복합재료실험-핸드레이업.오트클레이브

목차

- 복합재료란

- 성형방법

- 실험의 목표

- 실험 계획

- 실험 준비물

- 실험 과정

- 실험 결과

- 결론 및 고찰

본문내용

험 속도
1.00 mm/min
▶ 테스트 결과
항목
치수
단면적
0.2%항복강도
최대 하중
인장 강도
파단 변위
연신율
탄성계수
단위
(WxT)mm
mm²
MPa
N
MPa
mm
%
MPa
스펙
2.700x18.300
49.410
0.000
0.0
0.000
0.00
0.00
0.00
X1
3.100x18.000
55.800
156.766
13160.5
235.852
5.41
10.82
2294.94
X2
2.800x18.100
50.680
134.097
9757.6
192.534
5.39
10.78
1925.34
X3
2.700x18.300
49.410
124.841
8433.7
170.689
5.37
10.74
1510.52
최대
-
55.800
156.766
13160.5
235.852
5.41
10.82
2294.94
평균
-
51.963
138.568
10450.6
199.692
5.39
10.78
1910.27
최소
-
49.410
124.841
8433.7
170.689
5.37
10.74
1510.52
▶ 그래프
- Vacuum Bag Molding → Autoclave Process 시편 인장실험.
시험일자
2011-11-11 14:36
시료명
유리섬유　
의뢰자
　
시험자
Sung Won Yoon
품번
　
표점 거리
50.00 mm
시험온도.
상온
시험규격
ASTM D 638
시험 속도
1.00 mm/min
▶ 테스트 결과
항목
치수
단면적
0.2%항복강도
최대 하중
인장 강도
파단 변위
연신율
탄성계수
단위
(WxT)mm
mm²
MPa
N
MPa
mm
%
MPa
스펙
19.500x1.100
21.450
0.000
0.0
0.000
0.00
0.00
0.00
X2
18.500x1.100
20.350
158.545
3873.6
190.350
1.94
3.88
5438.58
X3
19.800x1.200
23.760
185.732
4599.3
193.574
2.30
4.60
4127.38
X4
19.500x1.100
21.450
214.878
4824.9
224.936
2.19
4.38
4618.52
　
최대
-
23.760
214.878
4824.9
224.936
2.30
4.60
5438.58
평균
-
21.853
186.385
4432.6
202.953
2.14
4.29
4728.16
최소
-
20.350
158.545
3873.6
190.350
1.94
3.88
4127.38
▶ 그래프
8. 결론 및 고찰
: ⅰ)Hand Lay Up - 바잘트 섬유, ⅱ)Autoclave Process - 유리섬유 실험을 통해 얻어진 시험편을 가지고 인장시험 한 결과를 분석해 보려한다. 하지만 이 실험을 통해 비교하고자 하는 것이 무엇인지, 또 그것에 따르는 문제점을 몇 가지 발견했다.
문제점 1.
만약, 우리가 섬유의 종류에 따른 강도 및 기계적 특성을 파악하고자 하려면 그 시험편을 만드는 공법이 같아야 한다. 하지만 우리는 서로 다른 종류의 섬유를 서로 다른 공법으로 제작하였으며 이에 따라 섬유를 비교 대상으로 한 분석은 어렵다고 생각된다.
문제점 2.
다른 방법으로, 공법에 따라 기계적 특성 값이 달라지는 것을 확인하고자 한다면 같은 섬유를 사용하고 공법만 달리했어야 하지만, 우리는 섬유도 다르며 또한 공법도 달리 적용하여 이것 또한 비교 분석은 어렵다고 사료된다.
문제점 3.
아래 표와 같이 현재 이 두 시편의 단면적은 다르게 나타난다. 다른 모든 상황을 배제하고 비교가능하다 가정하여 분석을 하고자 할 때, 정확한 비교를 하기위해서는 단면적의 크기 및 시험편의 길이, 두께 가 동일하고, 특히 게이지 렝스가 같아야만 정확한 분석을 할 수 있다.
단면적
0.2%항복강도
최대 하중
인장 강도
파단 변위
연신율
탄성계수
단위
mm²
MPa
N
MPa
mm
%
MPa
Hand Lay Up
51.963
138.568
10450.6
199.692
5.39
10.78
1910.27
Autoclave Process
21.853
186.385
4432.6
202.953
2.14
4.29
4728.16
Hand Lay Up, Autoclave Process 인장데이터 비교 - 평균
따라서 본 실험 목표에서 조금 벗어나 “섬유 종류의 차이에 따른 복합재료 시험편의 분석” 또는 “공법에 따라 달라지는 기계적 특성 값” 과는 상관없이 단순 수치를 놓고 실험 결론 및 고찰을 써 내려가고 자한다.
위 문제점 3가지를 배제, 순수한 나머지 데이터 자료를 이용하여 비교, 항복강도와 인장강도에 집중할 경우 Autoclave Process를 통해 만들어진 시험편의 강도가 더 우수함을 나타내고 있다. 상세히 설명하게 되면, 단면적을 고려- 거의 인장강도가 크게 차이가 없는 경우, 위의 두 종류의 시험편과 같은 경우, 더 작은 단면적을 나타낸 Autoclave Process의 공법을 이용하여 제작한 시험편의 강도가 더 높다고 사료된다.
반면, 연신율만을 판단 할 경우, Hand Lay Up을 통해 제작된 시험편이 더 높은 연신율을 가짐을 확인 수 있다.
종합하여보면, 고강도를 요구하는 제품 제작을 위해서는 Autoclave Process의 공법을 이용한 복합재료의 제작이 이루어져야 하며 높은 연신율을 요구하는 제품 제작을 위해서는 Hand Lay Up을 통해 제작을 권한다. 또한 장시간 사용의 경우를 고려한다면 연신율이 높은 Hand Lay Up을 통한 제작이 옳다고 사료된다. 일반적으로 피로파괴에 대한 저항성이 좋기 위해서는 연성이 좋아야 하기 때문이다.
Hand Lay Up을 통해 제작된 시험편들의 인장커브를 볼 경우, 두 번째 시험편은 위 그래프에 표시한 동그라미 친 부분이 항복점에 도달하기 전 인장강도가 다소 감소한 후, 다시 인장강도가 증가하여 항복점에 도달 후 파단이 되는 것을 확인 할 수 있다. 이 경우 인장 시험이 진행되는 동안 미세한 열에 반응하여 기계적 특성의 변화가 일어나 이러한 양상을 보였거나, 또 다른 추측으로는 공법을 진행하는 동안에 매트릭스인 소재의 기계적 성질 변화로 인한 커브형태로 추측된다. 추후 인장 추가 실험을 통하여 확인하는 것이 옳다고 판단된다.

키워드

복합재료,   성형,   핸드레이업