Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.24
no.3
s.174
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pp.625-633
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2000
The mechanical and curing properties of short nylon66 fiber reinforced Chloroprene rubber have been investigated as functions of interphase conditions and fiber content. The tensile strength exhibits a dilution effect at a low fiber content in each interphase. It is found that the interphase conditions have an important affect on the dilution ratio and critical fiber content. Double coatings of bonding agent 402 and rubber solution become the best interphase model in this study. The yield strength, tensile modulus, tear strength and fracture toughness at rupture, Jr are significantly improved due to fiber concentration.
Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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1999.10a
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pp.301-306
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1999
Application of bonded dissimilar materials in various industries are increasing. When these materials are used in structures, it needs to investigate strength evaluation applying fracture mechanics. Al/Epoxy bonded dissimilar materials with an interface crack and an interface crack emanating from an edge semicircular hole were prepared for the static tests so that experiment of fracture toughness were carried out. Stress intensity factors of interface cracks in bonded dissimilar materials were computed with boundary element method(BEM) and the fracture criteria of mixed mode crack were analyzed. From the results, the fracture criteria and the method of strength evaluation by the fracture toughness in Al/ Epoxy bonded dissimilar materials were proposed.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.20
no.3
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pp.284-291
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2011
Numerical experiments on biological interfacial layer, DEJ by finite element software ABAQUS have been conducted to study its fracture behavior including crack bridging / arresting characteristics in the model. Crack growth simulation has been carried out by numerical tool, XFEM, devoted to study cracks and discontinuities. The fracture toughness of DEJ has been estimated before and after crack bridging. The implications of bridging in numerical study of fracture behavior of DEJ-like biological interface have been discussed. It has been observed that the results provided by the numerical studies without proper accommodation of bridging phenomenon can mislead. This study can be helpful for understanding the DEJ-like biological interface in terms of its fracture toughness, an important material characteristics. This property of the material is an important measure that has to be taken care during design and manufacturing processes.
The objective of this study was to examine the effect of oxidation inhibitor contents on the work of adhesion, fracture toughness, and impact strength of the unidirectional carbon-carbon composites (C/C composites). The molybdenum disilicide ($MoSi_2$) used as an oxidation inhibitor was impregnated with phenolic resins to improve the anti-oxidation properties of the composites in different concentrations of 4, 12 and 20 wt%. Based on Wilhelmy equation, the work of adhesion of C/C composites was calculated by contact angle methods. Fracture toughness and impact strength were pressured by three-point bending test for the critical intensity factor ($K_IC$) and Izod test method, respectively. As a result, the composites made with $MoSi_2$ resulted in an increasing of both fracture toughness and impact strength. Especially, the composites made with 12 wt% $MoSi_2$ content showed the highest value of London dispersive component, $W_A\;^L$, in work of adhesion, resulting from improving the interfacial adhesion force among fibers, filler, and matrix in this system.
Kim, Hyung-Jin;Gwark, Dae-Won;Lee, Hern-Sik;Kim, Jae-Dong;Koh, Sung-Wi
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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v.40
no.4
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pp.328-336
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2004
This paper describes the effect of loading rate, specimen geometries and material properties for ModeⅠ and Mode Ⅱ interlaminar fracture toughness of hybrid composite by using double cantilever beam (DCB) and end notched flexure (ENF) specimen. In the range of loading rate 0.2~20mm/min, there is found to be no significant effect of loading rate with the value of critical energy release rate (Gc).The value of Gc for variation of initial crack length are nearly similar values when material properties are CF/CF and GF/GF, however, the value of Gc are highest with the increasing intial crack length at CF/GF. The SEM photographs show good fiber distribution and interfacial bonding of hybrid composites when the moulding is the CF/GF.
Won, Jong Pil;Park, Chan Gi;Lim, Dong Hee;Back, Chul Woo
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.26
no.6A
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pp.1033-1039
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2006
The purpose of this study are to evaluated bond, flexural properties and control of plastic shrinkage cracking of crimped type synthetic fiber with amplitude 6 mm and height 1.8 mm reinforced cement based composites. Bond and flexural test were conducted in accordance with the JCI-SF 8 and JCI SF-4 standard, respectively. The plastic shrinkage cracking test was conducted for evaluating the effect of fiber in reducing shrinkage cracking in cement based composites. Test results indicated that the crimped typel synthetic fibers performed significantly better than the straight type fiber in terms of interface toughness and pullout load and the crimped type synthetic fibers improved the flexural toughness of concrete. Also, the increasing the crimped type synthetic fiber volume fraction from 0.00% to 1.00% improved the plastic shrinkage cracking resistance. Specially, the effect of control of plastic shrinkage cracking is excellent at the more than 0.5% fibre volume fraction.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.9
no.4
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pp.23-30
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2005
The Hygrothermal aging of the laminates of $Avimid^(R)$ K3B/IM7 in $80^{\circ}C$ water was studied as a function of immersion time prior to forming microcracks. The factors causing the $80^{\circ}C$ water to degradation of the laminates could be the degradation of the matrix toughness, the change in residual stresses or the interfacial damage between the fiber and the matrix. The times to saturation in $80^{\circ}C$ water for the laminates and for the neat resin were 100 hours and 500 hours. After 500 hours aging of the neat resin, the glass transition temperature was changed less than 1% by DSC test, and the weight gain was 1.55% increase with the diffusion coefficient $7\times10^{-6}m/s^2$ and the fracture toughness was decreased about 41%. After 100 hours fully saturated aging of the ${[+45/0/-45/90]}_s$ K3B/IM7 laminates in $80^{\circ}C$ water, the weight gain was 0.41% increase with the diffusion coefficient $1\times10^{-6}m/s^2$. In 100 hours, the loss of the fracture toughness of the laminates was 43.8% of the original toughness by the microcracking fracture toughness criterion. Therefore, the main factor to degrade the microcracking toughness of the laminates could be the degradation of the matrix fracture toughness.
Kim, Ho-Jin;Bae, Je Hyun;Jung, Young-Hoon;Park, Sun-Gyu
Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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v.9
no.3
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pp.268-275
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2021
The three factors that determine the strength of concrete are the strength of cement paste, aggregate and ITZ(Interfacial Transition Zone) between aggregate and cement paste. Out of these, the strength of ITZ is the most vulnerable. ITZ is formed in 10~50㎛, the ratio of calcium hydroxide is high, and CSH appears low ratio. A high calcium hydroxide ratio causes a decrease in the bond strength of ITZ. ITZ is due to further weak area. The problem of ITZ appears as a more disadvantageous factor when it used lightweight aggregate. The previous study of ITZ properties have measured interfacial toughness, identified influencing factors ITZ, and it progressed SEM and XRD analysis on cement matrix without using coarse aggregates. also it was identified microstructure using EMPA-BSE equipment. However, in previous studies, it is difficult to understand the microstructure and mechanical properties. Therefore, in this study, a method of measuring electrical resistance using EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy) measuring equipment was adopted to identify the ITZ between natural aggregate and lightweight aggregate, and it was tested the change of ITZ by surface coating of lightweight aggregate with ground granulated blast furnace slag. As a result, the compressive strength of natural aggregate and lightweight aggregate appear high strength of natural aggregate with high density, surface coating lightweight aggregate appear strength higher than natural aggregate. The electrical resistivity of ITZ according to the aggregate appeared difference.
In this work, the electroplating of copper was introduced on PAN-based carbon fibers for the enhancement of mechanical interfacial strength of carbon fibers-reinforced composites. The surface properties of carbon fibers were determined by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and contact angle measurements. Its mechanical interfacial properties of the composites were studied by interlaminar shear strength (ILSS) and critical stress intensity factor ($K_{IC}$). From the results, it was found that the mechanical interfacial properties of Cu-plated carbon fibers-reinforced composites (Cu-CFRPs) enhanced with increasing the Cu plating time, Cu content and COOH group up to Cu-CFRP-30. However, the mechanical interfacial properties of the Cu-CFRPs decreased dramatically in the excessively Cu-plated CFRPs sample. In conclusion, the presence of Cu particles on carbon fiber surfaces can be a key factor to determine the mechanical interfacial properties of the Cu-CFRPs, but the excessive Cu content can lead the failure due to the interfacial separation between fibers and matrices in this system.
In this study, carbon fiber reinforced cement composites(CFRCs) reinforced with short noncircular type carbon fibers were fabricated and properties(drying shrinkage, resistance to freezing and thawing, and fracture toughness) were compared with those of the CFRCs reinforced with circular type carbon fibers. It was found that these properties greatly depended on the shape and length of carbon fibers. The drying shrinkage of CFRCs reinforced with C-type carbon fiber was superior to other CFRCs. This effect was increased with a high aspect ratio of fiber. The resistance to freezing and thawing was increased with the fiber length and fiber volume percent, but there was on remarkable effect to fiber shape. Fracture toughness and resistance to crack propagation of CFRCs reinforced with C-CFs were improved compared with other CFRCs. It was believed that the more absorption of fracture energy into the larger interface caused an increase in fracture toughness and resistance to crack propagation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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