High velocity Impact Analysis of Carbon/Epoxy Composite Laminates

ABSTRACT In this paper, the penetration behavior of carbon/epoxy composite laminates subjected to high velocity projectile impact was studied by numerical simulation. The composite laminates made of carbon/epoxy with [45/0/-45/90] ns stacking sequence and the spherical steel impactor were three-dimensionally modeled. The ply numbers of 16 and 24 and the impact velocities in the range of 140-250 m/s were considered. The analysis was performed using an explicit finite element code LS-DYNA. The residual velocity and the amount of damage were predicted and compared to the experimental results. 초 록 본 연구에서는 수치적 시뮬레이션을 통해 탄소/에폭시 복합재 적층판의 고속충돌 관통 거동을 연구하였다. 해석은 상용유한 요소 해석프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 해석을 수행하였고, 적층판 및 구형 강철 충격체 모두 3차원 요소로 모델링 하였다. 해석에는 적층순서가 [45/0/-45/90] ns 인 16 및 24장으로 된 복합재 적층판을 고려하였으며 충격체의 초기속도는 140-250 m/s 범위의 값을 사용하였다. 해석결과 예측된 잔류속도는 실험값과 비교적 잘 일치하였다. Key Words : 고속충돌(high-velocity), 복합재 적층판(compositive laminates), 충격체(projectile), 파손(damage), 잔류속도(residual velocity) 접수: 2012년 9월 11일, 수정: 2012년 12월 17일, 게재승인: 2012년 12월 18일 * 충북대학교 대학원 구조시스템공학과 **+ 충북대학교 토목공학부, Corresponding author(E-mail:kw3235@chungbuk.ac.kr) *** 항공우주연구원 **** 충남대학교 항공우주공학과***** 국방과학연구소