탄소 방향에 따른 탄소복합소재 유한요소 모델 동특성 검증
저자
김찬중(Chan-Jung Kim) ; 김경준(Kyoung Joon Kim) ; 이기수(Gee-Soo Lee) ; 이무연(Moo-Yeon Lee) ; 김기현(Ki-Hyun Kim)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
151-151(1쪽)
제공처
탄소복합소재의 이방성 특성은 탄소섬유의 방향에 따라 달라지기 때문에 탄소섬유 방향을 고려한 탄소복합소재의 유한요소 모델링은 반드시 필요하다. 통상 정적 특성에 사용되는 모델의 경우 서로 다른 물성을 가진(탄소 섬유, 결합재) 복합소재 형태로 모델링을 하지만 동적 특성의 경우 해당 모델을 그대로 사용할 수 없는 한계를 가지고 있다.
본 연구에서는 간단한 직사각형 형태의 탄소복합소재에 대한 모달 실험을 통해 모달 파라미터들을 추출하였다. 해당 모달 파라미터는 공진점과 모드형상, 그리고 감쇠 계수를 포함하게 되고 이를 해석 모델모델의 모달 해석 결과와 비교 평가하였다. 공진점의 경우 탄소 섬유의 방향성에 따라 급격하게 감소하기 때문에 이는 강성을 조정하여 튜닝할 수 있으나 감쇠 계수 및 모드 형상 정보의 경우 탄소섬유 방향에 대한 일정한 경향성을 보이지 않기 때문에 모델 검증 과정에서 많은 시행착오가 필요하다. 특히, 감쇠 계수의 경우 해당 유한요소 모델을 활용하여 동적 특성을 예측하는 과정에서 주요 오차를 나타낼 수 있기 때문에 실제 측정된 값을 바탕으로 정확한 값을 튜닝하는 것이 바람직하다.
The Carbon-Fiber-Reinforced Plastic (CFRP) Material has anisotropic nature according to the direction of carbon fiber so that the finite element (FE) model regarding to CFRP should consider the direction of carbon fiber during to modeling process. Using the measured modal parameters, both the resonance frequency and the damping coefficient, the original FE model was updated according to the direction of carbon fiber. In particular, the modal damping coefficient may be the important role in the dynamic characteristics of proposed FE model.
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