랜덤하게 분포한 원형 실린더에 의한 SH 탄성파의 다중산란;섬유강화 복합재료의 동특성파악

Abstract

섬유강화 복합재료의 동탄성계수와 감쇠특성을 규명하기 위하여 랜덤하게 분포된 무한 실린더 형상의 산란계를 가진 메질내에서, 축방향으로 분극되어 조화운동을 하는 탄성파의 전파에 관하여 연구하였다. 단일 실린더에 대한 산란계수로부터 Lax의 준결정근사법을 이용하여 다중산란에 관한 이론을 유도하였고, 매질내에서의 파동전파특성을 내포하는 분산관계식을 얻었다. 다중 산란에 의한 실린더간의 상호작용을 수식화하기 위하여 필요한 실린더의 쌍분포함수는 몬테카를로 모의실험을 이용하여 구하였다. 수치적으로 구한 감쇠계수 및 유효전단강성을 주파수와 면적밀도의 함수로 제시하였다.

The propagation of coherent time-harmonic elastic SH waves in a medium with random distribution of cylindrical inclusions is studied for characterizing the dynamic elastic modulus and the attenuation property of fiber-reinforced composite materials. A multiple scattering theory using the single scattering coefficients in conjunction with the Laxs quasicrystalline approximation is derived and from which the dispersion relation for such medium is obtained. The pair-correlation functions between the cylinders which are needed to formulate the multiple scattering interaction between the cylinders are obtained by Monte Carlo simulation method.From the numerically calculated complex wavenumbers, the propagation speed of the average wave, the coherent attenuation coefficient and the effective shear modulus are presented as functions of frequency and area density.