Although the material properties of fiber-reinforced thermoset composite material are largely influenced by the manufacturing processes, the design of the processes has so far mainly relied on experiences since the cure reaction of the resin involves complex physical phenomena. In particular, in the manufacturing process of thermoset composites reinforced with continuous fibers, it is essential to remove internal voids by controlling resin flow through fiber bundles in a high-temperature environment to improve physical properties. Especially, accurate prediction of permeability which represents the resin flow through fiber bundles is essential in the control of the resin flow. Unidirectional continuous fiber-reinforced composites have permeability in parallel and perpendicular to fibers directions in general. However, since the composite laminate with varying stacking angles has permeability in thickness direction different from perpendicular to fibers direction, accurate prediction of permeability in the laminate thickness direction is required. Therefore, in this study, the effect of stacking angles of composite laminate on the permeability in the thickness direction was numerically analyzed based on representative volume element.
섬유강화 열경화성 복합재료의 물성은 제조 공정에 의해 크게 좌우되지만, 수지의 경화 반응이 복잡한 물리적 현상을 수반하기 때문에 지금까지의 제조 공정은 주로 경험에 의존해 왔다. 특히 연속 섬유가 보강된 열경화성 복합재료의 제조 공정에는 고온 환경에서 섬유 다발 내 수지의 유동 제어 및 이를 통한 내부 기공 제거가 물성 향상을 위해 반드시 필요하다. 특히 섬유 다발 사이를 수지가 흐르는 현상을 대변하는 투수 계수의 정확한 예측이 수지 유동 제어에 필수적이다. 단방향 연속 섬유 강화 복합재료는 일반적으로 섬유 길이 방향과 수직 방향의 투수 계수를 가지지만, 다양한 적층각을 가지는 복합재료 라미네이트의 경우 두께 방향의 투수 계수가 수직 방향 투수 계수와 달라지기 때문에 이에 대한 정확한 예측이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 복합재료 라미네이트의 적층 각도가 께 방향 투수 계수에 미치는 영향에 대해 대표 체적 요소에 기반하여 수치적으로 분석했다.
