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직접 수치 모사법을 이용한 섬유 강화 복합재료의 열팽창계수 예측

Prediction of Thermal Expansion Coefficients for Fiber-Reinforced Composites by Direct Numerical Simulation

  • 남윤식 (인하대학교 대학원 항공우주공학과) ;
  • 오민환 (인하대학교 대학원 항공우주공학과) ;
  • 김광식 (인하대학교 대학원 항공우주공학과) ;
  • 조진연 (인하대학교 기계항공공학부)
  • 발행 : 2007.09.30

초록

본 논문에서는 직접 수치 모사 기법을 이용해 섬유 강화 복합재료의 열팽창계수를 예측하였다. 직접 수치 모사 기법을 통해 구한 열팽창계수 예측치와 실험치의 비교를 통해 본 논문에서 제안한 직접 수치 모사 기법을 이용하면 인위적인 가정을 최소화하면서 기존의 방법과 유사하게 복합재료 열팽창계수를 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한 섬유 체적비 변화에 따른 열팽창계수의 변화를 예측하고 그 경향성을 고찰하였다.

In this paper, thermal expansion coefficients of fiber-reinforced composite materials are predicted by direct numerical simulation. From comparing the predicted results with experimental results, it is confirmed that direct numerical simulation gives similar results to the previously proposed methods while minimizing artificial assumptions. Additionally trend of variation in thermal expansion coefficients is investigated according to the fiber volume fraction.

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참고문헌

  1. Hashin, Z., Rosen, B. W., 'The elastic moduli of fiber-reinforced materials', ASME J.Appl. Mech, 31, 1964, pp. 223-232 https://doi.org/10.1115/1.3629590
  2. Sun, C. T., Vaidya, R. S., 'Prediction of composite properties from a representative volume element', Composites Science and Technology, 56, 1996, pp. 171-179 https://doi.org/10.1016/0266-3538(95)00141-7
  3. Kim, S. J., Lee, C. S., Yea, H. J., Kim, J. H., Cho, J. Y., 'Direct Numerical Simulation of Composite Structures', Journal of Composite Materials, Vol. 36, No. 24, 2002, pp. 2765-2786 https://doi.org/10.1177/002199802761675610
  4. Kuk Hyun Ji, Seung Jo Kim, 'Dynamic Direct Numerical Simulation of Woven Composites For Low-velocity Impact, ' Journal of Composite Materials, Vol. 41, No.2, pp. 175-200 https://doi.org/10.1177/0021998306063360
  5. Chang Sung Lee, Soon Wan Chung, Heon Shin and Seung Jo Kim, 'Virtual Material Characterization of 3D Orthogonal Woven Composite Materials by Large-scale Computing', Journal of Composite Materials, May 2005, 39: pp. 851-863 https://doi.org/10.1177/0021998305048160
  6. Bowles, David E., Tompkins, Stephen S., 'Prediction of coefficients of thermal expansion for unidirectional composites', Journal of Composite Materials, Vol. 23, No.4, 1989, pp. 370-388 https://doi.org/10.1177/002199838902300405
  7. Hashin, Z., Rosen, B. W., 'Effective thermal expansion coefficients and specific heats of composite materials', International Journal Engineering Science, Vol. 8, No.2, 1970, pp. 157-173 https://doi.org/10.1016/0020-7225(70)90066-2
  8. Hyer, M. W., Waas, A. M.,'Micro mechanics of linear elastic continuous fiber composites', WCB/McGraw-Hill, New York, 1999, pp. 345-375