• 대한기계학회논문집A
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• 제22권3호
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• pp.611-623
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• 1998

The delamination fracture of multidirectional carbon-fiber/epoxy laminates under the Mode I condition has been studied using the modified beam analysis for a fracture mechanics approach. It was found that the variation of fracture energy $G_IC$ with increasing length of the propagating crack exhibited a minimum for the pure interlaminar fracture and a maximum for the intraply fracture,i.e. a rising "R-curve", which was strongly affected by the degree of fiber bridging and crack-tip splitting arising in the global delamination. The maximum $G_IC$ value was significantly dependent on such types of delamination as no crack jumping, crack jumping into the adjacent ply and edge-delamination. It was shown also that the value of "effective flexural modulus" estimated from the modified beam analysis increased much with the development of fiber bridging behind the crack tip.ehind the crack tip.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.391-401
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• 1995

Several tests of the Double Cantilever Beam(DCB) were carried out for influence of the fiber orientation on the Mode I of the interlaminar fracture behavior in the Carbon/Epoxy composites. The interlaminar fracture toughness of Mode I was estimated based on the energy release rate of Mode I, $G_{I}$. The fracture toughness at crack initiation, $G_{IC}$, increases from type A to type E. The fracture toughness, $G_{IR}$ , is almost constant macroscopically for type A and type E when crack propagates. $G_{IR}$ for types B, C, D increases rapidly at the beginning of the crack growth then it decreases gradually. The fracture surface observation by SEM was also obtained the same results. Consequently the influence of the fiber orientation on the Mode I Interlaminar fracture behavior was made clear.ear.

• 한국해양공학회지
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• 제9권2호
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• pp.89-97
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• 1995

The investigate the effect of fiber orientation on the interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced plastics three prepregs which are domestic products are used in this paper. Those are used for the unidirectional composites, but only one is used for the cross-ply laminate composites which is molded $[0/90]_{6s},\;[0/45]_{6s},\;and\;[0/45/90]_{4s}$. The specimens used for the mode I and mode II Tests are DCB and ENF samples are examined by scanning electron microscope(SEM). The value of $G_{IC}$ is almost same when modified three calculating methods are applied. The highest value of $G_{IC}$at crack initiation is obtained at the $[0/90]_{6s}$ interlaminar and the lowest one is at the $[0/45/90]_{4s}$ interlaminar. The highest value of $G_{IIC}$ at crack initiation, however, is obtained at the $[0/90]_{6s}$ interlaminar and the lowest one is at the $[0/45]_{6s}$. The photographs of SEM show a difference behaviour between mode I and mode II fracture surface.

• 한국해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.75-83
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• 1996

Polymeric composites can be subjected to a wide variety of environmemtal conditions in practical use. One of most important conditions to be considered in the stuctural design using such materials is the miisture envirnment. Thus the moisture effect on interlaminar fracture toughness $G_IC$ and $G_IIC$ of CFRP(carbon fiber reinforced plastic) composed of carbon fibers and epoxy resin is studied in this paper. Specimens were first processed in 25, 50, $80^{\circ}C$ flesh water and $25^{\circ}C$ sea water for various periods of time. After that, the water absorption and fracture toughness tests were performed under laboratory atmosphere. As result, the specimen processed in $80^{\circ}C$ flesh water indicates the highest misture absorbing capability, the second in $50^{\circ}C$ flesh water, the third in $25^{\circ}C$ sea water, and the specimen in $25^{\circ}C$ flesh water does the lowest. The interlaminar fracture toughness $G_IC$ increases, approaches to the maximum, and decreases as the immersion time increases. In case of interlaminar $G_IIC$, the value of the specimen processed in $80^{\circ}C$ flesh water turns out to be higher than others. In addition, the scanning electron micrographs(SEM) of fracture surfaces were also examined in order to explain the mechanism of fracture.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권1호
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• pp.39-45
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• 2001

신호처리법으로 현재 많이 사용되고 있는 푸리에 변환은 신호의 주파수 성분이 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 표현하지 못한다. 따라서 최근 이와 같은 푸리에 변환의 단점을 보완하여, 신호의 시간과 주파수에 대한 정보를 동시에 표현할 수 있는 시간-주파수 해석법들이 개발되었다. 본 연구에서는 음향방출을 이용하여 복합재료의 주요 발생원으로 알려져 있는 기지균열, 섬유분리, 섬유파괴 덴 층간분리 등과 같은 파괴기구를 해석하였다. 각각의 파괴특성이 나타나도록 시험편을 제작하여 인장시험 시 검출된 음향방출신호의 시간-주파수 해석을 통해 전체 파괴기구의 특징을 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권4호
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• pp.278-291
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• 1998

연속섬유강화 복합재료의 경우 보강섬유의 파괴, 모재의 파괴, 섬유와 모재의 분리, 층간파괴 등의 복합적인 파괴현상이 동반되고 특히 균열성장과 균열성장 정지가 균열가교 현상 때문에 반복되므로 안정성장과 불안정성장이 불규칙하게 반복된다. 따라서 주균열 성장의 개시점과 불안정 파괴점에서의 파괴인성치를 정확하게 결정한다는 것은 매우 어려운 것이다. 본 연구에서는 CFRP에 대하여 파괴인성 실험과 병행하여 실시간으로 결함을 검출하는 새로운 방법인 AE분석법 및 비디오 마이크로 스코프를 이용하여 파괴과정을 기록하여 검토, 분석함으로서 손상의 정도와 파괴기구를 규명하였을 뿐만 아니라 주균열 성장의 개시점, 균열가교 역할을 하는 섬유다발의 파단점, 균열의 불안정 파괴 개시점을 찾아 이를 기초로 균열진전 저항곡선에 의한 파괴인성치를 평가하여 신뢰성 있는 파괴인성 측정법을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제15권4호
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• pp.23-31
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• 2002

시편 게이지 면적($길이{\;}{\times}{\;}폭$)의 이차원 크기효과가 T300/924 $[45/-45/0/90]_3s$ 탄소섬유/에폭시 적층판의 압축거동에 대해 조사하였다. 개조된 압축시험치구(ICSTM)와 좌굴방지장치가 $30mm{\;}{\times}{\;}30mm,{\;}50mm{\;}{\times}{\;}50mm,{\;}70mm{\;}{\times}{\;}70mm,{\;}90mm{\;}{\times}{\;}90mm$의 게이지 길이와 폭을 가진 시편들의 압축시험에 사용하였다. 모든 경우의 파괴들은 시편 게이지 길이 내에서 주로 갑자기 발생하였다. 파괴 후 분석결과는 $0^{\circ}$층의 섬유의 미소좌굴에 의해 파괴를 시작하여 최종파괴를 일으키는 임계파괴기구일 것으로 생각되었다. 이것은 매트릭스 지배적인 파괴를 의미하며, 초기섬유굴곡에 따라 파괴가 지배적으로 시작된다는 것을 말한다 이것은 또한 제작공정과 품질이 압축강도를 결정하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 좌굴방지장치를 장착하고 시험할 때 장치의 볼트 조임 토크에 따라 시편과의 접촉마찰 등에 의해 실제 압축강도 보다 크게 나타나는 결과를 보였다. 좌굴방지장치의 영향을 유한요소법을 이용하여 해석한 결과 실제 압축강도 보다 7% 정도 크게 나타남을 확인하였다. 부가적으로 홀을 갖는 시편들의 압축시험도 수행되었다. 홀에 의한 국부응력집중이 적층판 강도에 지배적 요인이었다. 파괴강도는 홀 크기와 시편 폭이 증가할수록 감소하였으나 탄성응력집중계수로 예측된 값보다는 일반적으로 크게 나타났다. 이것은 사용된 복합재가 이상적인 취성재질이 아니라는 것을 의미하며 홀 주위에서 다소간의 응력이완이 발생한다고 볼 수 있다. X선 검사 사진분석에서 섬유좌굴과 층간분리형태의 손상이 파괴하중의 약 80%에서 홀 가장자리로부터 시작되었고 임계파괴크랙길이인 2-3mm의 불안정한 상태에 도달하기 전까지는 하중 증가와 더불어 안정되게 파괴가 진전되었다(시편의 기하학적 크기에 의존함). 이 손상과 파괴는 선형 cohesive zone 모델로 해석되었다. 노치없는 시편의 압축강도와 평면 파괴인성의 측정된 적층판 변수들을 사용하여 홀의 크기와 시편 폭의 함수로서 홀을 갖는 적층판의 압축강도를 성공적으로 예측하였다.