• 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.

• 기계저널
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• 제31권3호
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• pp.293-299
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• 1991

단섬유보강 금속복합재료의 2차가공은 금속복합재료의 넓은 범위 응용을 위해 필히 요구된다. 여러 가공방법 중 하나인 열간압출시 보강섬유파괴 및 계면에서의 접합분리 및 균열발생이 없는 제조공정의 최적화를 위해서 가공시 내부조직의 소성변형 기구 규명보다 압출력에 의한 응력분 포와 기지재료와 보강섬유 사이 계면 변화 및 기계적 특성 관계규명이 정량적으로 요구된다. 본 글에서는 유한요소법을 이용하여 계면에서의 접합상태를 임의로 가정하여 압출조건에 따른 압 출후의 보강섬유 방향 및 계면균열 및 접합분리를 거시적으로 예측하고, advanced shear-lag을 이용하여 균열 전, 후의 응력. 변형관계를 미시적으로 규명할 수 있음을 제시하였다. 그러나 향후 현상적 모델인 shear-lag 모델을 수학적 모델인 균질화법에 도입하면 미시적. 거시적 거 동해석이 함께 요구되는 금속복합재료의 열간압출거동 해석을 일체적으로 행할 수 있어 효율적 이고 정확한 예측이 가능하리라고 사료된다.

• 유변학
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• 제9권2호
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• pp.81-87
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• 1997

비상용성 고분자는 그 계면의 특성에 의해서 복잡한 유변학적 거동을 갖는데 그러 한 거동을 해석하기 위해서 최근에 제안된 구성방정식을 토대로 소폭 진동 전단 흐름장에서 의 유변학적 물성과 몰폴로지 전개를 예측한 바 있다. Takahashi[2]등은 이런 흐름하에서의 계면은 거의 변하지 않음을 보여주었고 따라서 이경우는 상대적으로 쉬운편이었다. 본연구 에서는 정상전단흐름장하에서의 몰폴로지 전개에 대한 구성방정식을 간단한 형태로 표현함 으로써 실제 산업계에서 이용될수 있도록 하였다. 그러한 해석을 통하여 원래의 모델에서 제시되었던 3개의 실험변수를 2개로 줄일수 있었으며 계면의 특성을 잘 나타내 주는 새로운 변수($textsc{k}$)를 도입하였다. 계면의 특성을 잘 나타내 주는 이새로운 변수를 통하여 그 계면의 영향을 예측할수 있었다. 한편 분산상의 파괴, 변형, 합체 메카니즘을 모델에 제시되었던 변 수값들을 통하여 해석하였고 이를 실험적인 데이터와 비교해 보았다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권6호
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• pp.575-581
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• 2001

세라믹/금속기지 복합재료에서 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 특성에 관한 시뮬레이션 결과이다. 세라믹과 금속기지간 계면에 강한 결합이 존재하는 복합재와, 계면에서의 결합이 약한 복합재의 두 경우에 대하여 횡방향 평균응력과 평균변형율에 대한 관계를 계산하였다. 복합재료의 미시역학적개념과 유한요소해석법을 적용하여 세라믹체적분율의 변화에 따라 각기 해석되었다. 본 연구에서 계산된 횡방향 탄성계수는 문헌에 알려져 있는 미시역학개념으로 유도된 식에 의한 횡방향탄성계수값과 잘 일치되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/금속계면에서 금속재료와 세라믹간의 분리가 발생된다. 이 분리는 전체복합재의 강성을 감소시키며, 금속의 부피분율이 감소될수록 (즉, 세라믹의 부피분율이 증가할수록) 횡방향 평균응력의 평균변형율에 대한 감소로 나타났다. 미시역학의 개념을 적용한 유한요소해석기법을 통하여, 이미 알고 있는 복합재 각 성분의 특성으로부터 복합재료의 계면특성과 횡방향특성을 예측할 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.970-977
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• 1999

활성금속브레이징법으로 계면접합된 AlN/Cu 접합체의 잔류응력 완화에 미치는 Mo 중간재의 영향을 조사하였다. 유한요소법에 의한 응력 해석과 접합체 강도 측정, 파단면의 관찰을 행하였으며, 이들 결과를 비교, 분석하였다. 응력 해석 결과로부터, Mo 중간재를 사용할 경우 최대 잔류 주응력이 형성되는 위치가 AlN/삽입금속 계면으로부터 삽임금속/Mo 계면을 통하여 Mo 내부로 이동됨을 확인하였다.접합체의 자유표면에 형성되는 인장성분의 응력집중 위치는 Mo 중간재 두께가 증가됨에 따라 Cu/Mo 계면과 Mo/AlN 계면의 두 곳으로 분리되었으며, AlN측 잔류응력의 크기는 크게 감소하였다. 중간재를 사용하지 않은 경우 최대 접합강도가 52 MPa로 낮은 강도를 보였으나, 두께 400$\mu\textrm{m}$ 이상의 Mo 중간재를 사용한 접합체의 경우, 200 MPa 이상, 최대 275 MPa의 접합강도를 얻을 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.773-780
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• 2009

강-콘크리트 계면거동의 성질을 정의하는 계면변수를 파악하고, 구성모델의 성격을 정의하는 구성변수의 물리적 특성 파악과 값의 크기를 결정하기 위해 강-콘크리트 계면에 대한 거동실험을 수행하였다. 구성변수는 포괄적인 적용을 목적으로 부착계면 뿐만 아니라 비부착계면의 거동까지 포함하기 위해 최근에 Mohr-Coulomb 파괴규준에 근거하여 제안된 구성모델을 기준하여 결정하였으며, 구속압을 받는 계면의 취성으로부터 연성까지의 파괴거동 성질을 고려하기 위해 낮은 구속압 및 중간크기의 구속압을 포함하는 네 종류의 구속압을 고려하였다. 실험 결과에 대한 분석을 통해 최대평균전단응력과 잔류응력 및 모드 II 파괴에너지 방출률과 구속압 간의 관계는 각 경우가 선형적 관계에 있음을 확인하였다. 이 논문에서 얻어진 실험 결과에 근거하여 이어지는 후속 논문에서는 해석적 방법에 의한 계면상수 값의 결정과 결정된 계면상수 값을 이용한 계면유한요소해석을 수행하여 계면상수 값의 적절성을 검증하였다.

• 접착 및 계면
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• 제9권3호
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• pp.20-26
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• 2008

형상기억합금(SMA)의 구조는 부가된 온도 혹은 응력에 의해 마텐자이트로부터 오스테나이트로의 변화가 가능하다는 것은 잘 알려져 있다. 형상기억합금섬유의 자체 형상회복력으로 인해 응력과 온도가 적용되는 동안에 응력이나 경화 모니터링 센서 또는 작동기로서 사용되었다. 초탄성 현상은 연속적인 기계적 하중 하에서나 온도변화 중에 응력-변형률 곡선에서 확인되었다. 반복하중 실험을 통해 응력-변형률 곡선에서 나타난 초탄성 현상 구간이 나타나는 응력 이력현상이 발생함을 확인하였다. 이것은 형상기억합금섬유 혹은 에폭시에 함침된 형상기억합금섬유 복합재료가 반복하중으로 계면물성 저하로 인한 형상기억 회복 성능의 저하를 의미한다. 강성도가 큰 에폭시 사용과 형상기억합금섬유의 표면처리 이후 형상기억합금섬유와 에폭시 사이의 계면결합력의 증대에도 불구하고 유사한 불완전한 초탄성을 보여 주었다. 단-형상기억합금섬유/에폭시 복합재료 내부에 남은 잔류 열과 이에 따른 잔류 응력으로 인해 에폭시에 함침된 단-형상기억합금섬유에서는 경화과정에서 불완전한 회복을 나타났다.

• 폴리머
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• 제27권3호
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• pp.189-194
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• 2003

Electro-micromechanical 시험법을 이용하여 탄소 섬유 강화 열경화성 수지 복합재료의 경화 방법에 따른 계면 평가와 손상 감지능 및 경화 모니터링에 대해 고찰하였다. 경화 후 잔류 응력은 전기 저항 측정을 통해 모니터링 하였으며, 경화 방법에 따라 상호 비교하였다. 기지 재료의 인장 강도, 탄성률 및 계면 전단 강도는 열 경화의 경우가 자외선 경화보다 더 크게 나타났으며, 열 경화에서 경화 수축은 열팽창 계수 차이에 의한 잔류 응력 및 기지 재료의 수축에 의해 자외선 경화와 비교하여 더 크게 나타났다. 열 경화 시의 경화 중 전기 저항은 자외선 경화보다 더 큰 범위에서 변하였으며, 기지 재료의 기계적 물성과 계면 접착력에 의해 다르게 나타나는 겉보기 탄성률 또한 더 컸고, 같은 응력까지 더 빠르게 도달하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.277-284
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• 1993

본 연구에서는 적분변환에 의한 해법을 사용하여 폐형으로 주어지는 엄밀해를 얻었다. 먼저 평면에 수직한 방향의 변위를 도입하여 주어진 문제를 Mellin 변환하 고 수식화 하면 Wiener-Hopf 방정식이 주어진다.이 방정식을 푼 다음 변위에 관한 적분 표현식을 점근(asymptotic)전개하여 평가하면 균열선단 부근의 변위가 결정된다. 이로부터 폐형(closed form)으로 구성되는 균열선단부근의 응력확대계수(stress in- tensity factor)를 얻었다. 이 결과를 가지고 특정한 경우에 해당되는 기존의 연구 결과와 비교하였다. 특별히 가해진 하중이 자기평형(self equilibrium)을 이루는 경 우에 한정하여 계면에 인접한 재료의 결과와 동일함을 무한고체물에 대한 해석에서 보 인 바 있는데, 이와같은 정성적인 결과가 본문제와 같이 계면방향 표면균열을 지니는 반무한 크기의 고체물에서도 유지되는가를 검토하였다. 아울러 본 연구와 동일한 모 양의 균열이라면 고체물표면 혹은 균열면에 임의로 분포하는 비평면하중문제에 대한 응력확대계수는 본 연구의 결과를 가지고 간단한 적분을 수행함으로써 용이하게 계산 됨을 보였다.

• Composites Research
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• 제13권4호
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• pp.67-74
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• 2000

계면크랙으로부터 먼 거리에 일정한 반평면(anti-plane) 전단력이 가해지는 경우에 대해서 복소변수 변위함수(complex variable displacement function)를 이용하여 곡면형상의 접합면을 가지는 폼과 복합재료의 접합재료에 대한 일반해를 고찰하였다. 점탄성 모델을 표현하기 위하여 Kelvin-Maxwell 모델을 제시하였으며, 폼의 점탄성을 나타내는 수학적 모델을 라플라스 변환을 이용하여 처리하였다. 폼의 점탄성 및 복합재료의 이방성을 고려하여 계면크랙에서의 응력세기계수를 예측하였다. 응력세기계수는 접합면의 곡률이 증가할수록 증가하는 경향을 보이며 시간이 지남에 따라 증가하다 일정값에 수렴하였다. 또한 폼과 복합재료 사이의 전단 강성계수비가 증가할수록 응력세기계수가 증가하였으며, 복합재료의 섬유방향이 응력세기계수의 변화에 미치는 영향은 점차 감소하였다.