• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.401-406
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• 2003

접착제와 피착재의 물성치는 고정된 값을 가지기보다 항상 어느 정도의 불확실성을 내포하고 있으며, 이는 결합부의 성능에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 컨벤스 모델링을 이용하여 불확실한 물성치를 갖는 단일 겹치기 이음의 응력해석을 수행하였다. 불확실성을 고려한 수치해석 결과, 결합부에 작용하는 전단 및 수직 응력은 증가하였으며 이는 결합부의 강도 해석에 불확실성이 반드시 고려되어야 함을 보여준다. 또한 컨벡스 모델링의 신뢰성과 효율성을 입증하기 위해 몬테카를로 기법에 의한 응력 해석 결과와 비교하였으며, 두 방법에 의한 결과는 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제19권4호
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• pp.15-22
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• 2006

구조물 설계에 복합재료-금속 접착제 결합 조인트의 개발 및 사용을 제한하는 가장 큰 요인은 접착 조인트의 하중지지 능력 예측을 위한 접착 계면의 강도 평가 방법의 부재이다. 본 연구에서는 복합재료-탄소강의 접착 강도를 계면 모서리에서의 응력강도계수와 파괴 인성 값으로 평가하였다. 구체적으로 동시 경화 성형법으로 제작된 복합재료-탄소강 양면 겹치기 접착조인트의 하중지지 능력을 파괴 역학적 분석 방법을 통하여 결정하였다. 이종재료 계면 모서리 첨단의 응력 특이성과 그 지수를 제시하고 최종적으로 응력강도계수와 실험을 통한 계면의 파괴인성 값을 획득하였다. 서로 다른 접합 길이를 갖는 조인트의 하중지지 능력 비교를 통하여 양면 겹치기 접착 조인트의 파괴 인성치와 혼합 모드에서의 균열 진전 기준을 $K_1-K_{11}$ 평면 내에 도시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1191-1198
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• 2015

본 연구에서는 맞대기 용접부, 겹치기 용접부 그리고 T자형 용접부에 대한 해석과 실험 결과를 비교하여 용접부의 단순화 유한요소 모델을 개발하였다. 맞대기와 겹치기 용접에 대한 시험편을 제작하고 3점 굽힘 시험을 통하여 용접 구조물의 강성과 용접 비드 근처의 변형률을 측정하였다. 이와 유사하게 T-자형 용접 시편에 대하여 끝 단에 하중을 부여하고 용접 구조물 강성과 용접 비드 근처의 변형률을 측정하였다. 용접부에 대한 단순화 유한 요소 모델의 형상 변수들을 설정하였고 선형 회귀 분석을 수행하여 실험 결과를 보다 정확히 표현할 수 있는 단순화 유한요소 모델의 형상 변수들을 결정하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권11호
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• pp.57-62
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• 2019

This paper describes the prediction of eigenfrequencies due to changes in stiffness and mass in the connection area of the lap joint beam in terms of linear and torsional stiffness as well as connection length. The sensitivities of mass and stiffness in the finite element model were derived by using the first-order differential and algebraic equation and were thereafter applied to obtain new natural frequencies that were compared with theoretical exact solutions. Newly predicted natural frequencies due to only a change in stiffness were in relatively good agreement with those in lower modes for rigid joints, while further investigation was needed for flexible joints. On the other hand, only the change in mass resulted in a large discrepancy in the flexible joint case. It may be strongly anticipated that this study will provide a useful tool for estimating modal parameters by change in any design variable, such as the structural dimension, material property, or connection type for a large-scale structure, even though the proposed methodology is currently limited to a jointed beam.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.7-14
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• 2008

접착제 이용 결합 조인트의 하중지지 능력 예측 기법은 점착제를 이용한 접합 조인트 설계에 있어서 가장 중요한 기술이다. 본 연구 계면 파괴역학을 이용하여 복합재료/금속 접착 조인트의 하중지시 능력을 예측하는 기법을 소개한다. 구체적으로 복합재료/탄소강 결합의 접착 강도를 계면 균열의 에너지 방출률과 계면 파괴인성치 개념을 사용하여 평가하는 방법을 제시 검증하였다. 계면 균열의 에너지 방출률은 유한요소해선 결과를 이용한 가상 균열 닫음 기법 (VCCT)을 사용하여 계산하였으며, 게면 파괴인성치는 이종재료 ENF (end-notched flexure) 시편을 고안하여 측정하였다. 고안된 이종 재료 ENF 시편을 사용하여 시편의 두께에 상관없이 일관된 Mode II 계면 파괴인성치를 측정할 수 있음과 양면 겹치기 접합 조인트의 특성 에너지 방출률이 측정된 계면 파괴인성치와 일치함을 확인하였다. 따라서 에너지 방출률에 근거한 계면 균열 진전 기준은 접착 조인트의 하중지지 능력을 신뢰성 있게 예측하는 실제적인 설계 도구로서 활용될 수 있다.

• Composites Research
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• 제14권2호
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• pp.13-21
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• 2001

비강성, 비강도가 우수한 복합재료의 특성상, 기존의 금속 구조물을 복합재료 구조물로 대체 하는 것은 많은 이득을 가져온다. 이 논문에서는 탄소섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/에폭시 복합재료를 이용하여 정적 토크전달 능력, 비틀림 좌굴 하중. 굽힘 1차 고유진동수의 설계 기준을 만족하는 후륜구동 자동차용 일체형 동력전달축이 설계 및 제조되었다. 복합재료 중공축과 알루미늄 요크와의 결합을 위하여 단일 겹치기 접착조인트가 사용되었으며, 접착조인트의 정적 토크전달 능력은 접착길이와 요크두게에 따라 유한요소 해석을 이용하여 계산되었고, 실제 실험결과와 비교되었다. 복합재료 중공축의 정적 토크전달 능력은 Tasi-Wu 파괴지수와 아루미늄 요크와 에폭시 접착제의 비선형 물성을 적용하여 계산되었다. 실험과 해석결과로부터 복합재료 동력전달축의 정적 토크전달 능력은 임계 요크 두께에서 가장 높았으며, 임계 접착길이 이상에서는 포화되었다. 또한 일체형 복합재료 동력전달축은 기존의 2단 분리형 강철 동력전달축과 비교하여 40%의 무게 감소효과를 가져왔다.