Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing (비파괴검사학회지)

The Korean Society for Nondestructive Testing (한국비파괴검사학회)
권호 표지

A Study on the Impact Damage and Residual Strength of CFRP Composite Laminates under Low Temperature

저온하에서 CFRP 적층재의 충격 손상과 잔류 강도 -저/고온하에서 CFRP 적층재의 충격 손상을 중심으로 -

  • Yang, I.Y. (Dept. of Mechanical Design Engineering, Chosun Univ.) ;
  • Jung, J.A. (Dept. of Automobile, Song-won Junior College) ;
  • Cha, C.S. (Graduate School, Chosun Univ Kwangju)
  • Published : 1997.04.14
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Abstract

In this paper, the effects of temperature change (low and high temperature) on the impact damages of CFRP laminates was experimentally studied. Composite laminates used for this experiment are CF/epoxy orthotropic laminated plates, which have two-interfaces $[0^{\circ}\;_6/90^{\circ}\;_6]s$ and $[0^{\circ}\;_4/90^{\circ}\;_4]s$. And CF/PEEK orthotropic laminated plates, which have two-interfaces $[0^{\circ}\;_4/90^{\circ}\;_4]s$. And, this study aims experimentally to present the interrelations between the impact energy vs. impact damages (i.e. delamination area and matrix crack) of CFRP laminates (CF/epoxy, CF/PEEK) subjected to FOD(foreign object damage) under low and high temperatures. A steel ball launched by the air gun collides against CFRP laminates to generate impact damages.

본 연구에서는 첨단 재료인 CFRP 적층재가 저온 및 고온 분위기하에서 FOD를 받을 때 적층 부재의 충격 손상 즉, 온도 변화가 층간 박리 손상 및 모재 크랙 발생에 미치는 영향에 관해 관찰하였다. 연구 결과 주변온도가 CFRP 적층재의 충격 손상에 큰 영향을 미쳤으며 적층수가 많을수록 손상 박리 면적은 주변 온도의 변화에 따라 급격히 변화함을 알 수 있었다. 특히, CF/PEEK 적층재는 주변 온도가 낮아질수록 박리 면적은 급격히 증가하나 모재 크랙은 작아졌고 CF/epoxy 적층재는 온도가 낮아질수록 박리 면적, 모재 크랙 모두 커졌다. 즉, 시험편 표면 온도가 낮아지면 단위 충격 에너지당 박리 면적($m^2/J$)이 크게 되어 온도가 저하할수록 임계 박리 에너지가 작게되며, 박리를 생기게 하는 초기 손상 에너지가 작게 되어 박리 발생이 쉽게 됨을 알 수 있었다.

Keywords