3-D 점탄성 모델을 이용한 복합재 성형후 잔류변형해석 및 몰드 효과 연구
Residual Deformation Analysis of Composite by 3-D Viscoelastic Model Considering Mold Effect
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
탄소 섬유 강화 복합재료는 오토클레이브 공정 시 발생하는 잔류응력이 발생하고, 스프링 인, 뒤틀림과 같은 열변형으로 인해 치수 결함이 발생한다. 열변형의 주요원인은 제품의 형상, 수지의 화학 수축과 열팽창, 몰드의 재질과 표면 상태에 따른 몰드 효과 등 다양한 요인에 의해 발생한다. 본 연구는 열변형을 예측하기 위해 점탄성 모델 해석 기법을 평판 모델에 적용하여 열변형의 주요 원인인 수지의 화학 수축과 열팽창의 영향을 분석했고, 몰드 유무에 따른 3-D 점탄성 모델의 해석 기법을 검증했다. 검증된 3-D 점탄성 모델의 해석 기법을 이용하여 L-형상의 몰드 효과를 분석한 결과, 동일한 재질의 몰드를 사용했더라도 표면 상태에 따라 잔류 변형이 다르게 나타났다.
Abstract
The carbon fiber reinforced plastic manufacturing process has a problem in that a dimensional error occurs due to thermal deformation such as residual stress, spring-in, and warpage. The main causes of thermal deformation are various, including the shape of the product, the chemical shrinkage, thermal expansion of the resin, and the mold effect according to the material and surface condition of the mold. In this study, a viscoelastic model was applied to the plate model to predict the thermal deformation. The effects of chemical shrinkage and thermal expansion of the resin, which are the main causes of thermal deformation, were analyzed, and the analysis technique of the 3-D viscoelastic model with and without mold was also studied. Then, the L-shaped mold effect was analyzed using the verified 3D viscoelastic model analysis technique. The results show that different residual deformation occurs depending on the surface condition even when the same mold is used.
참고문헌 (11)
- 김용승, "복합재 성형후 열잔류응력에 의한 변형 연구", Composites Research, 30(6), pp.410~415 (2017), 한국복합재료학회
- 최은성, "탄소섬유강화 복합재료 성형시 화학수축에 의한 변형연구", Composites Research, 31(6), pp.404~411 (2018), 한국복합재료학회
- 성수환, "성형툴의 상태에 따른 탄소섬유강화 복합재 구조물의 변형 예측", Composites Research, 27(6), pp.231~235 (2014), 한국복합재료학회
- Zhang, G., "Process-induced Deformation of L-shaped Variable-stiffness Composite Structures During Cure", Composite Structures, 230, pp.111461~ (2019)
- White, S. R., "Process-Induced Residual Stress Analysis of AS4", 3501-6 Composite Material, 1998, pp.5(2), 153~186
- Kim, Y. K., "Stress Relaxation Behavior of 3501-6 Epoxy Resin During Cure", Polymer Engineering & Science, 36(23), pp.2852~2862 (1996)
- Kim, Y. K., "Process-induced Stress Relaxation Analysis of AS4", 3501-6 Laminate, 1997, pp.16(1), 2~16
- White, S. R., "Process Modeling of Composite Materials : Residual Stress Development during Cure. Part II. Experimental Validation", Journal of Composite Materials, 26(16), pp.2423~2453 (1992)
- 정성록, "점탄성을 고려한 탄소 섬유강화 복합재의 열 변형 유한요소 해석", Composites Research, 27(4), pp.174~181 (2014), 한국복합재료학회
- 성동윤, "점탄성을 고려한 L-형상 복합재료 성형시 열변형 해석", Composites Research, 33(4), pp.220~227 (2020), 한국복합재료학회[DOI]
- Hubert, P, "Cure Kinetics and Viscosity Models for Hexcel 8552 Epoxy Resin", International SAMPE Symposium and Exhibition, SAMPE 1999, pp.2341~2354 (1999)