• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.186-190
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• 2012

복합재료가 기계부품 및 항공기 구조물에 폭 넓게 적용됨에 따라, 복합재료 구조물에서 가장 취약한 복합재료 체결부의 설계는 매우 중요한 연구 분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 다양한 원공공차를 가지는 복합재료 볼트 조인트와 핀 조인트의 강도를 상호 비교하였다. 실험결과로부터 조인트의 원공공차가 $880{\mu}m$일 때 원공공차가 $0{\mu}m$ 보다 첫 번째 파손하중의 볼트 조인트는 24.2 %, 핀 조인트는 51.3 %의 강도저하가 발생되었다. 또한, 이에 대한 유한 요소 해석을 수행하여 파손지수를 계산하고 실험값과 상호 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1462-1471
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• 1991

본 연구에서는 미소 결함주위에서 발생, 전파하는 균열들에 미치는 초기 결함 깊이와 상호 간섭 영향을 검토하기 위하여 기존 재료가 갖고 있는 결함이나 비금속 개 재물로 대신할 수 있다고 생각되는 미소 원공의 크기를 변화시킨 모델에 대해 유한 요 소법을 이용하여 3차원적으로 응력을 해석하였다. 실제 사용하고 있는 부재에 결함 들이 존재할 경우 응력장의 간섭으로 피로 균열 진전이 가속화됨으로 미소 원공 주위 의 응력 분포 및 미소 원공사이의 응력장의 간섭과 미소 원공에서 발생, 전파하는 표 면 균열의 응력 확대 계수에 미치는 영향에 대하여 비교검토 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.103-110
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• 1987

구조물(構造物)에 발생(發生)한 균열(龜裂)이 원공(圓孔)에 접근(接近)할 때 원공(圓孔)과 균열선단(龜裂先端)에서는 큰 응력집중현상(應力集中現象)이 생긴다. 이러한 구조물(構造物)의 응력집중(應力集中)에 대한 수치해석방법(數値解析方法)으로 지금까지 주로 유한요소법(有限要素法)이 사용(使用)되어 왔으나 본 연구(硏究)에서는 유한요소법(有限要素法)에 비(比)해 입력자료(入力資料)와 계산시간(計算時間)을 현저히 줄일 수 있는 경계요소법(境界要素法)(boundary element method)을 시도(試圖)하였다. 두개의 원공(圓孔)사이에 균열(龜裂)이 있는 평판(平板)을 모델로 채택하여 경계요소법(境界要素法)으로 구한 해(解)를 Newman에 의한 경계선점법(境界選點法)(boundary collocation method)의 해와(解) 비교(比較)하였고 원공(圓孔)과 균열선단(龜裂先端)에서 역학적(力學的) 거동(擧動을 구명(究明)하였다.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.197-204
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• 1993

Plastic기 복합재료의 파괴거동에 미치는 원공크기오 판폭의 영향을 검토하기 위하여 단축인장시험을 행하였다. 점응력파손조건에서의 특성길이 $d_o$는 원공크기 및 판폭에 의존하며, 이를 기초로 파손강도를 예측하기 위한 수정 점응력 파손조건식을 제안하였다. 이 파손조건의 예측값은 실험값과 잘 일치하였다. 파손 강도는 원공선단의 손상비의 증가에 따라 증가하며, 이는 손상영역의 형성으로 인한 응력완화현상으로 설명되어 진다. 또한 불안정 파괴시의 최대균열길이 $a_c$는 특성길이 $d_o$의 약 2배의 값을 나타낸다. 파괴인성에 대응하는 한계에너지해방율 $G_c$의 변화는 원공선단의 손상영역의 증가에 의한 응력완화가 주요한 원인이라고 할 수 있다.

• Composites Research
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• 제25권1호
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• pp.19-25
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• 2012

본 연구에서는 압축하중을 받는 원공을 가진 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동을 조사하였다. 샌드위치 복합재 기둥은 유리섬유직물/에폭시 면재와 우레탄 폼 심재로 구성되어 있다. 이때 면재 두께는 1.7mm, 심재 두께는 23mm, 37mm, 48mm, 61mm, 그리고 원공 직경은 25mm와 38mm를 고려하였다. 원공 위치가 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 직경 25mm인 원공이 시편중앙부에 있는 경우, 시편중앙부를 기준으로 중앙부와 끝단 사이의 1/4 지점에 있는 경우, 시편중앙부를 기준으로 중앙부와 끝단 사이의 1/2 지점에 있는 경우를 고려하였다. 시편중앙부에 직경 25mm인 원공이 있는 경우의 좌굴하중과 최대하중은 원공이 없는 경우보다 10% 정도 낮게 나타나며, 시편중앙부에 직경 38mm인 원공이 있는 경우의 좌굴하중과 최대하중은 원공이 없는 경우보다 30% 정도 낮게 나타났다. 그러나 원공 위치가 좌굴하중과 최대하중에 미치는 영향은 크지 않았다. 주요 파괴 모드는 심재 두께가 23mm와 37mm와 같이 얇은 경우는 심재 전단파괴가 지배적이고 심재 두께가 48mm와 61mm와 같이 두꺼운 경우는 면재-심재 분리가 지배적으로 관찰되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.304-307
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• 2009

본 논문에서는 3차원 모델링을 이용하여 원공을 갖는 알루미늄 판의 패치 보강효과에 대해 알아보고자 한다. 구조물의 노후화로 인해 높은 응력을 받는 부재의 응력 특이점에서 내구력이 급격하게 저하되거나 때로는 부재의 정적파괴를 유발시키는 원인을 제공한다. 이로 인해 과거에는 손상된 모재에 보강 재료를 연결시키기 위하여 리벳 또는 볼트와 같은 기계적 연결을 통해 보강하였으나 최근에는 접착패치보강 기법이 그 주류를 이루고 있다. 패치 보강시 일면 패치 보강으로 인하여 면외 휨 효과가 발생된다. 판의 두께 방향에 따른 응력집중계수를 별도로 분석하였다. 기존의 3차원 솔리드 요소는 해의 정확성은 뛰어난 반면에 상당한 컴퓨터 시간을 요구하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 본 논문에서는 각 층의 변위장을 2차원 형상함수와 1차원 형상함수의 조합으로 구성하여, 면내거동에 대한 p-세분화와 면외거동에 대한 p-세분화를 분리시키는 방식을 취한다. 또한, 에너지 함수의 적분시 Gauss-Lobatto 적분법을 사용하여 절점의 위치에서의 응력점을 구하는 경우, 외삽과정을 계산하는 단계를 생략하면서도, 해의 정확성 측면에서는 거의 차이가 없기 때문에 좀 더 효율적인 수치적분이 될 수 있다.

• Composites Research
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• 제13권3호
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• pp.58-66
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• 2000

본 연구는 기존 수지기지 복합소재의 흡습성, 약한 충격강도, 열충격 손상문제 등을 해결하고 뛰어난 비강도, 내충격, 내피로 특성 등을 가지는 것으로 보고되고 있는 Al과 CFRP 접착소재인 CARALL(CArbon fiber Reinforced ALuminum Laminates) 하이브리드 복합소재를 제조하고, 이러한 소재가 항공기 부품제작에 적용되기 위해서 우선적으로 파악되어야 하는 특성, 즉 부품조립을 위해 가공되는 드릴링에 의한 원공노치 강도저하 효과를 조사하였다. 이를 위해 CFRP, A17075-T6, CARALL재 시편에 대한 판폭과 원공노치의 크기가 노치인장강도에 미치는 영향을 비교하고 고강도, 고 노치민감 소재인 CFRP 소재의 물성이 양면에 Al을 접착한 CARALL소재형태에 의해 개선될 수 있는지에 대해 파악하였다. 또한 각 소재에 대한 Whitney 및 Kim등의 노치인장강도 예측식을 적용하여 그 유효성을 검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.895-903
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• 1987

본 연구에서는 참고문헌 (16)과 (17)에서 등방성과 이방성에 각각 처음으로 제시한 수정 사상 선점법(modified mapping-collocation method)을 이용해서 직교 이 방성 무한 평판 내부의 원공 주위 균열 문제에 대한 혼합모우드 응력 강도 계수를 구 하고자 한다. 본 문제는 기하학적으로 복잡하고 재료의 이방성이 강하기 때문에 해 가 아직 보고되어 있지 않다. 먼저 이론적 해석을 전개함으로써 규열 면에서의 무부 하 조건과 무한점에서의 경계 조건을 완전하게 만족시킨다. 그 후 나머지 원공 경계 에 최소 자승 선점 과정(least square collocation procedure)을 적용하여 근사해를 얻게 된다. 균열 선단 응력 특이성에 미치는 원공 경계 및 이방성의 효과를 알아보 기 위해서 여러가지 형태의 적층판에 대한 응력 강도 계수를 무차원화된 균열 길이의 함수로 나타내 보았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1285-1293
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• 1992

본 연구에서는 glass/epoxy 직조된 복합재료에 있어서 원공 및 판폭의 크기가 노치강도에 미치는 영향을 명확히 하고, 또한 노치강도 및 파괴조건과 위에서 언급한 특성길이와의 관계를 검토하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제1권2호
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• pp.74-82
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• 1987

This study has been made to investigate into the behavior of fatigue limit, of fatigue crack initiation, and of fatigue crack propagation under the condition of rotating bending stress; specifically on the independency of stress field as well as the crack behavior of surface micro hole defect, which is made artificially through the specimen. The results obtained can be summarized as followa; 1) For the single micro hole defect, initiation of fatigue crack is occurred at both tips of microhole defect simultaneosly along the slip which are produced in the range of maximum principal stress arround micro hole defect independent of the size of micro hole defect. 2) For the neighbored deuble micro hole defects with equal size, in the range ($\frac{L}{r}$)ratio $\gtrsim$ 3 defined as the size of micro hole defect(2r) to the distance between the centers of micro hole defects (2L), the crack behavior of the micro hole defects is same as single one. However, for the range of $\frac{L}{r}$<3, the interference effect becomes significant as the ratio approaches to 1.