• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.241-245
• /
• 2004

An analytical study was conducted to characterize the fatigue crack growth behavior of pre-cracked aluminum plates repaired with asymmetric bonded composite patch. For single-sided repairs, due to the asymmetry and the presence of out-of-plane bending, crack front shape would become skewed curvilinear started from a uniform through-crack profile, as observed from previous studies. In this study, the fatigue analysis of single-sided repairs considering crack front shape development was conducted by implementing three-dimensional successive finite element method coupled with linear elastic fracture mechanics (LEFM) concept, which enables the growing crack front to be directly traced and modeled in a step by step way. Through conducting present analysis technique, crack path of the patched plate as well as the fatigue life was evaluated with sufficient accuracy. The analytical predictions of both the crack front shape evolution and the fatigue life were in good agreement with the experimental observations.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제23권11호
• /
• pp.2078-2086
• /
• 1999

Fracture behaviors of an interface crack in a ductile layer sandwiched by rigid substrates are analyzed by finite element method. Several fracture mechanisms and the corresponding criteria are examined. And the crack growth behavior and fracture toughness are predicted. As the results, various crack growth procedures such as the crack jump to the other interface on the opposite side, the creation of a new crack far from the initial crack front, and the asymmetric relation of fracture toughness vs. mode mixity ($J_c$-$\Phi$) can be successfully explained.

• Composites Research
• /
• 제17권4호
• /
• pp.68-73
• /
• 2004

본 논문에서는 한 쪽 면만 복합재 패치로 보강한 알루미늄 균열평판의 피로균열 진전거동을 해석적인 방법으로 고찰하였다. 한쪽 면 보강 시, 균열선단은 비대칭성과 면 외 굽힘의 효과로 인하여 초기의 직선형태에서 경사곡선형태로 진전한다는 사실을 이전의 연구견과에서 확인할 수 있다. 따라서 정확한 피로거동을 고찰하기 위하여는 이와 같은 균열선단의 변화과정을 예측하고, 이론 해석에 반영하는 것이 필수적이라 하겠다. 본 연구에서는 균열선단 전개형상을 고려한 한쪽 면 보강시의 피로해석을 수행하기 위하여 선형탄성 파괴역학개념을 적용한 3차원 순차적 유한요소 해석기법을 적용하였는데, 이를 통하여 진전하는 균열선단 형상을 단계적, 반복적으로 추적하고 해석모델에 반영하였다. 이와 같은 해석기법을 적용함으로써 패치보강 평판의 피로수명은 물론 균열선단 진전과정도 정확히 예측할 수 있었다. 해석으로 얻어진 균열선단 진전거동 및 피로수명은 상응하는 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1173-1174
• /
• 2011

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.279-285
• /
• 2012

본 논문에서는 섬유강화 복합재에 대해 균질화법과 접목된 페리다이나믹 전산해석 방법론을 제시하였다. 복합재료에 대해 제시된 해석모델로 동적 취성 파괴 및 손상해석을 수행하였다. Coker 등(2001)에서 제시된 비대칭 하중 하의 섬유강화 복합재의 동적 파괴 실험결과와 비교하여 페리다이나믹 비국부 해석모델이 다양한 동적 파괴특성 및 극초음속으로 균열이 진전되는 것을 잘 모사할 수 있음을 검증하였다. 또한 대칭 하중조건에 대한 해석결과와 비교하여 비대칭 하중이 더 높은 균열전파 속도를 유발하는 것을 확인하였다. 수치해석 결과들이 실험 결과들에 부합함을 또한 확인하였다.

• Advanced Composite Materials
• /
• 제17권3호
• /
• pp.301-317
• /
• 2008

The energy release rate associated with crack growth in adhesive double cantilever beam (DCB) specimens, including the effect of residual stresses, was formulated using beam theory. Because of the rotation of the asymmetric arms in the adhesive DCB specimens due to temperature change, it is necessary to correct the evaluated fracture toughness of the DCB specimens, specifically in the case of a large temperature change. This study shows that the difference between the true toughness and an apparent toughness due to the consequence of ignoring residual stresses can be calculated for a given specimen geometry and thermo-mechanical properties (e.g. coefficient of thermal expansion). The calculated difference in the energy release rates based on the present correction method is compared with that from FEM in order to verify the present correction method. The residual stress effects on the evaluation of the adhesive fracture toughness are discussed.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.357-361
• /
• 2018

We demonstrated a crack-free ${\alpha}-Ga_2O_3$ on sapphire substrate by horizontal halide vapor phase epitaxy (HVPE). Oxygen-and gallium chloride-synthesized Ga metal and HCl were used as the precursors, and $N_2$ was used as the carrier gas. The HCl flow and growth temperature were controlled in the ranges of 10~30 sccm and $450{\sim}490^{\circ}C$, respectively. The surface of ${\alpha}-Ga_2O_3$ template grown at $470^{\circ}C$ was flat and the root-mean-square (RMS) roughness was ~2 nm. The full width at half maximum (FWHM) values for the symmetric-plane diffractions, were as small as 50 arcsec and those for the asymmetric-plane diffractions were as high as 1,800 arcsec. The crystal quality of ${\alpha}-Ga_2O_3$ on sapphire can be controlled by varying the HCl flow rate and growth temperature.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.115-120
• /
• 2022

반도체 웨이퍼용 실리콘 잉곳 제조과정에서 사용되는 석영유리 도가니 내측표면의brownish ring (BR)에 대해 연구하였다. BR의 크기는 20~30 ㎛이고 비대칭 갈색 고리형태이다. 도가니 위치에 따라 BR의 크기와 분포가 상이하며, Si 잉곳 성장시 도가니 온도가 가장 높은 round 부가 가장 크고 많았다. BR은 석영유리보다 열팽창계수가 큰 cristobalite를 함유하고 있어 표면 crack이 나타나는 것으로 판단된다. BR의 발색 현상과 p in hole은 산소 결손에 의한 것으로 생각된다.