고온에서의 매트릭스 변화에 따른 섬유강화 복합재료의 역학적 특성변화에 관한 연구
A Study on Mechanical Characteristics of FRP Composite with Three Different types of Matrices under High Temperatures
- 주제(키워드) 섬유강화 복합재료(FRP) , 매트릭스 , 인장시험 , 역학적 성질 , Stress-Strain curve , 유한요소해석(FEM) , Fiber Reinforece Polymer(FRP) , Matrix , Tensile test , Material Properties , Finite Element Analysis
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 鄭雨泳
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 xi, 69 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
섬유강화 복합재료(Fiber Reinforced Polymers, FRP)는 우주, 항공, 국방 분야에서 주로 활용되어져왔고, 현재는 선박, 자동차, 화학공정, 건축자재, 스포츠 용품 등 다양한 분야의 산업 전반까지에 널리 활용되어지고 있다. 복합재료를 구조적 재료로 사용함에 있어서 가장 유념해야 할 것은 복합재료의 높은 인화성과 낮은 열 저항성이다. 그러므로 고온환경 하에 복합재료의 재료적 성질변화에 대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 고온환경 하에 복합재료의 역학적 성질을 알아보기 위하여 약 30분 동안 상온부터 250℃까지의 온도조건에서 복합재료의 인장시험 규격인 ASTM D3039/D3039M의 절차에 따라 인장시험을 수행하였다. 고온인장시험을 통하여 복합재료가 온도가 증가하면 할수록 재료의 역학적 성질 또한 감소한다는 것을 확인하였다. 역학적 성질의 감소는 주로 매트릭스의 열분해 및 연소과정으로 인한 분해과정에 기인한다.
more초록/요약
Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites are used extensively in aerospace, marine, automotive, infrastructure, chemical processing and sporting good applications. A concern with using FRP composites in some engineering structures is their high flammability and poor fire resistance In this research, material properties of FRP composites at increasingly high temperatures was measured and verified. The obtained mechanical properties of FRP composites were performed according to ASTM D3039/D3039M and tested to a wide range of heat conditions with temperatures from Room-temp. to 300℃ for times up to 30 min. It is found that the mechanical properties of FRP composites dropped with increasing heat or temperature. The reduction to the properties was due mainly to thermal degradation and combustion of the polymer matrix.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
1.1 연구배경 및 목적 = 1
1.2 연구범위 및 내용 = 4
1.3 선행 연구 = 5
제 2 장 복합재료의 특성 = 7
2.1 복합재료의 정의 및 특징 = 7
2.2 복합재료의 메커니즘(Mechanism) = 10
2.2.1 기본법칙 = 10
2.2.2 파괴 메커니즘 = 14
제 3 장 실험적 연구 = 20
3.1 실험 계획 = 20
3.2 실험 재료 = 22
3.2.1 강화섬유 = 22
3.2.2 매트릭스(Matrix) = 23
3.2.3 시험시편 제작 = 25
3.2.4 섬유체적비(Fiber Volume Fraction) = 27
3.3 온도 실험 = 30
3.3.1 실험 방법 = 30
3.3.2 적용 온도 = 32
3.3.3 적용 시간 = 34
3.4 실험 결과 및 분석 = 36
3.4.1 물성 계산 = 36
3.4.2 Woven fabric / Epoxy의 실험결과 = 37
3.4.3 Woven fabric / Polyester의 실험결과 = 41
3.4.4 Woven fabric / Vinylester의 실험결과 = 45
3.4.5 Stress-Strain Curve에 대한 이선형(Bi-linear)모델 = 49
제 4 장 해석적 연구 = 56
4.1 교량 제원 = 56
4.2 유한요소모델링 = 58
4.3 해석수행 및 결과 = 60
제 5 장 결 론 = 65
참 고 문 헌 = 67
