복합재 다중스케일 손상·내구성 예측 모델링 연구

Multiscale damage and durability modeling for composite materials

연구 내용

다중물리 기반 정연속 손상 및 내구성 예측을 위해 재료 구성방정식과 실험 데이터를 결합하는 복합재 손상·열화 모델링 연구

복합재의 미세구조에서 발생하는 손상과 거시 물성 변화를 연결하기 위해 다중스케일 모델을 구성합니다. 미세 CT 기반 재구성과 유한요소해석을 연계하여 재료 파라미터를 역해석으로 규명하고, 열·습도·하중 조건에서의 열화 메커니즘을 반영합니다. 또한 핀홀 성장처럼 국부 결함의 확대를 연속체 손상 모델로 구현하여 성능 저하를 예측합니다. 실험 검증을 통해 모델의 재현성을 확보하고, 극한환경 복합재의 피로 수명 및 손상 진화를 예측하는 데 적용합니다.

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

초기에는 복합재 미세구조 기반 모델링으로, 재료의 층간·계면 거동과 기계적 응답을 해석적으로 재현하는 데 집중했습니다. 이후 Micro-CT 영상 재구성과 다중스케일 구성방정식을 연계하여 손상 분포와 거시 물성 변화를 동시에 추정하는 방향으로 확장했습니다. 최근에는 극한환경에서의 열화 경로를 다물리 관점에서 정식화하고, 결함 성장과 성능 저하의 정량적 연결을 강화하는 연구를 수행하고 있습니다. 현재는 3D 프린팅 복합재와 같은 제조 특성을 반영한 손상 예측 시뮬레이터로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

극한환경 피로 수명 예측
습도·하중 사이클 열화 모델링
3D 프린팅 복합재 손상 시뮬레이션
실험 최소화 기반 파라미터 추정
결함 성장 기반 성능 저하 예측
구성방정식 검증용 데이터셋 구축
유한요소 기반 내구성 평가 자동화
구조 설계 단계 내구성 검토
수명 중심 정비 의사결정 지원
복합재 재료 등급화 및 품질평가