비선형 변형 거동을 갖는 섬유강화 복합재료의 피로수명 예측

Fatigue Life Prediction of Fiber-Reinforced Composite Materials having Nonlinear Stress/Strain Behavior

비선형 하중/변위 거동을 나타내는 모재 지배 복합재료의 피로수명 예측을 이론과 실험에 의해 연구하였다. 재료의 비선형성을 고려하기 위해 초기 피로계수와 탄성계수의 관계를 나타내는 응력함수를 도입하였다. 피로계수와 참고계수 개념을 기반으로 하여 새로운 피로수명 예측식이 가한 하중 수위의 함수로 유도되었다. 예측 결과는 직교이방성 탄소섬유/에폭시 적층판을 사용한 원통형 시편의 비틀림 피로 실험과 비교되었으며, 제안된 식은 실험치와 잘 일치하였다.

Fatigue life prediction of matrix dominated composite laminates, which have a nonlinear stress/strain response, was studied analytically and experimentally. A stress function describing the relation of initial fatigue modulus and elastic modulus was used in order to consider the material nonlinearty. New modified fatigue life prediction equation was suggested based on the fatigue modulus and reference modulus concept as a function of applied stress. The prediction was verified by torsional fatigue test using crossply carbon/epoxy laminate tubes. It was shown that the proposed equation has wide applicability and good agreement with experimental data.