• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.52-62
• /
• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• Journal of the KSME
• /
• v.35 no.3
• /
• pp.242-251
• /
• 1995

균열(crack)을 갖는 부재의 강도를 평가할 때에 있어서 응력확대계수를 이용하는 데에 대한 합 리성은 현재까지 의심할 여지없는 사실로서 받아들여지고 있다. 그 근거는 소규모 항복의 조건이 만족되고 있을 때에는 균열의 치수가 틀리더라도 균열선단부근의 역학적 상태는 응력확대계수 만에 의해 지배된다는 사실에 있다. 한편, 노치(notch)를 갖는 부재의 강도를 평가할 때에 최대 응력만을 고려하는 것은 불충분하다. 예를 들면, 그것은 노치반경 .rho.가 10 mm 정도의 노치와 .rho.가 0에 상당하는 균열과는 최대응력 .sigma.$_{max}$를 같게 하더라도 역학적 상태의 가 혹함(severity)이 동일하게 되지 않는다는 사실로부터도 명백하다. 그렇다면, .rho.가 0과 10 mm의 중간값, 예를 들면 1 mm 혹은 0.1 mm일 때와 같은 역학적 상태의 가혹함이 생기기 위해서는 .sigma.$_{max}$가 얼마이면 될까\ulcorner 또는, 만약 .rho.가 틀릴 때, 동일한 현상(same phenomenon)이 생기지 않는다고 한다면 그것은 어떠한 물리적 배경에 근거한 것일까\ulcorner 이글에 서는 이러한 질문에 대한 해답과 함께 선형파괴역학과 선형노치역학이 생겨나게 된 간략한 역사적 배경과 선형노치역학의 개념에 대해 언급하기로 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.34 no.10
• /
• pp.1411-1417
• /
• 2010

CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) has received considerable attention in various fields as a structural material, because of its high specific strength, high specific stiffness, excellent design flexibility, favorable chemical properties, etc. Most products consisting of several parts are generally assembled by mechanical joining methods (using rivets, bolts, pins, etc.). Holes must be drilled in the parts to be joined, and the strength of the components subjected to static and fatigue loads caused by stress concentration must be decreased. In this study, we experimentally evaluated the variation in the residual strength of a holenotched CFRP plate subjected to fatigue load. We repeatedly subjected the hole-notched specimen to fatigue load for a certain number of cycles, and then we investigated the residual strength of the hole-notched specimen by performing the fracture test. From the results of the test, we can observe the initiation of a directional crack caused by the applied fatigue load. Further, we observed that the residual strength increases with a decrease in the notch effect due to this crack. It was evaluated that the residual strength increases to a certain level and subsequently decreases. This variation in the residual strength was represented by a simple equation by using a model of the decrease in residual strength for plain plate, which was developed by Reifsnider and a stress redistribution model for hole-notched plate, which was developed by Yip.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.34 no.4
• /
• pp.481-486
• /
• 2010

Recently, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) have been used in various fields because of its high specific modulus, and chemical properties. Most products in which CFRP composites are used are manufactured by joining the product components by bolts or pins. Holes for bolts and pins decrease the strength of the components because these holes act as notches in the structures. In this study, the fracture strength of CFRP plain-weave composite plates containing holes is experimentally investigated to examine the effects of hole-size and specimen width on notched tensile strength. The results show that the characteristic length considered in the point stress criterion depends on the hole size and specimen width. There exists a certain relation between notched tensile strength and characteristic length. Fracture criterion is redefined on basis of this relation.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1996.11b
• /
• pp.557-562
• /
• 1996

조사전 및 감시시험시 용접열영향부(heat affected zone, HAZ)의 인성평가를 위해 제작되는 샤피(Charpy) 충격시험편의 노치(notch) 위치에 대하여 현재의 규정에 대한 타당성을 검토하였다. 적용규정은 HAZ 시험편의 노치위치를 용접용융선(fusion line, FL) ＋ 모재측 0.8 mm 로 제한하고 있다. 그러나, 본 연구결과, 이 부위는 다층(multipass) 용접시 후속열이력에 의해 결정립이 미세화되어, 인장강도와 경도 및 충격인성이 모재나 용접부에 비하여 양호하게 나타났다. 한편, FL ＋ 4 mm 이상의 다른 위치에서는 강도와 경도 및 충격인성이 모두 모재와 용접부에 비하여 낮은 값을 보였다. 이는 다층용접에 의한 후속열이력 및 용접후열처리(post weld heat treatment, PWHT)에 의해 금속조직학적 영향을 받은 것으로 판단되었다. 일련의 시험결과로부터, 조 사전 및 감시시험용 샤피충격시험편의 HAZ 에 있어서의 노치위치에 대한 현재의 규정을 재검토할 필요가 있음을 제안하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• v.7 no.2
• /
• pp.57-67
• /
• 1993

The fracture behavior of plain woven glass/epoxy composite plates with a crack is investigated under static tensile loading. It is shown in this paper that the characteristic length associated with the point stress criterion depends on the crack length. To predict the not ched tensile strength, the point stress criterion proposed by Whitney and Nuismer are modified. An excellent agreement is found between the experimental results and the analytical prediction of the modified point stress criterion. The condition of unstable crack growth in the presence of a per-existing flaw(machined notch) is examined by means of the maximum stress intensity factor $K_max$ using maximumload P$_max$. The values of $K_max$ evaluated from energy release rate G$_max$(the compliance me thod) indicate a wide difference. Therefore in regard to anisotropy and heterogeneity of the composite materials studied, the modified shape correction factor f(a/W) is obtained. $K_max$evaluated by the compliance method a little or insignificantly depends on the initial crack length a, the specimen thickness B, the crack angle .theta. and the specimen geometry.

• Journal of the Korea Concrete Institute
• /
• v.17 no.2 s.86
• /
• pp.255-261
• /
• 2005

Immense quantities of coal combustion by-products are produced every year, and only a small fraction of them are currently utilized. The purpose of this study is to investigate reused techniques of coal ash in the construction field, which may contribute to the savings of building materials and conservation of environment. From the results of the compressive strength test, the elastic modulus was experimentally proposed. Also, based on the three- point-bending test, the fracture parameters - notch sensitivity, fracture energy, and initial compliance were experimentally proposed. As a result, the strength and fracture characteristics were lower than those of concrete or mortar. Also, the study showed that the deflection at a fracture decreased as the age increased and as the notch depth rate decreased. However, it was judged that its use as a building material could be expected if further research is carried out.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.9 no.5
• /
• pp.165-175
• /
• 1997

실제구조물의 균열을 노치를 삽입하는 방법으로 시뮬레이션하고 콘크리트 강도와 철근비를 변수로하는 실험적 연구를 통하여 철근콘크리트 보의 강판접착에 의한 보강효과를 규명하였다. 보강철근비와 보강된 보의 최대내력과의 관계를 회귀식을 통하여 제안하고 강판보강도니 보의 최대내력과 연성측면에서 구조적 거동을 고찰하였으며 최대내력시까지 외부강판과 철근콘크리트 보의 합성작용이 유지되는 것을 확인하였다. 또한 노치에 의하여 시뮬레이션된 균열의 영향을 고려하여 강판보강된 철근콘크리트 보의 휨강성을 평가하도록 실험결과를 회귀분석하여 실험식을 제안하였다.

• Composites Research
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.1-6
• /
• 2010

Recently, CFRP composite is more and more used in the various fields because of a higher specific modulus, chemical property and so on. Most products using CFRP composite are manufactured by construction of components. Various components are joined with those by bolts and pins. Holes for bolts and pins decrease strength and fatigue life of components, because those act as notch in structures. In this paper, we experimentally evaluated the fatigue life of hole-notched and unnotched weave CFRP plate. Then, we compared the two results and proposed an equation for prediction of fatigue life.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.275-282
• /
• 2012

In this study, tensile tests were performed using standard and notched-bar specimens under two different displacement rates and various temperatures, in order to investigate the effects of the stress and strain concentration at the notched section on the dynamic strain aging (DSA) behavior of carbon steel piping material. In addition, finite element simulations were conducted to evaluate quantitatively the stress and strain states for both types of specimen under uniaxial tensile loading. The results showed that serration and an increase in tensile strength, which are considered to be evidence of DSA in carbon steels, can be observed from tensile tests for notched-bar specimens. It was also found that the temperature region of DSA observed in the notched-bar specimens was higher than the DSA region observed in the standard tensile specimens tested under the same displacement rate. The results of finite element analysis showed that this behavior is associated with the high strain rate at the notched section, which is caused by the stress and strain concentration.