LS-DYNA의 복합재파손 모델링 및 응집영역 모델링 방법을 이용한 복합재 적층판의 저속충격 손상거동 예측 = Prediction of Low Velocity Impact Damage for Laminated Composites using Composite Damage Modeling and Cohesive Zone Modeling in LS-DYNA
저자
발행기관
학술지명
建設技術論文集(Journal of the institute of constructional technology)
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
1-8(8쪽)
제공처
소장기관
본 논문에서는 저속 충격에 의하여 탄소-에폭시 복합재 적층판에서 발생하는 파손거동을 연속체 파괴역학 기반의 방법과 응집영역 모델링 방법을 이용하여 예측하였다. 먼저, 직교([0/90]<sub>6s</sub>) 적층판과 준대칭([45/0/ -45/90]<sub>3s</sub>) 적층판에 대하여 ASTM 규정을 따라 충격실험을 수행하고 이를 복합재 파손 모델과 응집영역 모델링을 이용하여 수치적으로 모사하였다. 해석에서는 면내 파손은 최대 응력기반의 파손기준을 채용한 탄소성 손상 모델을, 그리고 층간분리는 응집요소를 이용한 응집영역 모델링을 사용하여 모델링 하였다. 전산해석을 통하여 예측된 충격하중이력과 손상 형상을 실험의 결과와 비교하였다. 직교적층판과 준대칭 적층판에서 비교적 유사한 결과를 보였으며 이를 통하여 해석 모델의 타당성을 입증하였다. 또한, 다른 해석방법을 통한 결과와 비교를 통하여 기지의 손상 모델이 전체적인 손상에 미치는 영향에 대하여 보였다.
더보기In this study, damage behavior of carbon/epoxy laminated composite under low velocity impact was studied using intra and inter lamina damage modeling. First, experiment were performed based on ASTM standard with cross-ply ([0/90]<sub>6s</sub>) and quasi-symmetric[45/0/0 -45/90]<sub>3s</sub>cking sequence. The experiments were simulated using composite damage modeling and cohesive zone modeling. The intra-laminar damage was modeled with elasto-plastic damage modeling adopting the maximum stress based failure model and the inter-laminar damage was considered with cohsive zone modeing using cohesive elements in LS-DYNA. Predicted damage behaviors in terms of impact force history and damage shape were compared with those from experiments and showed very good agreement. Also, by comparing with the predicted result using different analysis approach, the effect of the matrix cracking on the impact damage of laminated composites was exhibited.
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