복합소재의 섬유 배열 방향이 강도와 탄성에 미치는 영향은?
안녕하세요. 재료 중 복합소재의 경우 섬유의 방향과 밀도에 따라 재료의 기계적 특성을 결정한다고 하는데, 이것이 구조적 안정성에 주는 영향에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
복합소재에서 섬유의 방향과 밀도는 하중을 받는 방향의 강도와 변형 저항성을 결정하기 때문에 구조적 안정성에 직접적인 영향을 줍니다 섬유가 하중 방향과 일치할수록 응력을 효율적으로 분산시켜 파선을 늦추며 밀도가 높을수록 강성과 내피로성이 향상됩니다 반대로 방향이 불균일하거나 밀도가 낮으면 응력 집중이 발생해 균열이나 변형이 쉽게 생겨 구조적 안정성이 떨어지는 겁니다.
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
복합소재에서 섬유는 보통 보강재로 사용되며 배열방향에 따라 복합재 전체의 기계적성질에 영향을 줍니다.
섬유가 단방향으로 배열되면 배열된 방향의 성능은 우수하지만 다른방향은 취한한 성질으 나타내게 됩니다.
바둑판모양의 교차배열을 하게 되면 양방으로 고르게 성능을 발휘하게 됩니다.
무작위로 배열될경우 특정방향에 대한 성능이 특별히 좋거나 나쁘지 않으나 전체적 성능에서 저하되는 현상이 나타나고, 또한 일부 어떤 부위에서 무작위로 취약한 부분이 나타날수 있습니다.
0,45,90도 등으로 여러방향의 규칙적인 배열로 이루어 질경우 전체 방향에서 모두 균일한 성능을 발휘 하게 됩니다.
섬유의 배열이 하중을 받는 방향과 수직으로배열되었느냐 아니며 수평으로 배열되었느냐도 복합소재의 강도를 좌우하게 됩니다. 탄성계수도 마찬가지 입니다.
하중방향과 섬유배열 방향이 같으면 강도와 탄성이 높게 나타나며, 그 반대일경우 매우낮은 강도와 탄성을 보이게 됩니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
섬유는 크게 직물과 편물로 구성됩니다. 실 두가닥을 서로 직교시키면 직물, 고리를 만들어 거기에 실을 끼우면 편물이라고 부릅니다.
직물의 경우도 직교를 한가닥씩 할지 두가닥씩 할지, 그리고 한방향의 실에 추가로 몇가닥의 실을 더 넣냐로 다양한 구조를 만들어낼 수 있습니다.
동일한 실 이더라도 밀도가 높으면 훨씬 높은 강도를 가지기 때문에 어떻게 제직을 하느냐가 최종 제품의 강도와 품질을 결정하게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)