The Study on Notch Strength Characteristics with Circular Hole Notch in A17075/CFRP Layered Composites

원공노치를 갖는 A17075/CFRP 적층 복합재의 노치강도 특성에 관한 연구

  • 이제헌 (부산대학교 금속공학과) ;
  • 김영환 (부산대학교 금속공학과) ;
  • 박준수 (쿄토대학 에너지이공학연구소) ;
  • 윤한기 (동의대학교 공과대학 기계공학과)
  • Published : 2000.06.01

Abstract

CARALL(Carbon fiber reinforced aluminum laminates) was fabricated with CFRP prepreg and A17075, using a autoclave. The mechanical properties of three samples i.e. A17075, CFRP and CARALL were also investigated as a function of size in circular holes. Theoretical approach into analysing mechanical behaviors near the circular hole notch was carried out to compare with experimental data, furthermore. By the adhesive bonding of A17075 to CFRP, abrupt strength reduction was prevented. From the consideration of modified point stress failure criterion, predicted results was well consistent with the experimental one.

본 연구는 기존 수지기지 복합소재의 흡습성, 약한 충격강도, 열충격 손상문제 등을 해결하고 뛰어난 비강도, 내충격, 내피로 특성 등을 가지는 것으로 보고되고 있는 Al과 CFRP 접착소재인 CARALL(CArbon fiber Reinforced ALuminum Laminates) 하이브리드 복합소재를 제조하고, 이러한 소재가 항공기 부품제작에 적용되기 위해서 우선적으로 파악되어야 하는 특성, 즉 부품조립을 위해 가공되는 드릴링에 의한 원공노치 강도저하 효과를 조사하였다. 이를 위해 CFRP, A17075-T6, CARALL재 시편에 대한 판폭과 원공노치의 크기가 노치인장강도에 미치는 영향을 비교하고 고강도, 고 노치민감 소재인 CFRP 소재의 물성이 양면에 Al을 접착한 CARALL소재형태에 의해 개선될 수 있는지에 대해 파악하였다. 또한 각 소재에 대한 Whitney 및 Kim등의 노치인장강도 예측식을 적용하여 그 유효성을 검토하였다.

Keywords

References

  1. Fatigue Delamination Growth in Carbon Fiber-Reinforced Aluminum Laminates v.27A no.1 C.T.Lin;P.W.Kao
  2. Engineering Fracture Mechanics v.19 no.2 Flight Simulation Behaviour of ARALL Reinforced Aluminum Laminates (ARALL) R.Marissen
  3. 20th International SAMPE Technical Conference v.20 ARALL Laminates Structures : Toward the Supportabe and Durable Aircraft J.W.Gunnink;L.B.Vogelesang
  4. Composites v.22 no.2 Fatigue Behaviour of Carbon fiber-Reinforced Aluminium Laminates C.T.Lin;P.W.Kao;F.S.Yang
  5. Material Science and Engineering v.A190 Effect of Fiber Bridging on the Fatigue Crack Propagation in Carbon Fiber-Reinforced Aluminium Laminates C.T.Lin;P.W.Kao
  6. Composites Sci.and Technol. v.49 Characterization of Impact Damage in ARALL Laminates C.T.Sun;A.Dicken
  7. 한국과학재단보고서, KOSEF 951-1001-081-1 A17075/CFRP 다적층 하이브리드 복합재료의 강도 및 피로수명에 대한 연구 윤한기
  8. 대한금속·재료학회지 v.38 no.1 항공기 구조용 하이브리드 복합재료(ARALL, CARALL)의 제조와 특성 이제헌;김영환;윤한기
  9. J.of Composite Materials v.8 Stress Fracture Criteria for Laminated Composites Containing Stress Concentrations J.M.Whitney;R.J.Nuismer
  10. J.of the Korean Soc.Mech.Eng v.16 Notched Strength and Fracture Criterion of Glass/Epoxy Plain Woven Composites Containing Circular Holes J.K.Kim;D.S.Kim
  11. ASTM STP 593 Uniaxial Failure of Composite Laminate Containing Stress Concentrations R.J.Nuismer;J.M.Whitney
  12. J.of Composite Materials v.9 Approximate Stresses in an Orthotropic Plate Containing a Circular Hole H.J.Konish;J.M.Whitney
  13. J.of Composite Materials v.22 Finite-Width Correction Factors for Anithotropic Plate Containing a Central Opening S.C.Tan
  14. Translateed from the Second Russian Anistropic Plate S.G.Lekhnitskii;Tasi,S.W.(ed.);Cheron,T.Gordon(ed.)
  15. Polymer Engineering and Science v.19 no.16 Superposition of Notched Strength of Composite Laminates R.B.Pipes;J.W.Gillespie