• 제목/요약/키워드: 층간파괴인성치

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복합재료의 층간파괴인성 (Interlaminar Fracture Toughness for Composite Materials)

  • 이강용;권순만
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1479-1485
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    • 1991
  • 본 연구에서는 고차판이론(higher order shear deformable plate theory)을 사용하여 DCB시편을 보형상이 아닌 실제의 얇은 판으로 해석하여 새로운 에너지해방률 식을 제시하고자 한다.한편, 이의 타당성을 입증하기 위하여 Gr/Ep 및 APC-2 복합 재료로 ASTM D30.02 round robin의 제안 방법에 의해 층간파괴인성치를 구하고, 또 이 강용이 제안한 Ae법에 의한 금속의 파괴인성치 결정법을 참고로 하여 미세파괴 초창기 의 층간파괴인성치를 결정하여 이론결과와 비교 검토한다.

炭素纖維强化 複合材料의 혼합모우드 層間破壞靭性値에 대한 硏究 (A study of mixed-mode interlaminar fracture toughness of graphite/epoxy composite)

  • 윤성호;홍창선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.198-207
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    • 1986
  • 본 연구에서는 Fig.1과 같이 시편 부위에 균일응력분포가 작용하도록 M.Arcan 등에 의해 제시된 비대칭형상의 시편고정물에 층간균열을 가진 시편을 부착한 다음 하중각도를 바꾸어가며 모우드 II뿐 아니라 혼합모우드 및 모우드 I까지도 실험 할 수 있는 실험장치를 사용하여 균열면에서의 섬유방향이 〔0/0〕이고 초기균열길이비가 0.4, 0.5, 0.6인 시편의 모우드I, 혼합모우드 및 모우드II 층간파괴인 성치들을 실험 적으로 구해 혼합모우드 파괴결정조건식들에 적용시켜 보았다. 또한 균열면에서의 섬유방향이 〔0/0〕, 〔0/30〕, 〔0/45〕및 〔0/60〕인 경우의 층간파괴인성치와 이때 의 파괴현상에 대해 관찰하였다.

하이브리드 복합재료의 모드 I 층간파괴인성치에 관한 연구 (A Study on Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Hybrid Composites)

  • 김형진;곽대원;김재동;고성위
    • 수산해양기술연구
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    • 제39권4호
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    • pp.262-268
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    • 2003
  • 하이브리드 복합재료(Hybrid composite)의 모드 I 층간파괴인성치에 영영향 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF, GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF 의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있다. (2) 하중점변위율을 0.2, 2, 20mm/min로 변화하였을 때, 미세한 변동은 있었으나, 허중점변위율의 영향은 거의 받지 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 25, 30, 35, 40, 50mm로 변화시켰을 때 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF, GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타냈다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며, CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

하이브리드 복합재료의 층간파괴인성치에 관한 연구 (A Study on the Interlaminar Fracture Toughness of Hybrid Composites)

  • 김형진;곽대원;이헌식;김재동;고성위
    • 수산해양기술연구
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    • 제40권4호
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    • pp.328-336
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    • 2004
  • 하이브리드 복합재료(Hybrid composites) 의 층간 파괴 인성치에 영향을 주는 인자 중 적층순서, 하중점변위율, 초기크랙길이를 변화 시켰을 때의 실험 결과는 다음과 같다. (1) CF/CF, CF/GF. GF/GF로 적층하였을 경우 층간파괴인성치값은 서로 같은 계면을 성형한 것보다 서로 다른 계면을 적층한 CF/GF의 경우가 강도면에서 가장 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. (2) 하중점변위율은 미세한 변동은 있었으나, 하중점변위율의 영향은 거의 받기 않는 것을 알 수 있었다. (3) 초기크랙을 변화시켰을 때, 초기크랙길이의 영향은 일정하지 않았다. CF/CF인 경우는 초기크랙이 짧은 경우, CF/GF. GF/GF인 경우는 초기크랙이 긴 경우에 높은 값을 나타났다. 이것은 GF 섬유가 직조형태의 프리프레그로 되어 있어 크랙의 진전에 따라 섬유부스러기 등의 생성에 따른 영향이라고 생각된다. (4) 적층순서에 따라 파면의 섬유 분포 형태가 달랐으며 CF/GF인 경우가 섬유의 파손형태가 가장 복잡하게 나타났으며, 이것이 높은 층간파괴인성치를 나타내는 원인이라고 판단된다.

층간파괴인성치에 미치는 성형압력의 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Molding Pressure on the Interlaminar Fracture Toughness)

  • 김형진;김재동;고성위
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제25권5호
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    • pp.1140-1147
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    • 2001
  • This paper describes the effect of various molding pressure for Mode I. Mode II interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced plastic composites by using double cantilever beam(DCB), end notched flexure(ENF) and end loaded split(ELS) Specimen. The value of $G_{IC}$, $G_{IIC}$ as a function of various molding pressure is almost same at 307, 431, 585 kPa, however it shows highest value under 307kPa molding pressure, The SEM photographs show good fiber distribution and interfacial bonding of composites when the molding pressure is the 307kPa.

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CFRP 복합재료의 혼합모드 I/II 층간파괴인성치에 관한 연구 (A Study on Mixed Mode I/II Interlaminar Fracture Toughness of Carbon Fiber Reinforced Plastic Composites)

  • 김형진;박명일;김재동;고성위
    • 동력기계공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.48-54
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    • 2000
  • This paper describes the effect of molding pressure, specimen geometries for Mixed Mode I/II interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced plastic composites by using asymmetrical double cantilever beam(ADCB) specimen. The value of $G_{I/IIC}$ as a function of various molding pressure is almost same at 307, 431, 585 kPa. However it shows the highest value under 307 kPa molding pressure. The effect of $G_{I/IIC}$ due to the change of initial crack length of ADCB specimen was almost negligible in this study. It turns out that the condition for mix mode quasi-static crack growth in ADCB specimen is the ratio of the crack length to that of the specimen, i.e., ${\alpha}/L<0.4$.

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층간파괴인성치에 대한 섬유방향의 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Fiber Orientation on the Interlaminar Fracture Toughness)

  • 이정규;엄윤성;김형진;고성위
    • 한국해양공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.89-97
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    • 1995
  • The investigate the effect of fiber orientation on the interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced plastics three prepregs which are domestic products are used in this paper. Those are used for the unidirectional composites, but only one is used for the cross-ply laminate composites which is molded $[0/90]_{6s},\;[0/45]_{6s},\;and\;[0/45/90]_{4s}$. The specimens used for the mode I and mode II Tests are DCB and ENF samples are examined by scanning electron microscope(SEM). The value of $G_{IC}$ is almost same when modified three calculating methods are applied. The highest value of $G_{IC}$at crack initiation is obtained at the $[0/90]_{6s}$ interlaminar and the lowest one is at the $[0/45/90]_{4s}$ interlaminar. The highest value of $G_{IIC}$ at crack initiation, however, is obtained at the $[0/90]_{6s}$ interlaminar and the lowest one is at the $[0/45]_{6s}$. The photographs of SEM show a difference behaviour between mode I and mode II fracture surface.

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적층형 복합재료에서 Unit Ply의 두께가 기계적 성질에 미치는 영향 (Influence of Layer Thickness on the Mechanical Properties in the Laminated Composites)

  • 문창권
    • 한국재료학회지
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    • 제5권8호
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    • pp.979-987
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    • 1995
  • 탄소섬유와 epoxy 수지의 prepreg로 성형된 Cross형 적층판 복합재료에서 unfit ply의 두께가 복합재료의 기계적 성질에 미치는 영향과, unidirectional prepreg 및 fabric prepreg로된 적층판의 기계적 성질의 차이를 비교 검토하였다. 그 결과 unit ply의 두께가 두꺼울수록 면내전단강도는 작아졌으며, 면내전단강도가 작아 질수록 층간박리 현상이 현저하게 나타났다. 또 적당한 층간박리의 발생은 파괴인성치와 층격치를 증가시키지만 심한 층간박리는 오히려 그 값들을 감소시켰다. 그리고 unidirectional prepreg로 성형된 적층판이 fabric prepreg로 성형된 적층판보다 인장강도, 파괴인성치, 파괴일 및 충격치 등의 기계적 성질이 우수했다.

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하이브리드 복합재료의 모드II 층간파괴인성치에 관한 연구 (A Study on Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Hybrid Composites)

  • 김형진;박명일;곽대원;김재동;고성위
    • 한국해양공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.42-47
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    • 2002
  • This paper describes the effect of loading rate, specimen geometries and material properties for Mode II interlaminar fracture toughness of hybrid composite by using end notched flexure(ENF) specimen. In the range of loading rate 0.5~2mm/min, there is found to be no significant effect of loading rate with the value of critical energy release rate( $G_{IIc}$). there is no dependence of the interlaminar fracture energy upon the specimen width over the specimen widths examined. The value of $G_{IIc}$ for variation of initial crack length are nearly similiar values when material properties are CF/CF and GF/GF, however, the value of $G_{IIc}$ are highest with the increasing intial crack length at CF/GF. The values of $G_{IIc}$ for variation material properties are higher with the increasing moulding pressure when moulding pressures are 307, 431, 585㎪. The SEM photographs show good fiber distribution and interfacial bonding of hybrid composites when the moulding is the CF/GF.e CF/GF.