횡방향 하중을 받는 일방향 탄소섬유/에폭시 복합재료의 미시역학 해석

Abstract

본 연구에서는 미시역학적인 방법을 사용하여 섬유의 공간적인 분포가 복합재료의 등가 유효 물성치와 횡 하중을 받는 복합재료의 섬유/기지 경계면 변형률 분포에 미치는 영향을 조사하였다. 대표체적요소 (Representative Volume Element, RVE)는 사각배열 (square fiber array)과 육각배열 (hexagonal fiber array)을 사용하여 생성하였으며, 3차원 유한요소해석을 통하여 각 방향 등가 유효물성치 뿐만 아니라, 섬유/기지 경계면에서의 법선 (normal), 접선 (tangential) 및 전단 (shear) 변형률을 평가하고, 섬유배열의 영향을 비교/분석 하였다. The micromechanical approach was used to investigate the interfacial behavior of a unidirectional composite under transverse loading. Representative volume elements (RVE) for the analysis were composed of regular fiber arrays (square and hexagonal arrays). The finite element analysis was performed to evaluate the effective material properties of a carbon/epoxy composite and to analyze the normal, tangential and shear strains at the interface. The microstructural fiber arrangement would have a great influence on interfacial strain distributions while it little affects the effective material properties. The RVE with random fiber arrays will be considered in the future work.