온도 및 매트릭스 특성 변화에 따른 섬유강화 복합재료의 역학적 특성 및 구조적 거동 변화

• 영문명: A Study on Mechanical Characteristics and Behaviors of FRP Composite with Three Different types of Matrices under High Temperature
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 정우영 장준호 백민호 Jung, Woo-Young Jang, Jun-Ho Back, Min-Ho
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』8권3호, 1~10쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2008.06.30

국문 초록

섬유강화 복합재료(Fiber Reinforced Polymers, FRP)는 우주, 항공, 국방 분야에서 주로 활용되어져왔고, 현재는 선박, 자동차, 화학공정, 건축자재, 스포츠 용품 등 다양한 분야의 산업 전반까지에 널리 활용되어지고 있다. 이들 복합재료를 기반시설물에 대한 구조적 재료로 사용함에 있어서 가장 유념해야 할 것은 복합재료의 높은 인화성과 낮은 열 저항성이다. 따라서 고온환경 하에 복합재료의 재료적 성질변화에 대한 연구가 필요한데 본 연구에서는 주변온도와 수지(resin)재료 변화에 따른 복합재료 물성치 및 거동변화를 알아보기 위하여 약 30분 동안 상온부터 250까지의 온도조건에서 복합재료의 인장시험 규격인 ASTM D3039/D3039M의 절차에 따라 인장시험을 수행하였다. 본 연구결과 고온인장시험을 통하여 복합재료의 역학적 성질이 온도의 증가에 따라 점진적으로 감소하였는데 이는 주로 매트릭스의 열분해 및 연소과정으로 인한 분해과정에 기인한다. 또한 구조물의 거동변화에 있어서 수지(resin)에 따른 물성치 변화 특성은 구조물의 처짐 거동에 있어 상대적으로 큰 변화를 보여주었다.

영문 초록

Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites are used extensively in aerospace, marine, automotive, infrastructure, chemical processing and sporting good applications. A concern with using FRP composites in some engineering structures is their high flammability and poor fire resistance In this research, material properties of FRP composites at increasingly high temperatures was measured and verified. The obtained mechanical properties of FRP composites were performed according to ASTM D3039/D3039M and tested to a wide range of heat conditions with temperatures from Room-temp. to 300 for times up to 30 min. It is found that the mechanical properties of FRP composites dropped with increasing heat or temperature. The reduction to the properties was due mainly to thermal degradation and combustion of the polymer matrix.

키워드

섬유강화 복합재료 재료시험 화재 응력-변형률 내구성 유한요소해석 FRP(Fiber Reinforced Polymer) Material Tests Fire Stress-strain relation Numerical Analysis