 GPa), E-Glass(3450 MPa, 72.4 GPa), S-Glass(4580 MPa, 85.5 GPa), Kevlar 49(3000 MPa, 112 GPa), 3501-6 에폭시(Tg 208C 건조, 154C 흡습)
Vf 60% 기준 T300/3501-6, AS4/3501-6, E-Glass/에폭시 완전 UD 라미나 데이터: 9가지 상수(E1, E2, G12, v12, Xt, Xc, Yt, Yc, S12)와 플라이 두께, CTE 값
T300 평직/에폭시 직물 프리프레그 물성(E1=E2=70 GPa 경위사 대칭)과 평직, 능직(2x2), 새틴(5H/8H) 드레이프성 특성 비교
적층 표기법([0/90/+45/-45]s, [0/90]2s, 첨자 T)과 라미나 [Q] 매트릭스부터 회전 변환 [Qbar], ABD 매트릭스 조립까지의 CLT 구성방정식
ABD 매트릭스 해석: A(면내 강성), B(커플링, 대칭 적층 시 B=0), D(굽힘/비틀림), A16=A26=0 balanced 적층 설계 원칙
6가지 파손 기준 완전 수식: Tsai-Wu(이차 상호작용, F12 근사), Tsai-Hill, 최대응력(파손 모드 식별), 최대변형률, Hashin(4모드, ABAQUS 내장), Puck(작용면, 유럽 항공 표준)
오토클레이브 경화 사이클: 진공배깅, 120C 체류, 177C/120분 경화(0.59 MPa), 3C/min 냉각속도, OOA 대안(MTM45-1, 130C/180분, 진공만)
RTM/VARTM 공정 파라미터(수지 점도 100-500 mPa.s, Vf 50-60%)와 필라멘트 와인딩 최적 각도: 압력용기 54.7도 등응력 조건, CNG/H2 탱크, 파이프, 로켓 모터케이스별 적층 구성

자주 묻는 질문

어떤 탄소섬유가 포함되어 있나요?

Toray 탄소섬유 3종이 문서화되어 있습니다. T300 표준 탄성률(인장강도 3530 MPa, 탄성률 230 GPa, 신율 1.5%, 밀도 1.76 g/cm3), T700S 고강도(4900 MPa, 230 GPa, 신율 2.1%), M55J 고탄성률(4020 MPa, 540 GPa, 신율 0.8%, 밀도 1.93 g/cm3)이며, 각각 섬유 직경과 범용 구조재부터 위성/발사체까지 용도가 포함됩니다.

어떤 라미나 데이터를 확인할 수 있나요?

T300/3501-6, AS4/3501-6, E-Glass/에폭시의 지정된 섬유 체적률 기준 완전한 단방향 라미나 물성을 제공합니다. 예를 들어 T300/3501-6(Vf 60%): E1=181 GPa, E2=10.3 GPa, G12=7.17 GPa, Xt=Xc=1500 MPa, Yt=40 MPa, Yc=246 MPa, S12=68 MPa, 0.125 mm/ply입니다.

고전 적층 이론은 어떻게 제시되어 있나요?

CLT는 3단계로 제시됩니다. 먼저 공학 상수로부터 라미나 강성 매트릭스 [Q] 계산, 각 플라이 각도에 대한 회전 변환 [Qbar], 그리고 두께 적분을 통한 ABD 매트릭스 조립입니다. ABD 해석 항목에서는 A(면내 강성), B(커플링, B=0이면 면내/굽힘 독립), D(굽힘/비틀림 강성) 각 부분 매트릭스의 의미를 설명합니다.

어떤 파손 기준이 문서화되어 있나요?

6가지 기준이 완전한 수식과 함께 다뤄집니다. Tsai-Wu 이차 상호작용(강도 계수 공식과 안전계수 계산), Tsai-Hill(Hill 이방성 항복기준 적용), 최대응력(섬유 인장, 압축/미세좌굴, 매트릭스 인장/횡균열, 압축, 전단 파손 모드 식별), 최대변형률, Hashin 4모드(ABAQUS 내장, CDM 연계), Puck 작용면(경사 파라미터 pt=0.25~0.30, 유럽 항공 표준)입니다.

Hashin 기준은 어떻게 설명되어 있나요?

4가지 개별 파손 모드로 제시됩니다. 섬유 인장((s1/Xt)^2 + (s6/S12)^2 >= 1), 섬유 압축(|s1|/Xc >= 1), 매트릭스 인장((s2/Yt)^2 + (s6/S12)^2 >= 1), 매트릭스 압축(S23 사용). 각 파손 모드 별도 판별, 연속체 손상 역학(CDM)과의 용이한 연계, ABAQUS FEA 소프트웨어 내장이 주요 장점으로 설명됩니다.

어떤 제조 공정을 다루나요?

3가지 공정이 문서화되어 있습니다. 180C 에폭시 상세 사이클(진공배깅, 120C 체류, 177C/120분 경화(0.59 MPa), 최대 3C/min 냉각)과 OOA 대안이 포함된 오토클레이브 경화, 수지 점도 요구사항(100-500 mPa.s)과 대형부품용 VARTM이 포함된 RTM, 후프/헬리컬/폴라 각도 분류와 압력용기 최적 각도 54.7도가 포함된 필라멘트 와인딩입니다.

적층 표기법도 다루나요?

네. [0/90/+45/-45]s 대칭 적층, 반복 그룹 첨자 2, 전체(비대칭) 적층 첨자 T, 연속 동일 각도 플라이 0 첨자 표기를 설명합니다. 각 각도의 역할(0도: 종방향 하중, 90도: 폭방향, +/-45도: 전단)과 열변형 방지를 위한 대칭 적층의 필수성도 강조합니다.

유효 탄성계수 계산은 어떻게 되나요?

대칭 적층판(B=0)에서 A 매트릭스의 역행렬로 유효 공학 상수를 계산합니다. Ex = 1/(t*a11), Ey = 1/(t*a22), Gxy = 1/(t*a66), vxy = -a12/a11이며, t는 총 적층판 두께입니다. [0/+45/-45/90]s 준등방성 T300/에폭시 예제에서는 Ex=Ey=55.7 GPa, Gxy=21.1 GPa, vxy=0.31의 결과를 보여줍니다.