• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1547-1556
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• 2000

In this paper, an evaluation method of fracture toughness to apply interfacial fracture mechanics was investigated in adhesively bonded double-cantilever beam (DCB) joints. Four types of adhesively bonded DCB joints with an interface crack were prepared for analyses of the stress intensity factors using boundary element method(BEM) and the fracture toughness test. From the results of BEM analysis and fracture toughness experiments, it is found that the stress intensity factor, K1 is a parameter driving the fracture of adhesively bonded joints. Also, the evaluation method of fracture toughness by separated stress intensity factors of mixed mode cracks was proposed and the influences of mode components for its fracture toughness are investigated in adhesively bonded DCB joints.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권11호
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• pp.1952-1959
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• 1999

The work factor approach, so-called single specimen technique could be used to determine energy release rate from a single test record for unidirectional CLS specimen. In the present study, the work factor approach was extended to determine the mixed-mode fracture toughness of multi-directional graphite/epoxy laminated composites. Multi-directional CLS specimens were used for fracture tests. The stacking sequences used for the lap and the strap were $[90_2/0_2]_s/[0_4/90_4]_s$ and $[0/\pm45/0]_s/[0_2/\pm45_2/0_2]_2$, respectively. For both cases, the fracture toughness determined from the work factor approach was compared with that determined from the compliance method. It was found that both methods produced fracture toughness within a maximum 15% difference for each stacking sequence. The fractography analysis also showed that the fiber bridging occurred for$[0/\pm45/0]_s/[0_2/\pm45_2/0_2]_2$ case while it did not occur for $[90_2/0_2]_s/[0_4/90_4]_s$ case.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.292-297
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• 2001

Composite patch repair of cracked aircraft structures has been accepted as one of improving fatigue life and attaining better structural integrity. Analysis for the stress intensity factor at the skin/stiffener structure with inclined central crack repaired by composite stiffened panels are developed. A numerical investigation was conducted to characterize the fracture behavior and crack growth behavior. In order to investigate the crack growth direction, maximum tangential stress(MTS) criteria is used. The main objective of this research is the validation of the inclined crack patching design. In this paper, the reduction of stress intensity factors at the crack-tip and prediction of crack growth direction are determined to evaluate the effects of various non-dimensional design parameter including; composite patch thickness and stiffener distance. The research on cracked structure subjected to mixed mode loading is accomplished and it is evident that more work using different approaches is necessary.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제21권2호
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• pp.15-22
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• 1993

This study was carried out to investigate the fracture criterion of glulam. The mixed mode fracture of glulam was investigated by means of single edge notched specimens with various crack inclination in the longitudinal-radial plane. While fracture of wood is not completely understood, the study on linear-elastic fracture mechanics is a rational and valuable tool for studying the strength behavior of glulam. The results are summarized as follows : 1. Glue line has no effect on fracture strength. 2. There is a definite interaction between fracture toughness $K_I$ and $K_{II}$ during the mixed mode fracture of glulam. Several criterions for mixed mode failure were compared. The criterion was expressed in the following form: $(\frac{K_I}{K_{IC}})^2+(\frac{K_{II}}{K_{IIC}})^2=1$ 3. As crack inclination increases, $K_{IC}$ value and $K_{IIC}$ value decreases. The equations relating crack angle to $K_{IC}$ and $K_{IIC}$, respectively, were obtained as follows; $K_{IC}$ = -77.42${\gamma}$+153.72 ($R^2$ = 0.78) $K_{IIC}$ = -9.17${\gamma}$+34.90 ($R^2$ = 0.48)

• 한국안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.13-21
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• 2000

Under the mixed mode loading, it has been known that the influence of non-singular terms in the stress fields is serious, because the critical distance, ${\gamma}_o$ - the distance of nonlinear elastic region near the crack tip has no negligible value. In this paper, it has been studied on the influence of non-singular terms, T-stress, and the case of T=0, ${\sigma}cos^2{\beta}$, ${\sigma}cos(2{\beta})$ and $0.05{\sigma}cos(2{\beta})$, under uniaxial tension and compression. It has been seen that the T-stress of ${\sigma}cos(2{\beta})$ has better than others as comparing to the experimental data.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.590-596
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• 2009

본 연구에서는 탄소, 유리, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 섬유로 제작된 원형튜브를 이용하여 각 소재별 에너지 흡수특성과 파손메커니즘을 규명하였다. 이를 위해 각 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험결과 탄소섬유 튜브가 가장 에너지 흡수특성이 우수했으며 탄소-케블라 하이브리드 섬유 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수율을 보였다. 또한, 각 소재별 에너지 흡수메커니즘을 분석한 결과 탄소 및 유리섬유튜브는 취성파괴 모드로 압축되었다. 또한, 케블라 섬유 튜브는 국부좌굴에 의한 접힘모드가 지배적이고, 탄소와 케블라 하이브리드 섬유 튜브의 경우 단층굽힘과 국부좌굴모드가 혼합되어 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제20권2호
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• pp.61-72
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• 1992

This study was carried out to investigate the fracture behavior and the fracture criterion of yellow lauan(Shorea spp.), when has used for furniture and wood structures, and to offer a reliability for wood structure and basic data for wood fracture criterion in experiments which are fracture tested under mode I, mode II and mixed mode loading condition. The results were summarized as follows; 1. Fractures in specimens which have inclined grain in yellow lauan procedeed from crack tip in the radial direction along the grain. 2. In yellow lauan, $K_{IC}RL$ was 42.1kg/$cm^{3/2}$ and $K_{IIC}RL$ was 15.8kg/$cm^{3/2}$. 3. The fracture criteria of lauan were; ($K_I/K_{IC}$)+($K_{II}/K_{IIC}$)=1 in RL system with inclined grain at $45^{\circ}$, ($K_I/K_{IC}$)+$(K_{II}/K_{IIC})^2$=1 with inclined grain at $15^{\circ}$ and $(K_I/K_{IC})^2$+$(K_{II}/K_{IIC})^2$=1 with inclined grain at $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$ and $90^{\circ}$, respectively. 4. The fracture criterion of wood could vary with the species, and the load applying condition. In order to measure the fracture criterion strictly, along with standardization of specimen geometry a large amount of experimental data is needed. 5. $K_{IC}$(critical stress intensity factor) can be predicted by grain angle. As the grain inclined angle increased, $K_{IC}$ and $K_{IIC}$ are increased.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1265-1272
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• 2014

본 논문에서는 CZM(Cohesive Zone Model)을 이용하여 돔 분리형 복합재 압력용기 접착 체결부의 점진적 파손 해석에 대한 연구를 수행하였다. 접착 요소(cohesive element)의 물성을 도출하기 위해 모드I, II 그리고 혼합모드에 대한 층간파괴인성들을 시험을 통해 도출하였다. 이때, 모든 시험편은 복합재 압력용기와 동일한 필라멘트 와인딩 제작공정을 통해 제작되었다. 이중 겹치기 이음(double-lap joint) 시험은 접착제의 전단강도와 CZM을 이용한 점진적 파손해석의 신뢰도 검증을 위해 수행하였다. 그 결과, 접착제의 전단강도는 시험으로부터 32MPa을 얻었고, 시험과 해석의 오차는 약 4.4%의 오차가 발생하여 CZM이 접착 체결부의 점진적 파손 거동을 비교적 잘 모사함을 확인하였다. 최종적으로 신뢰성이 검증된 CZM을 복합재 압력용기 접착 체결부에 적용하여 운용하중조건에서의 점진적 파손해석을 수행한 결과, 전체 200mm를 갖는 접착 체결부 길이의 약 5.8%만이 점진적 파손이 발생하는 것으로 나타나 복합재 압력용기의 구조 안전성에는 영향을 주지 않음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.289-298
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• 2016

휨강도 및 연성이 부족한 철근콘크리트 원형 기둥의 섬유를 사용한 내진보강에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 일정한 축력을 받는 4개 기둥의 횡 방향 유사동적 실험에서 변수는 GF, PET 및 PET+GF 혼합 보강(HF) 등 섬유의 종류이었다. 이 연구에 적용한 PET는 인장강도(600 MPa 이상)가 우수하고 고연성(약 15%)이나, 탄성계수가 GF의 1/6 수준으로 매우 낮다. 기둥 실험 결과, 모든 보강 기둥은 컨트롤 기둥보다 7~20% 증가한 휨강도를 보였고, 연성은 1.6~1.8배로 증가하였다. 무보강 기둥은 주근 좌굴, GF 및 HF 보강 기둥의 최종 파괴모드는 GF 파단이었으나, 고연성 PET는 극한단계에서도 파단이 발생하지 않았다. PET는 휨강도 및 연성 증진 측면에서 RC 부재의 보강용으로 적합하다고 사료되나, 탄성계수가 낮으므로 많은 양을 사용하여야 하는 단점이 있으므로 이 연구에서 PET는 GF에 비해 인장 강성비 20% 수준으로 사용하였다. 한편 PET의 내구성에 대하여는 현재 연구가 진행 중에 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-46
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• 2021

Cu 배선(interconnect) 적용을 위한 다층박막의 적층 구조에 따른 최적 계면접착에너지(interfacial adhesion energy, Gc) 평가방법을 도출하기 위해, Ta, Cu 및 tetraethyl orthosilicate(TEOS-SiO2) 박막 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam(DCB) 및 4-점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험법을 통해 비교 평가하였다. 평가결과, Ta확산방지층이 적용된 시편(Cu/Ta, Cu/Ta/TEOS-SiO2)에서는 두 가지 평가방법 모두 반도체 전/후 공정에서 박리가 발생하지 않는 산업체 통용 기준인 5 J/㎡ 보다 높게 측정되었다. Ta/Cu 시편의 경우 DCB 시험에서만 5 J/㎡ 보다 낮게 측정되었다. 또한, DCB시험 보다 4-PB시험으로 측정된 Gc가 더 높았다. 이는 계면파괴역학 이론에 따라 이종재료의 계면균열 선단에서 위상각의 증가로 인한 계면 거칠기 및 소성변형에 의한 에너지 손실이 증가 하는것에 기인한다. 4-PB시험결과, Ta/Cu 및 Cu/Ta계면은 5 J/㎡ 이상의 높은 계면접착에너지를 보이므로, 계면접착에너지 관점에서는 Ta는 Cu배선의 확산방지층(diffusion barrier layer) 및 피복층(capping layer)으로 적용 가능할 것으로 생각된다. 또한, 배선 집적공정 및 소자의 사용환경에서 열팽창 계수 차이에 의한 열응력 및 화학적-기계적 연마 (chemical mechanical polishing)에 의한 박리는 전단응력이 포함된 혼합모드의 영향이 크므로 4-PB 시험으로 측정된 Gc와 연관성이 더 클 것으로 판단된다.