탄소섬유강화 복합재료 성형시 화학수축에 의한 변형연구
Thermal Deformation of Carbon Fiber Reinforced Composite by Cure Shrinkage
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초록
복합재료는 주어진 경화 사이클(cure cycle)로 오토클레이브 공정이 진행됨에 따라 수지의 화학수축, 열팽창계수 등에 의한 제품 내 잔류응력(residual stress)이 발생한다. 이로 인해 spring-in, warpage와 같은 열 변형이 발생하고 최종 제품의 수치 정확성이 감소한다. 구조물의 정밀한 제작이 요구되는 항공우주분야에서는 열변형으로인한 문제를 해결하는 것이 중요하다. 따라서 복합재료의 경화과정을 예측하고 이해하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 공정과정에 따른 복합재료의 경화메커니즘을 유한요소해석을 통해 예측하였고, 공정에 의해 발생하는 열변형에 대한 화학수축의 영향을 열팽창계수와 비교하여 분석하였다.
Abstract
As the autoclave process progresses in a given cure cycle, residual stress in the composite product is induced by cure shrinkage of the resin. As a result, It generates the thermal deformation such as spring-in and warpage, and the inaccuracy of the final product increases. It is important to predict thermal deformation in aerospace parts which require precise fabrication. The research has been done on predicting and grasping curing process of composite material. In this study, the cure mechanism of composite materials according to the process is predicted through finite element analysis, and the effect of cure shrinkage on thermal deformation generated by the process is analyzed.
참고문헌 (13)
- Loos, A.C, "Curing of Epoxy Matrix Composite", Journal of Composite Material, 17(2), pp.135~169 (1983)
- Albert, C, "Spring-in and Warpage of Angled Composite Laminates", Journal of Composites Science and Technology, 62, pp.1895~1912 (2002)
- Kim, Y.K, "Viscoelastic Analysis of Processing-induced Residual Stresses in Thick Composite Laminates", Mechanics of Composite Materials and Structures an International Journal, 4(4), pp.361~387 (1997)
- 오재민, "굴곡 형상 복합재 구조물의 스프링-인 예측", 한국항공우주학회지, 43(1), pp.1~7 (2015), 한국항공우주학회
- 김용승, "복합재 성형후 열잔류응력에 의한 변형 연구", Composites Research, 30(6), pp.410~415 (2017), 한국복합재료학회
- 정성록, "점탄성을 고려한 탄소 섬유강화 복합재의 열 변형 유한요소 해석", Composites Research, 27(4), pp.174~181 (2014), 한국복합재료학회
- 성수환, "성형툴의 상태에 따른 탄소섬유강화 복합재 구조물의 변형 예측", Composites Research, 27(6), pp.231~235 (2014), 한국복합재료학회
- Nielsen, M.W, "Prediction of Process Induced Shape Distortions and Residual Stresses in Large Fibre Reinforced Composite Laminates", Ph.D, pp.2013
- Bogetti, T.A, "Processinduced Stress and Deformation in Thick-section Thermoset Composite Laminates", Journal of Composite Materials, 26(5), pp.626~660 (1992)
- Hubert, P, "Cure Kinetics and Viscosity Models for Hexcel 8552 Epoxy Resin", International SAMPE Symposium and Exhibition, pp.2341~2354 (1999), SAMPE
- Lim, J.H, "A Microstructure Modeling Scheme for Unidirectional Composites Using Signed Distance Function Based Boundary Smoothing and Element Trimming", Journal of Advances in Engineering Software, 109, pp.1~14 (2017)
- Johnston, A.A, "An Integrated Model of the Development of Process-induced Deformation in Autoclave Processing of Composite Structures", Ph.D, pp.1997
- Ersoy, N, "Cure Kinetics Modeling and Cure Shrinkage Behavior of a Thermosetting Composite", Polymer Engineering & Science, 50(1), pp.84~92 (2010)