Composite-laminate를 통한 복공판에 관한 연구

Abstract

기존 복공판이 30년 동안 사용되면서 과하중으로 인한 피로파괴, 강재 부식으로 인한 내구성 저하 등 문제점들이 야기되어왔다. 기존 복공판의 문제점이 야기되면서 신복공판의 개발이 주목되고 있는데 본 연구의 내용인 Composite Laminate를 이용한 신복공판의 설계는 복합재료를 Laminate적층 공법을 이용한 신복공판을 설계하여 기존 복공판보다 무게를 줄이고 변형를과 강도 값은 뒤처지지 않도록 하여 복공판 설치 시 더 안전하고 신속하게 설치할 수 있도록 하는데 목표를 두었다. 가격을 고려하여 설계하여야 되기 때문에 E-Glass를 많이 함유하고 그 위층과 밑층에 강도가 센 복합재료를 적층함으로써 적절한 강도 값을 도출하였다. 고강도 CFRP, 고강성 CFRP, Boron Epoxy, Kevlar-49, E-Glass 의 복합재료를 선택하여 적층 공법을 이용, 설계하였다. 가격을 고려하여 어떤 재료를 어떤 두께로 적층할 것인지 고려해야 하고 Laminate 특성상 적층 각도에 따라 물성치 값들이 달라지므로 적층각도도 고려하여야 한다. 많은 시행착오를 겪고 최적의 적층 각도를 도출하고 적절한 적층 두께를 도출하여 우리는 E-Glass(150mm), 고강성 CFRP Epoxy(25mm)2장을 90도, -90도, 0도로 적층하여 설계한 복공판이 제일 효율적이라는 결론에 도달하게 되었다. 무게를 현저히 줄이고 가격을 줄일 수 있었지만 변형률은 증가하는 한계점을 보이기도 하였다.