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섬유와 매트릭스가 혼합된 섬유 복합재료에서 섬유 탄성계수(Ef), 섬유 길이(Lf), 섬유 직경(df), 섬유 인장강도(σfu), 섬유 함유량(Vf), 매트릭스 탄성계수(Em), 매트릭스 인장강도(σm), 매트릭스 함유량(Vm), 매트릭스와 섬유의 계면 마찰계수(τ0), 화학적 부착계수(GD), 미끌림 경화계수(β), 스너빙 계수(f) 및 강도감소계수(f'), 섬유 중심위치에 대한 확률 밀도 함수(P(z)), 섬유 방향성에 대한 확률밀도함수(P(θ)) 및 섬유개수 보정계수(αnf)를 산출하는 단계;
소정 균열 개구변위에 대해 섬유의 매입길이 및 기울어진 각도에 따라 섬유에 유발된 응력을 계산하는 단계;
각 섬유에 유발된 응력이 각도에 따른 섬유 강도 감소 효과를 고려한 섬유 강도와 대비하는 단계;
상기 응력이 상기 섬유강도보다 크거나 같으면 해당 섬유의 응력을 0(zero)로 하고, 상기 섬유강도보다 작으면 상기 응력을 해당 섬유의 응력으로 결정하는 단계;
각 섬유의 응력을 수치 적분하여 상기 균열 개구변위에서의 섬유의 가교 응력을 산출하는 단계; 및
상기 개구변위를 최종 개구변위와 대비하여 상기 개구변위가 최종 개구변위보다 크거나 같으면 해석을 종료하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제1항에 있어서,
상기 섬유 중심 위치에 대한 확률밀도함수(P(z))는 2/Lf인 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제2항에 있어서,
상기 섬유 방향성에 대한 확률밀도 함수(P(θ))는, 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제3항에 있어서,
상기 섬유 개수 보정계수(αnf)는 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제4항에 있어서,
상기 섬유에 유발된 응력을 계산하는 단계는,
다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제5항에 있어서,
상기 균열개구변위가 보다 큰 경우에는 상기 섬유에 유발된 응력은 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제6항에 있어서,
섬유의 가교 응력을 산출하는 단계에서 섬유 가교 응력은 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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제6항에 있어서,
섬유의 가교 응력을 산출하는 단계에서 섬유 가교 응력은 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석방법
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섬유와 매트릭스가 혼합된 섬유 복합재료로 이루어진 시편에 대한 균열 간격을 산출하여 상기 시편을 n개의 요소로 구분하는 단계;
상기 각 요소에 상기 섬유 복합재료의 강성과 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 섬유 가교 해석방법으로부터 구한 강성을 부여하는 단계;
상기 시편에 대해 1축 인장 응력을 가하여 소정 변위를 생성하고 상기 변위에 대해 각 요소에 유발된 응력을 상기 섬유 복합재료의 강성을 토대로 계산하는 단계;
상기 각 요소에 유발된 응력과 상기 각 요소의 균열 강도를 대비하는 단계;
상기 각 요소에 유발된 응력이 상기 균열 강도보다 크거나 같으면 해당 요소의 물성을 상기 섬유 복합재료의 강성에서 상기 섬유 가교 해석방법으로부터 구한 강성으로 교체하는 단계; 및
상기 요소에 유발된 응력을 상기 섬유 가교 해석방법으로 구한 최대가교응력과 대비하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석에 의한 섬유복합재료의 인장성능을 예측하는 방법
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제9항에 있어서,
상기 균열 간격은 다음의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석에 의한 섬유복합재료의 인장성능을 예측하는 방법
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제10항에 있어서,
상기 섬유 복합재료의 강성과 상기 섬유 가교 해석방법으로부터 구한 강성은, 복수의 시편에 대한 시험으로부터 산출된 최대값과 최소값 사이의 임의의 값을 선택하여 부여되는 것을 특징으로 하는 섬유 가교 해석에 의한 섬유복합재료의 인장성능을 예측하는 방법
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