• 제목/요약/키워드: 에너지 해방률

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고무보강 폴리머 재료의 저속 충격 해석 (A study on the Impact Characteristics for Rubber Toughened polymeric Materials under Low Velocity Impact)

  • 구본성;박명균;박세만
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.219-231
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    • 2004
  • The Charpy and Izod impact tests are the most prevalent techniques used to characterize the effects of high impulse loads on polymeric materials. An analysis method for rubber toughened PVC is suggested to evaluated critical dynamic strain energy release rates(G$_c$) from the Charpy impact tester was used to extract ancillary information concerning fracture parameters in additional to total fracture energies and maximum critical loads. The dynamic stress intensity factor KID was computed for varying amounts of rubber contents from the obtain maximum critical loads and also toughening effects were investigated as well. The fracture surfaces produced under low velocity impact for PVC/MBS composites were investigated by SEM. The results show that MBS rubber is very effective reinforcement material for toughening PVC.

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적층복합재의 자유단 박리에 대한 모드별 스트레인 에너지해방률의 간이계산법 (A Simplified Method for Determining Modal Strain Energy Release Rate of Free-Edge Delaminations in Laminated Composite)

  • 김택현;오택열;김인권
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권3호
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    • pp.423-429
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    • 1997
  • A simplified method for determining the mode components of the strain energy release rate of free-edge delaminations in laminated composite is proposed. The interlaminar stresses are evaluated as an interface moment and interface shear forces that are obtained from the equilibrium equations at the interface between the adjacent layers. Deformation of an edge-delaminated laminate is calculated by using a generalized quasi-three dimensional classical laminated plate theory developed by the authors. The analysis provides closed-form expression for the three components of the strain energy release rate. Comparison of results with a finite element solution using the virtual crack closure technique shows good agreement. In the present study, laminated composite with stacking sequences of [30/-30/90]$_{s}$ were examined. The simple nature of the method makes it suitable for primary design analysis for the delaminations of laminated composite.e.

이방성비가 큰 직교이방성체의 반 무한 균열에 대한 동적 에너지해방률에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Energy Release Rate of an Orthotropic Strip with a Half Infinite Crack and Large Anistropic Ratio)

  • 백운철;황재석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권7호
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    • pp.1863-1870
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    • 2000
  • When an impact stress is applied on the external boundary of double cantilever beam of orthotropic material which crack length is greater than specimen hight and anistropic ratio is very high, dyna mic energy release rate is derived, and the relationship between dynamic energy release rate and crack propagating velocity is studied. Dynamic energy release rate to static energy release rate is decreased with increasment of crack propagating velocity. The relationships between dynamic energy release rate and vertical strain have a similar pattern with those between static energy release rate and vertical strain. When normalized time(Cstla) is greater than or equal to 2, dynamic energy release rate approaches to a constant value.

평직 CFRP 복합재료의 섬유 배열각도별 피로 균열 성장 평가 (Evaluation of Fatigue Crack Propagation Depending on Fiber Array Direction in Woven CFRP Composites)

  • 금진화;최정훈;박홍선;구재민;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권6호
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    • pp.717-723
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    • 2010
  • 많은 연구자들이 평직 탄소섬유강화플라스틱에 대해서 연구해왔지만 피로 균열 진전에 관한 연구는 아직도 미지한 상태이다. 그리고 하중과 섬유 배열 각도에 따라 균열 진전 양상이 다름을 알 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 개의 섬유 배열각도($0^{\circ}$, $45^{\circ}$)에서 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전에 대해 연구하였다. 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전 테스를 하중비 0.1에 10Hz로 수행하였다. 그 시험 결과로써, 피로 균열 진전 속도(da/dN)와 에너지해방률(${\Delta}G$)과의 그래프를 도출하였고, 섬유 배열 각도에 따른 균열 진전 양상을 $0^{\circ}$의 경우에는 Mode I를 적용하였고, $45^{\circ}$의 경우에는 Mixed Mode를 적용하였다.

타이어 벨트 끝단의 피로수명 예측 (Fatigue Life Prediction of Tire Belt Edge)

  • 김재연;양영수;김기운
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.954-957
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    • 2004
  • Tire belt durability is characterized by the initiation of a crack at the belt edge region, and the propagation of the crack until the ply is separated. Experimental methods have been used to analysis of the belt durability in the cord-reinforced rubber composite tires, but it takes much cost and time to make experiments. In this paper, a finite element method to analyze the fatigue life of a crack at the belt edge of tires is presented. The fatigue life is analyzed by using a three-dimensional Finite Element Modeling. This method includes a global-local finite element analysis to provide the detail necessary to model explicitly an internal crack and use of the J-integral for energy release rate evaluation.

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기능 경사 압전 세라믹 스트립의 균열에 관한 연구 (The Crack Problem for Functionally Graded Piezoelectric Ceramic Strip)

  • 신정우;김성찬
    • Composites Research
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    • 제15권4호
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    • pp.37-42
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    • 2002
  • 면외전단하중(anti-plane shear loading)을 받는 기능경사 압전 세라믹 무한 스트립(functionally graded piezoelectric ceramic strip)의 상하 양쪽 끝단의 중앙에 평행하게 존재하는 유한한 크기의 균열(Griffith crack)에 대한 특이응력(singular stress)과 전기장(electric field)을 선형 압전 이론(theory of linear piezoelectricity)을 이용하여 결정한다. 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용하여 복합적분 방정식을 구성하며, 이를 제2종 Fredholm 적분 방정식(Fredholm integral equation of the second kind) 으로 표현한다. 또한 응력세기계수(stress intensity factor)와 에너지 해방률(energy release rate)에 대한 수치 결과를 제시하였다.

전기 절연 균열을 갖는 압전 세라믹 스트립의 세기 계수 결정 (Determination of Intensity Factors in Piezoelectric Ceramic Strip with Impermeable Crack)

  • 권종호;권순만;신정우;이강용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권6호
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    • pp.1601-1607
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    • 2000
  • Using the theory of linear piezoelectricity, we consider the problem of piezoelectric ceramic infinite strip containing a finite crack with free surface traction and surface charge under anti-plane shear. The crack is symmetrically parallel to the edges of infinite strip. Fourier transforms are used to reduce the problem to two pairs of dual integral equations, which are then expressed in terms of Fredholm integral equations of the second kind. Numerical results for PZT-5H ceramic are obtained and discussed.

등속 진전하는 이방성 이종재 접합계면 균열에 대한 연구 (A Study for Steadily Growing Interface Cracks in Anisotropic Dissimilar Materials)

  • 조상봉;김진광;유병국
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권9호
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    • pp.1477-1485
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    • 2003
  • The displacement vector field can be represented in terms of a scalar potential ${\phi}$ and a vector potential ${\phi}$. The scalar potential ${\phi}$ is related to dilatational waves and the vector potential ${\phi}$ is related to rotational waves. Using these two complex displacement potentials, the stress and displacement fields for steadily growing interface cracks in dissimilar materials are obtained. The energy release rate for steadily growing interface cracks in dissimilar materials are also obtained. And with photoelastic isochromatic patterns simulated by computer graphics, the stress intensity factors are discussed.

계장화 샤르피충격시험기를 이용한 고무보강 폴리머재료의 파괴인자 결정에 관한연구 (A Study on the Determination of Fracture Parameters for Rubber Toughened Polymeric Materials Using on Instrumented Charpy Impact Test)

  • 박명균;최영식;박세만;양진승
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권8호
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    • pp.1520-1526
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    • 2002
  • The Charpy and Izod impact tests are the most prevalent techniques used to characterize the effects of high impulse loads on ploymeric materials. An analysis method for rubber toughened PVC is suggested to evaluate critical dynamic strain energy release rates(G$\_$c/) from the Charpy impact energy measurements. An instrumented Charpy impact tester was used to extract ancillary information concerning fracture parameters in addition to total fracture energies and maximum critical loads. The dynamic stress intensity factor Kid was computed for varying amounts of rubber contents from the obtained maximum critical loads and also toughening effects were investigated as well.

서로 다른 레진 두께를 갖는 유리/레진/유리샌드위치 구조의 파괴거동 (Fracture Behavior of Glass/Resin/Glass Sandwich Structures with Different Resin Thicknesses)

  • 박재홍;이유진;김태우;임홍재;이기성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권12호
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    • pp.1849-1856
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    • 2010
  • 유리/레진/유리의 샌드위치 구조는 자동차, 바이오, 디스플레이 산업 등에서 이미 상용화되고 있는 구조이다. 이러한 유리/레진/유리의 샌드위치 구조는 최근 반도체, MEMS분야 등에서 대량생산기술로 관심을 일으키고 있는 임프린트 리소그래피 공정에서도 다루어지고 있다. 나노 임프린트 공정 기술은 몰드의 마이크로, 나노패턴을 기판에 반복적으로 전사함으로써 반도체 제조공정에서 5나노미터(nm) 이하의 선폭까지 구현할 수 있는 기술이다. 이 과정에서 사용되는 레진은 패터닝된 몰드에 의해 변형되고 UV(Ultraviolet rays)에 의해 경화되어 패턴의 전사과정을 거친다. 이 때 몰드와 기판의 이형거동은 나노 단위의 정밀한 정렬과 공정의 생산성과 직결된다. 따라서 본 연구에 서는 4점 굽힘 실험을 통해 유리/레진/유리 구조의 굽힘 강도를 측정하였고, 특히 이 과정에서 계면해방률을 도출함으로써 나노 임프린트 공정 시 몰드와 레진 층의 이형거동을 기계적 측면에서 고찰하였다.