Free Vibration Characteristics of Laminated Composite Cylindrical Shells Reinforced by SWCNT with a Central Cutout
본 연구에서는 중앙 개구부를 갖는 카본나노튜브/유리섬유/폴리머 합성 복합 적층쉘을 다루었다. 수정된 Halpin-Tsai 모델과 마이크로 역학적 접근방법은 단일벽 탄소나노튜브의 합성 비율에 따른 탄성적 물성변화를 추정하기 위하여 적용되었다. 유한요소 해석을 통하여 쉘의 고유진동 및 모드 특성을 분석하였다. 탄소나노튜브의 무게 비율, 보강섬유 각도, 개구부 크기, 고 유진동수 및 고유모드의 상관관계를 규명하였다. 개구부를 갖는 경우와 갖지 않는 경우에 대하여 곡률 변화에 따른 기존 문헌 과의 비교를 통하여 본 연구결과를 검증하였다. 본 연구결과는 고유진동 특성에 영향을 미치는 탄소나노튜브 보강의 중요성을 보여준다.
Single-walled Carbon Nanotubes (SWCNTs), epoxy resin and E-glass fibers were used for fabricating carbon nanotubes/fiber/polymer composite shells containing a central cutout. Modified Halpin-Tsai model and micro-mechanical approaches were used to evaluate the elastic properties of laminated composite cylindrical shells with different SWCNT weight ratios. The dynamic characteristics of shells were studied using the finite element program for the frequencies and mode shapes. The interactions between carbon nanotubes weight ratios, layup angles, cutout sizes, fundamental frequencies and mode shapes were carried out. The results were verified with those literatures which dealt with different curvature shapes with and without cutout. The study shows the importance of carbon nanotubes (CNT) reinforcement for higher frequency achievement.