• 한국세라믹학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.590-601
• /
• 1996

This study aims at developing the double cantilever beam (DCB) method in order to calculate the bridging stress distribution in polycrystalline aluminas with different grain sizes. In the already existing DCB methods the measured crack opening displacement (COD) in coarse-grained aluminas deviates generally from the calcula-ted one because of the grain-interface bridging in the crack wake. In the current DBC method developed in the present study the effect of the bridging stress was considered in the DCB analysis. whereas the only effect of applied point-loading at the end of DCB specimen was taken into account in the existing DCB analysis The crack closure due to bridging stress was calculated using the power-law relation and the theoretical model developed in Part I of the present paper as bridging stress function and then compared analytically. The limitations of the current DCB methods such as specimen dimensions applied loads and elastic modulus were discussed in detail to provide a reliability of the newly developed DCB analysis for the bridging stress distribu-tion in polycrystalline aluminas.

• 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.

• International Journal of Automotive Technology
• /
• 제3권4호
• /
• pp.157-163
• /
• 2002

It is well recognized that the ultrasonic method is one of the most common and reliable nondestructive testing (NDT) methods for the quantitative estimation of defects in welded structures. However, NDT techniques applying for adhesively bonded joints have not been clearly established yet. In this paper, the detection of interface crack by the ultrasonic method was applied for the measurement of interfacial crack length in the adhesively bonded joints of double-cantilever beam (DCB). An optimal condition of transmission coefficients and experimental accuracy by the ultrasonic method in the adhesively bonded joints have been investigated and discussed. The experimental values are in good agreement with the computed results by boundary element method (BEM) and Ripling's equation.

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

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.1488-1495
• /
• 2012

본 논문에서는 알루미늄 폼 복합재료로 된 DCB(이중외팔보) 시험편의 파괴 거동을 시뮬레이션 해석하였다. 시뮬레이션 해석에 사용된 모델은 영국 공업규격과 ISO국제규격에 의거한 3D 형태로 하였다. 모델의 두께가 두꺼울수록 발생한 크랙의 길이가 길게 나타났고, 높은 하중이 발생하였다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 알루미늄 폼재질로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.719-724
• /
• 2009

본 연구에서는 직물 탄소/에폭시와 유리/에폭시의 DCB(double cantilever beam)시편을 제작하여 ASTM 5528-01에 준하여 모우드 I 층간파괴인성을 측정하고, 이와 동일한 조건의 유한요소해석을 수행하여 층간파괴거동을 해석적으로 평가하였다. 시험에 의하여 측정된 층간파괴인성은 탄소/에폭시는 평균 $845.7J/m^2$, 유리/에폭시는 $1,042J/m^2$였다. 유한요소 모델은 접착요소를 이용하여 층간파괴를 구현하였고, 측정된 층간파괴인성을 부여하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 시험을 통하여 측정된 시편 끝단의 반력과 Timoshenko 빔 이론을 통하여 계산된 결과를 비교하였다. 측정된 결과와 해석결과는 유사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.421-426
• /
• 2007

본 연구는 이종재료의 이중외팔보 시험편들을 충격하중으로 실험한 결과들에 대하여 유한요소법으로 동적해석을 하였다. 충격 속도로서는 6.4 및 18.47 m/s를 적용하였고 그 실험 결과와 시뮬레이션 데이터로 상호 비교하였다. 크랙 에너지 해방율과 블록의 힘 및 변형을 컴퓨터로 수치 해석할 수 있었다. 본 논문에서 해석된 시험편의 수치해석 데이터로 실험 데이터에 근접시키게 되는 검증을 함으로서 충격 실험에 대한 수치적 시뮬레이션을 하기에 타당함을 알 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제26권2호
• /
• pp.129-134
• /
• 2013

극저온 환경에 노출되는 구조체의 접착조인트의 경우 피접착물과 접착물 사이에서 열팽창계수 차이로 인해 계면에서 잔류응력이 발생하게 되는데 이에 의해 접착조인트 내부에 미소균열, 층간분리 등의 형태로 파손이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 높은 비강성, 낮은 열팽창계수의 특성을 지닌 메타 아라미드 섬유를 에폭시 기지재의 보강재로 사용하였다. 표면처리 공정을 간소화하기 위해 전기방사법의 고분자 혼합법(polymer blend method)으로 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 제조하였다. 극저온 환경에서 계면특성이 향상된 코어-쉘 구조의 나노섬유를 보강한 에폭시 접착제의 전단물성을 확인하기 위해 환경챔버를 이용하여 $-150^{\circ}C$의 저온에서 단일 겹치기 실험(single lap joint test)을 진행하였다. 또한, DCB(double cantilever beam) 실험을 통해 파괴인성을 측정하였다. 그 결과, 극저온에서 일반 메타 아라미드 나노섬유에 비해 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 보강한 접착제 시편이 우수한 계면특성으로 인해 물성이 크게 향상되었음을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제32권1호
• /
• pp.6-12
• /
• 2019

본 논문에서는 Cross-ply 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 모드 I 층간분리 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Cross-ply 시편에 대한 Double-Cantilever Beam(DCB) 시험을 수행하였다. Cross-ply DCB 시편의 경우 층간 및 층내 파괴를 포함한 복합적인 균열 성장과 기하학적 대변형에 의한 비선형성을 수반하였다. 따라서 변형률 에너지 해방률과 유한요소해석을 기반으로 비선형성을 수반한 DCB 시험에서도 적용되는 모드 I 층간 파괴인성 평가방법을 제안하고 기존의 선형이론으로 구한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 방법으로 Cross-ply DCB 시편의 모드 I 층간 파괴인성과 모드 I 층내 파괴인성을 분류하였고 모드 I 층내 파괴인성이 더욱 낮음을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.41-48
• /
• 2018

Fan-out wafer level packaging (FOWLP) 적용을 위한 최적의 Cu 재배선 계면접착에너지 측정방법을 도출하기 위해, 전기도금 Cu 박막과 WPR 절연층 계면의 정량적 계면접착에너지를 $90^{\circ}$ 필 테스트, 4점 굽힘 시험법, double cantilever beam (DCB) 측정법을 통해 비교 평가 하였다. 측정 결과, 세 가지 측정법 모두 배선 및 패키징 공정 후 박리가 일어나지 않는 산업체 통용 기준인 $5J/m^2$보다 높게 측정되었다. 또한, DCB, 4점 굽힘 시험법, $90^{\circ}$ 필 테스트 순으로 계면접착에너지가 증가하는 거동을 보였는데, 이는 계면파괴역학 이론에 의해 위상각 증가에 따라 이종재료 계면균열 선단의 전단응력성분 증가에 따른 소성변형에너지 및 계면 거칠기 증가 효과에 의한 것으로 설명이 가능하다. FOWLP 재배선에 대한 최적의 계면접착에너지 도출을 위해서는 시편제작 공정, 위상각 차이, 정량적 측정 정확도 및 결합력 크기 등을 고려하여 4점 굽힘 시험법 또는 DCB 측정법을 적절히 혼용 사용하는 것이 타당한 것으로 판단된다.