• 제목/요약/키워드: 크랙

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4방향 탄소/탄소 복합재의 열충격 및 삭마 특성 (Thermal Shock and Erosion Properties of 4D Carbon/Carbon Composties)

  • 홍명호;오인석;최돈묵;주혁종;박인서
    • 한국재료학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.611-619
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    • 1995
  • PAN계 탄소섬유와 페놀수지를 이용하여 rod를 인발성형 한 후, 다른 섬유분율을 갖는 두종류의 hexagonal type 4D 프리폼을 제작하였다. 석탄계 핏치를 가압함침 탄화공정을 통하여 함침한 후 탄화와 고온열처리를 하였다. 이와 같은 공정을 반복하여 고밀도화된 4D CRFC를 제조하였다. 열충결 시험 후 새로운 크랙이 생성되었을 뿐만 아니라 기존의 크랙이 확장되었으며 이와 같은 크랙들은 공기와의 접촉면을 제공하여 중량감소를 보였다. 공기 산화 저항성을 고온열처리 공정을 거친 것이 약 20% 우수하게 나타났다. 4D CFRC의 밀도와 섬유의 분율이 높을 수록 삭마 저항성이 커지고, 삭마량은 시간에 따라 선형적으로 증가하였으며 type II가 type I보다 삭마저항성이 우수하였다. 삭마 메카니즘을 관찰한 결과 1차적으 기질의탈리가 먼저 일어난 다음 섬유가 삭마되었다.

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판재에 있는 구멍 또는 이종재료 사이에서의 크랙 전파 거동 (A Behavior of the Crack Propagation between Holes or Another Materials on the Panel)

  • 조재웅;한문식
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.264-271
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    • 2005
  • This study investigates the behavior of fatigue crack propagating between holes or holes filled with another materials. When holes or the holes bonded with another materials exist near center crack symmetrically, crack propagation rate is influenced by the bonding force of brazing part and the elastic modulus ratio of another material to matrix. It is experimentally and analytically confirmed that the center crack stops when its tip reaches near the center line of the holes and a small crack is initiated from the boundaries of holes or the holes filled with another materials and it propagates to final fracture. The mechanical behaviors of center crack near another materials are also investigated.

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판재에 있는 구멍 또는 이종재료 사이에서의 크랙 전파 거동 (A Behavior of the Crack Propagation between Holes or Another Materials on the Panel)

  • 한문식;조재웅
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.74-82
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    • 2005
  • This study investigates the behavior of fatigue crack propagating between holes or holes filled with another materials. When holes or the holes bonded with another materials exist near center crack symmetrically, crack propagation rate is influenced by the bonding force of brazing part and the elastic modulus ratio of another material to matrix. It is experimentally and analytically confirmed that the center crack stops when its tip reaches near the center line of the holes and a small crack is initiated from the boundaries of holes or the holes filled with another materials and it propagates to final fracture. The mechanical behaviors of center crack near another materials are also investigated.

크랙이 있는 복합재료 보 자유진동특성의 이론과 실험적 입증 (Theory and Experiments of Free Vibration Characteristics for the Composite Beam with Transverse Open Cracks)

  • 하태완
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.217-227
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    • 2002
  • Theoretical and experimental free vibration characteristics of cantilevered laminated composite beams with single or multiple transverse non-propagating open cracks are investigated. The presence of intrinsic cracks in beams modifies the flexibility and in turn free vibration characteristics of the structures, and the existence of the multiple cracks in an anisotropic composite beam affects the free vibration characteristics in a more complex fashion compared with the beam with a single crack. Also the experimental results are well coincide with the numerical results in the decrease of natural frequencies and the transformation of mode shapes because of intrinsic cracks in the composite or aluminum beams. It is revealed that non-destructive crack detection(NDT) or vibration based inspection(VBI) is possible by analyzing the free vibration responses of cracked composite beams.

양단 고정보의 크랙 검출에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Crack Detection of Clamped-clamped Beams)

  • 손인수;안성진;윤한익
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.47-54
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    • 2010
  • In this paper, the purpose is to study a method for detection of crack in clamped-clamped beams using the vibration characteristics. The natural frequency of beam is obtained by FEM and experiment. The governing differential equations of a Timoshenko beam are derived via Hamilton's principle. The two coupled governing differential equations are reduced to one fourth order ordinary differential equation in terms of the flexural displacement. The crack is assumed to be in the first mode of fracture and to be always opened during the vibrations. The differences between the actual and predicted crack positions and sizes are less than 9.8% and 28%, respectively.

반복되는 열주기환경에 노출된 에폭시/탄소섬유 복합재료의 열산화 안정성 연구 (Thermo-Oxidative Stability of Epoxy/Carbon Fiber Composites under Thermal Cycling Conditions)

  • 남재도
    • 유변학
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    • 제10권2호
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    • pp.106-112
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    • 1998
  • 항공기용 소재로 개발된 에폭시/탄소섬유 복합재료가 매트릭스의 유리전이온도에 육 박하는 온도주기를 경험할 때 발생하는 복합재료의 구조 및 물성변화를 실험과 모델링을 통 하여 연구하였다. 복합재료의 표준 경화온도인 177$^{\circ}C$에서 2시간 체류시킨후 냉각시키는 바 복 열주기는 복합재료를 취약하게 하여 결국 표면에서부터 미세크랙이발생한다는 것을 알수 있었다. 이러한 열주기에 따른 미세크랙 현상은 매트릭스의 분해반응이 발생할수 있는 유효 표면적을 증가시키고 크랙을 통하여 산소의투과를 용이하게 함으로서 산화반응을 가속화하 여 복합재료시편의 무게감소를 가속화시키는 것으로 판단된다. 특히 본 연구에서는 등온과 등속도 승온조건을 주기적으로 반복하는 열주기 조건을 해석하기 위하여 열주기 조건을 특 정온도에서의 등오시간으로 전환할 수 있는 e-quivalent cycle time(ECT)를 제안하였고 이 를 이용하여 열주기에 의한 복합재료 손상의 가속/감속 현상을 규명할수있었다.

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수치해석을 이용한 전동차용 IGBT 모듈의 피로 수명 예측 (Numerical Fatigue Life Prediction of IGBT Module for Electronic Locomotive)

  • 권오영;장영문;이영호;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.103-111
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    • 2017
  • 본 연구에서는 전동차의 전력 변환 장치로 많이 사용되고 있는 고전압 대전류용(3,300 V/1200 A급) insulated gate bipolar transistor(IGBT) 모듈에 대하여 열 사이클 조건하에서의 열-기계적 응력해석 및 피로수명해석을 수행하였다. 특히 최근 고전압 IGBT용으로 개발되고 있는 구리(copper) 와이어, 리본(ribbon) 와이어를 사용하였을 경우의 응력 및 피로수명을 기존의 알루미늄 와이어와 비교하여 분석하였다. 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에 응력이 3배 이상 많이 발생하였다. 리본 와이어의 경우 원형 와이어 보다 응력이 더 크게 발생하며, 구리 리본 와이어의 응력이 제일 높았다. 칩과 direct bond copper(DBC)를 접합하고 있는 칩 솔더부의 피로해석을 수행한 결과, 솔더의 크랙은 주로 솔더의 모서리에서 발생하였다. 원형 와이어를 사용할 경우 솔더의 크랙은 약 35,000 사이클에서 발생하기 시작하였으며, 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에서의 크랙의 발생 면적이 더 컸다. 반면 리본 와이어를 사용하였을 경우 크랙의 면적은 원형 와이어를 사용하였을 경우보다 적음을 알 수 있다. DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 경우 크랙의 성장 속도는 와이어의 재질이나 형태에 관계없이 비슷하였다. 그러나 칩 솔더에 비하여 크랙의 발생이 일찍 시작하며, 40,000 사이클이 되면 전체 솔더의 반 이상이 파괴됨을 알 수 있었다. 따라서 칩 솔더 보다는 DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 신뢰성이 더 큰 문제가 될 것으로 판단된다.

크랙의 부분 또는 완정닫힘에 관한 열 및 기계적 응력해석 (Thermo-Mechanical stress analysis for partial or entire crack closure)

  • ;이강용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.193-198
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    • 1981
  • Muskhelishvili 의 복소수방법에 의해 일반적 하중 즉 열 및 기계적 하중을 받는 무한 탄성체내에 공동을 가정하고 그 주위의 응력 및 변위를 유도하였다. 선형트랙(line rack)이 부분적으로 또는 완정히 닫힐 임계하중조건과 그때의 응력세기 계수 (stress intensity factor)를 McClintork와 Walsh 의 크랙닫힘에 관한 결정에 기초를 두고 해석학적으로 유도하였다.

Stress distribution in an infinite plate containing an elliptical crack - part I

  • ;이두성
    • 대한기계학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.82-87
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    • 1981
  • 이 논문에서는 타원형의 크랙을 포함하는 유한한 두께을 가진 isotropic탄성체의 삼차원응력해석을 다루었다. 크랙은 평판의 면에 나란하고 그 중립면에 위치하며 일정한 인장력이 평판의 면에 작용하고 있다. 문제를 해석하기 위하여 이중 Fourier 적분변환을 사용하여 응력해석이 제 일종 Fredholm 적분 방정식의 해로 될 수 있음을 보였다. 두 극한의 경우 즉(i) 평판의 두께가 무한한 경우와 (ii) 타원이 원으로 reduce 되는 경우에 기존의 해와 일치됨을 보였다. 적분 방정식의 해 빛 응력해석은 제 이장에서 다루기로 한다.