원통형 복합재료 압력 용기의 기계적 물성 평가를 위한 세그먼트 형 링 버스트 시험 방법 분석

김위대; 김성수

doi:https://doi.org/10.7234/composres.2021.34.4.257

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김위대 (부산대학교) 김성수 (한국과학기술원)

저널정보: 한국복합재료학회 Composites Research Composites Research 제34권 제4호

발행연도: 2021.9

수록면: 257 - 263 (7page)

DOI: https://doi.org/10.7234/composres.2021.34.4.257

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복합재료는 높은 비 강성 및 비 강도 특성으로 인해 기체 혹은 액체 연료를 저장하기 위한 압력 용기의 설계 및 제작에 널리 활용되고 있다. 이에 따라, 압력용기의 파열압력 또는 파단 변형률의 기계적 특성의 보다 정확한 측정은 상용화 전에 필수적 요소이다. 그러나, 기존의 시험방법을 활용한 복합재료 압력 용기의 안전성 검증은 하중 전달 매체의 변형으로 인한 추가적인 에너지 손실의 발생과, 불필요한 하중 및 모멘트의 발생 등의 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 수직기둥의 이론적인 하중전달 정도와 적용 가능한 수직방향 변위를 고려하여 세그먼트형 링 버스트 시험장치를 설계하였다. 또한, 세그먼트 형 링 버스트 시험장치의 균일한 압력분포를 검증하기 위해 수치해석을 활용하였고, 수압 시험방법과 링 시편의 원주방향 응력 및 변형률 분포를 비교하였다. 복합재료 압력용기의 파괴 거동을 모사하기 위해 Hashin 파손 기준을 적용하였고, 실험적으로 파단 변형률을 측정하여 이를 수치해석 결과와 비교하였다.

#복합재료 #압력용기 #시험장치 #파괴압력 #Composite materials #Pressure vessels #Test methods #Burst pressure

참고문헌 (8)

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이주형 / 2016 / 항공온실가스 배출현황 및 감축규제 대응방안 / 한국항공운항학회지 24(1):47~54

김기석 / 2011 / 항공기용 탄소섬유강화 복합재료의 기술동향 / 엘라스토머 및 콤포지트 46(2):118~124

Harshe, R. / 2015 / A Review on Advanced Out-of-Autoclave Composites Processing / Journal of the Indian Institute of Science 95(3):207~220

Chen, R. / 2004 / Flow Modeling and Simulation for Vacuum Assisted Resin Transfer Molding Process with the Equivalent Permeability Method / Polymer Composites 25(2):146~164

Trochu, F. / 1993 / Numerical Analysis of the Resin Transfer Molding Process by the Finite Element Method / Advances in Polymer Technology : Journal of the Polymer Processing Institute 12(4):329~342

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