• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.75-75
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• 2004

Carbon/epoxy는 기존의 금속재료에 비해 피로강도 및 기계적 특성이 매우 우수하다. 따라서 최근 튜브형태의 Carbon/epoxy 활용방안이 부각되고 있다. 그러나 Carbon/epoxy는 탄소재료의 특성상 고압, 충격 및 부식에 매우 취약하다. 또한, 장기간 고압피로 및 크리프에 노출될 경우, 금속재료에서는 관찰할 수 없는 층간분리(delamination)가 발생된다. 이러한 층간분리는 섬유방향과 평행하게 진전될 때 급격한 파손을 야기하므로 층간분리에 대한 메커니즘을 이해하고 그 방지책을 강구하는 것은 매우 중요하다.(중략)

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.293-300
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• 2012

본 논문에서는 직교이방성 적층평판에서의 균열생성 및 전파로 이루어진 층간분리해석을 다룬다. 기존의 p-유한요소가 가지고 있는 요소의 강건성을 균열진전해석에 적용하여, 균열진전시 모델링을 재구성하지 않고, 균열 선단부에 해당되는 꼭지점 모드의 위치만을 이동하도록 하여, 요소망을 단순화시켰다. 이와 같은 층간분리해석에 대해서 이 논문에서의 주요 목적은 다음 두 가지이다. 첫째, 적층복합 재료의 층간분리해석 시, 일반적인 유한요소 모델과 비교하여 매우 간단한 요소망을 가지는 모델을 제안하는 것이다. 모델의 타당성을 평가하기 위해 적층 복합재료로 구성된 이중 외팔보 해석을 통하여, 기존 참고문헌 값과의 비교를 수행하였다. 둘째, 제안된 모델을 내부균열을 갖는 적층평판의 층간분리해석에 적용하여 여러 가지 거동 양상에 대한 평가이다. 이와 같은 목적을 수행하기 위하여 로바토 형상함수를 이용한 완전층별요소가 고려되었으며, 선형탄성파괴역학에 기초한 3차원 가상균열닫힘법을 이용하여 에너지 방출률을 산정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권8호
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• pp.2491-2500
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• 1996

An experimental and analytical investigation is performed to study the buckling behavior of composite laminates with an embedded delamination. It is of particular interest to veryfy whether delamination growth cddurs with continuming deformation after buckling of composite laminates with an embedded delamination. Experiments are conducted for [0/sub 4///90/sub 8//0/sub 4/]/sub r/ laminates with delamination size in which local buckling mode governs buckling. Results show that delamination growth occurs in hgigher load after buckling and is accompanid by other damage mechanisms such as splitting. Also, it is found that transverse deformation before difurcation buckling is due to initial imperfection and structure such as plate with small bending stiffness is sensitive to that.

• Composites Research
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• 제18권2호
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• pp.1-12
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• 2005

본 연구에서는 음향방출법을 이용하여 편측노치를 갖는 단일 Al판재 및 유리섬유/알루미늄 적층판에 대해 인장하중하의 파괴거동을 살펴보았다 단일 알루미늄의 AE신호는 2가지 형태로 분류될 수 있었다. 유리섬유i알루미늄 적층판의 경우에는, 고진폭의 긴 유지시간의 신호를 대상으로 한 FFT 주파수 해석 결과 이러한 신호들은 거시적인 균열진전 및 층간분리에 해당하는 신호임을 알았다. 또한 도달시간차를 이용한 위치표정은 균열의 개시 및 진전과정의 특징을 보여주었다. 위와 같은 AE해석과 파괴관찰을 토대로, 편측노치를 갖는 섬유/알루미늄 적층판의 파괴특성을 해명하였으며 이는 섬유층 배향 및 섬유/알루미늄층 구성비에 의존하여 변화하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1402-1405
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• 2003

The main object of this study was evaluated by the delamination damage for fiber stacking angle. Therefore, this work need to compare the shape of delamination for a different fiber stacking angie. So this study uses a method of fatigue test which was created [0]$_2$,[+45]$_2$[90]$_2$. The extension of the delamination zone formed between aluminium alloy and glass fiber-adhesive layer were measured by an ultrasonic C-scan image. As a result, the shapes of delamination zone don't depend upon the crack propagation. We could know that the delamination zone grew interaction between stress flow of fiber layer and crack driving force. Hence, the existing study were applied to the stress transfer, fiber bridging effect, delaminantion growth rate should need to the develop useful factor because of change of fiber stacking angle.

• Composites Research
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• 제17권6호
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• pp.14-21
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• 2004

본 연구에서는 몇 가지 접합 방법에 따라 일방향 복합재료 단일 겹치기 접합 조인트의 파손 과정, 모드 및 강도를 실험적으로 평가하였다 접합 방법으로는 접착제 없는 동시성형, 접착제를 사용한 동시성형 및 이차 접합의 세 가지를 고려하였다 또한 이차 접합 조인트에서 몇 가지 파라미터의 영향도 살펴보았다. 접착제 없는 동시성형 시편은 가장 우수한 조인트 강도를 나타내었다. 이차접합 조인트에서는 접착제 층의 점진적인 파손이 발생하였다. 접착제의 재료 및 접합 강도가 상대적으로 강한 필름 접착제의 동시성형 조인트는 갑작스런 층간분리 파손이 발생하였으며 이차 접합 조인트보다 더 낮은 파손 강도를 나타내었다. 이차 집합 조인트에서 층간분리 파손이 발생하지 않은 것은 접착제 층에서의 균열 진전 및 점진적 파손이 층간분리 파손을 방지한 것으로 보인다. 따라서 복합재료 접합 조인트의 파손 강도는 접착제의 재료 강도 또는 접착 성능과 항상 비례하지 않으며 이것은 복합재료가 층간 분리 파손에 약하기 때문이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권6호
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• pp.1026-1038
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• 1999

Interlaminar fracture toughness of carbon/epoxy composite materials has been studied under tensile and flexural loading by the use of width tapered double cantilever beam(WTDCB) and end notched flexure(ENF) specimens. This study has significantly examined the effect of various interfacial ply orientation, ${\alpha}(0^{\circ},\;45^{\circ}\;and\;90^{\circ})$ and crack propagation direction, ${\theta}(0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ}\;and\;45^{\circ})$ in terms of critical strain energy release rate through experiments. Twelve differently layered laminates were investigated. The data reduction for evaluating the fracture energy is based on compliance method and beam theory. Beam theory is used to analyze the effect of crack propagation direction. The geometry and lay-up sequence of specimens are considered various conditions such as skewness parameter, beam volume, and so on. The results show that the fiber bridging occurred due to the non-midplane crack propagation and causes the difference of fracture energy evaluated by both methods. For safer and more reliable composite structures, we obtain the optimal stacking sequence from initial fracture energy in each mode.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.8-16
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• 1999

본 연구는 인장하중의 방향변화에 따른 의사 등방성 복합재 적층판의 피로손상거동의 변화에 대하여 알아보았다. [0/-60/＋60]$_s$ 적층판과 [＋30/-30/90]$_s$ 적층판의 저 싸이클 피로시험을 행하였고, 재료계는 AS4/Epoxy와 AS4/PEEK를 사용하였다. [＋30/-30/90]$_s$ 적층판의 피로손상은 [0/-60/＋60]$_s$ 적층판에 비하여 아주 달랐다. AS4/Epoxy와 AS4/PEEK [＋30/-30/90]$_s$ 적층판에 발생한 층간분리의 위치가 모재의 종류에 따라 다르게 나타났다. 층간분리 진전시 측정된 변형률을 사용하여 임계 변형률 에너지 해방률을 계산하였다. 실험결과를 모드별 변형률 에너지 해방률의 제안된 계산법으로 얻어진 해석 결과와 비교한 결과, 잘 일치되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.231-237
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• 2000

A15052/AFRP laminates were developed principally to obtain a material with good fatigue strength, in which possible cracks would grow very slowly. Weight savings of more than 30% should be attainable in practice. Also, the crack bridging fibers could still was carry a significant part of the load over the crack, thus the COD and stress intensity factor was reduced at the crack tip. A15052/ AFRP laminates consists of three thin sheets of 5052-H34 aluminum alloy and two layers of [0] unidirectional aramid fiber prepreg. The cyclic-bending moment test was investigated based on applying the five kinds of bending moments. The size of the delamination zone produced between 5052-H34 aluminum alloy sheets and fiber-adhesive layers was measured from ultrasonic C-scan pictures taken around the fatigue crack. In addition, the relationship between the cyclic-bending moment and the delamination zone size was studied and the effect of fiber bridging mechanism was also considered.

• Composites Research
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• 제16권5호
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• pp.45-53
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• 2003

본 논문에서는 이차 본딩으로 접착된 복합재료-복합재료 Single-Lap 조인트 시편에 대해 인장 시험 및 수치해석을 통해 그 파손 특성을 조사하였다. 시편시험에서는 시험 중에 CCD 카메라 및 AE 센서를 이용해 초기 균열의 발생 및 진전양상에 대한 시험적인 관찰을 수행하였다. 시편에 대해 기하비선형 유한요소해석 및 VCCT(Virtual Crack Closure Technique)기법을 이용해 시편의 거동 및 변형율에너지방출률을 계산하고 세 가지 관찰된 초기 균열 모드에 대해 파손강도를 계산하였다. 인장시험에서 초기 균열은 모서리 계면 균열, 측면 계면 균열 및 층간 분리 균열의 세 가지 형태로 최종 파손의 60∼90% 하중에서 발생하였다. 주된 파손 모드는 접착제 계면 파손(adhesive failure) 및 적층판의 첫 번째 및 두 번째의 층간 분리 파손이었다. 두꺼운 접착제 층을 갖는 시편들은 초기균열이 낮은 하중에서 발생하였지만 균열진전에 대한 저항성 및 파손하중은 높게 나타났다. 층간분리파손은 주로 두꺼운 접착제의 경우에 발생하였다. 세 가지 초기 균열 모드에 대해 변형률에너지방출률은 Mode I의 G값이 Mode II의 G값보다 크게 계산되었다. Mode I 및 전체 G값은 측면 계면 균열, 모서리 계면 균열, 층간분리 균열의 순서로 크게 계산되었다.