논문 정리 '섬유강화 복합재료 파손이론 민감도 분석'

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'섬유강화 복합재료에 대한 파손이론의 민감도 분석' 논문을 정리해 보았습니다. 개인적인 공부 기록 목적으로 정확한 내용은 원문을 참고하시길 바랍니다. (강영훈, 2022, "섬유강화 복합재료에 대한 파손이론의 민감도 분석", 경상국립대학교)

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복합재료 파손이론 

복합재료 파손이론은 다양한 이론적 접근을 통해 연구되고 있습니다. 복합재료는 복합적인 특성을 가지고 있고 고려해야 할 부분이 많아 파손을 정확하게 예측하는 것이 어렵습니다. 복합재료 파손이론에 대한 자세한 설명은 이전 포스팅을 참고하시길 바랍니다.

복합재료 파손 이론 개념, 비교

복합재료 파손 이론 개념, 비교

복합재 파손이론 민감도 분석

이 논문은 복합재 파손 계산에 대표적으로 사용되는 Tsai-Wu, Tsai-Hill 파손 이론에서 동일한 변수가 두 이론에서 어떤 영향을 미치는지 섬유(X축), 기지 재료(Y축)의 인장, 압축, 전단 강도의 민감도를 분석하였습니다. 민감도 분석은 입력 값 중 결과 값에 영향을 미치는 인자를 파악하고 그 정도를 분석하는 방법입니다. 복합재는 탄소섬유/에폭시 수지로 제작되었고 각 극한 하중을 10 등분한 결과를 획득하여 파손 이론에 적용, 비교 분석하였습니다. 

분석 결과 

논문에서는 섬유강화 복합재료 파손이론에 대해 주요 인자에 대한 민감도를 확인하고 회귀분석을 통해 이를 정량화하였습니다. Tsai-Wu 파손이론 민감도를 분석한 결과 X축 인장강도가 영향이 가장 낮고 Y축 인장강도가 가장 큰 영향을 주는 결론을 얻었습니다. 이에 비해 Tsai-Hill 파손이론 분석 결과는 X축 압축강도가 파손에 대한 영향이 가장 낮고 Y축 압축강도가 영향성이 가장 컸습니다. 

결론 및 소감  

복합재 구조물, 해석 관점에 따라 다양한 파손 이론이 적용, 연구되고 있고 이 분석 결과를 통해 최근 대표적으로 사용되고 있는 두 파손 이론들이 어떤 인자에 영향을 많이 받는지 알 수 있었습니다. 복합재 정적 해석을 할 때 상황, 해석에 따라 적합한 파손 이론을 선정하는 데 도움이 될 것으로 예상되고 민감도 분석에 대한 개념도 파악할 수 있었습니다.