2.5D C<SUB>f</SUB> /SiC<SUB>m</SUB> 복합재의 기계적 물성 시험과 탄소성 모델링을 통한 유한요소해석

이민정; 김연태; 이연관

doi:10.5139/JKSAS.2020.48.9.663

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저자정보: 이민정 (Agency for Defense Development) 김연태 (Agency for Defense Development) 이연관 (Agency for Defense Development)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 韓國航空宇宙學會誌第48卷第9號

발행연도: 2020.9

수록면: 663 - 670 (8page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2020.48.9.663

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2.5D C/SiC를 적용한 구조물의 거동 특성을 유한요소해석으로 근사하기 위해 기계적 물성 특성화와 모델링 기법에 관한 연구를 수행하였다. 2.5D C/SiC 소재의 거동 특성을 분석하기 위해 인장시험을 수행하였고 수학적 균질화 기법과 수정된 혼합 법칙을 적용하여 2.5D C/SiC를 구성하는 섬유와 기지의 탄성 물성을 정의하였다. 탄소성 거동을 나타내는 기지는 소성 영역의 거동을 bilinear 함수로 근사하고 시험과 해석의 오차를 최소화하여 등가 항복 강도와 등가 소성 강성을 계산하였다. 그리고 2.5D C/SiC의 RVE를 정의하고 수정된 혼합 법칙을 적용하여 유효강성행렬을 계산하는 과정을 ABAQUS의 User-defined subroutine을 통해 구성하였다. 제안된 과정을 바탕으로 정의된 섬유와 기지의 기계적 물성을 적용하여 유한요소해석을 수행한 결과는 시험의 거동을 잘 근사하고 있음을 확인하였다.

#Mechanical Property Test(기계적 물성 시험) #Mathematical Homogenization(수학적 균질화) #Modified Rule of Mixture(수정된 혼합 법칙) #Elasto-Plastic Behaviour(탄소성 거동) #Effective Stiffness Matrix(유효강성행렬) #Finite Element Analysis(유한요소 해석)

참고문헌 (9)

참고문헌 신청

Francois, B., Celine, Z., Thierry, P. and Florent G., “Development and flight qualification of the C-SiC thermal protection systems for the IXV,” Acta Astronautica, Vol. 124, February 2016, pp. 85~89.

Francois, B., Thierry, P. and Renaud B., “IXV Thermal Protection System Post-Flight Preliminary analysis,” 7th European Conference for Aeronautics and Space Sciences, June 2017.

Bernhard, H., “Carbon Fibre Reinforced SiC Materials based on Melt Infiltration,” Proceedings of the 6th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites, 2007.

Zhen, C., Guodong, F., Junbo, X. and Jun, L., “Experimental study of high-temperature tensile mechanical properties of 3D needled C/C-SiC composites,” Material Science & Engineering A, Vol. 654, December 2016, pp. 271~277.

Junbo, X., Jun, L., Guodong, F. and Zhen, C., “Effect of needling parameters on the effective properties of 3D needled C/C-SiC composites,” Composites Science and Technology, Vol. 117, June 2015, pp. 69~77.

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