보 형태의 굽힘시편을 이용한 적층복합재료의 혼합모우드 층간파괴인성 평가

Beam-Type Bend Specimen for Interlaminar Fracture Toughness of Laminated Composite under Mixed-Mode Defmrmations

본 연구에서는 층간균열면에서의 보 두께비를 달리함에 따라 다양한 혼합 모우드 층간파괴인성을 평가할 수 있는 Fig.1과 같은 층간균열 시편에 대해 3점 굽힘하중 하중이 작용될 때의 전체어너지방출률을 전단변형을 고려한 보이론에 의해 유도하고 이를 층간균열면에서의 보 두께비에 따라 모우드I 성분과 모우드II 성분의 분리된 형태로 나타내었다. 또 한 여러가지 시편두께에 대해 전체에너지방출률을 구해 전단변형에 의한 에너지방출률이 전체에너지방출률에 미치는 영향도 조사하였다. 그리고 층간 균열면에서의 보 두께비가 0.3, 0.5, 0.6, 0.7, 그리고 0.9인 경우의 층간균열시편에 대해 실험적으로 혼합모우드 층간 파괴인성을 평가하고 혼합 모우드 변형을 받을 때의 층간파괴 거동도 조사하였다.

It this study, beam-type bend specimen is used to evaluate the interlaminar fracture toughness of laminated composite under mixed-mode deformations. The specimen is loaded under three-point bending and hence produced mixed-mode deformations in the vicinity of the crack tip according to the variation of the thickness ratio on delamination plane. Total energy release rate is obtained by elementary beam theory considering the effect of shear deformation. The partitioning of total value into mode-I and mode-II components is also performed. The mixed-mode interlaminar fracture toughness is evaluated by experiments on specimens with several thickness ratios of delamination plane. As the part of delamination plane is thicker, the effect of shear deformation on total energy release rate is increased. Beam-type bend specimen men may be applied to obtain informations on the mixed-mode interlaminar fracture behavior of laminated composites.