• 제목/요약/키워드: 파괴인성계수

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유리섬유 보강적층재의 파괴인성 특성 (Fracture Toughness of Glass Fiber Reinforced Laminated Timbers)

  • 김선호;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권6호
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    • pp.861-867
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    • 2015
  • 유리섬유 보강적층재의 파괴인성을 평가하기 위하여 Compact tension (CT)형 시험을 실시하였다. 보강재는 직물형 유리섬유와 시트형 유리섬유강화플라스틱을 사용하였으며, 보강적층재는 층재사이에 보강재를 삽입 적층하였다. ASTM D5045에 의거하여 CT형 시험편을 제작하였다. 시험편의 길이는 끝면거리를 고려하여 선정하였으며, 인위적인 노치 끝에 볼트구멍(12 mm, 16 mm, 20 mm)을 선공하였다. 시트형 유리섬유강화플라스틱 보강적층재의 파괴인성하중은 보강하지 않은 적층재보다 최대 33% 증가하였으며, 직물형 유리섬유 보강적층재는 최대 152% 증가하였다. 이중외팔보(Double Cantilever Beam)이론에 의한 응력확대계수는 시트형 유리섬유강화플라스틱 보강적층재의 경우 1.08~1.38이었으며, 직물형 유리섬유 보강적층재는 1.38~1.86이었다. 이는 직물형 유리섬유 보강적층재의 경우 유리섬유와 층재의 섬유배열방향이 직교하여 파괴하중으로 인한 목재의 할렬진행을 억제시켰기 때문이다.

질화규소/금속 접합재에 대한 파괴기준 및 파괴거동 (Fracture Criterion and Fracture Behavior in Si3N4/Metal Bonded Joints)

  • 김기성
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.233-238
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    • 1998
  • Recently, the uses of ceramic/metal bonded joints for structural materials have increased in various engineering fields such as automobiles, heat engines, and so on. A method of strength evaluation focussing on fracture criterion of mixed was investigated in Si3N4/metal bonded joint. Also, Fracture toughness tests of Si3N4/metal bonded joints with an interface crack were carried out and the stress intensity factors of these joints were analyzed by boundary element method. From the results, the fracture criterion and method of strength evaluation by the fracture toughness were proposed in Si3N4/metal bonded joints

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상아질-복합레진 접착계면의 파괴거동에 대한 연구 (A STUDY ON FRACTURAL BEHAVIOR OF DENTIN-RESIN INTERFACE)

  • 류길주;최기운;박상진;최경규
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권3호
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    • pp.208-221
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    • 2007
  • 파괴 인성 실험은 상아질-복합레진 계면의 파절 저항성을 평가할 수 있는 임상적으로 신뢰 할 만한 방법이다. 본 연구의 목적은 상아질-레진 계면의 파괴인성과 미세인장결합강도를 측정하여 이 두 실험방법이 상아질-레진 결합을 평가하는 데 가지는 유용성을 비교, 평가하는 것이다 파괴 인성 측정에는 short-rod 시편 형태를 이용하였다. 각 시편에서는 소의 하악절치에서 절단한 치아 절편을 포함시켜 결합면을 얻었다. 미세인장 결합강도 또한 소의 하악절치 순면을 연마하여 상아질을 노출시킨 후 상아질 접착제를 도포하고 레진 블록을 축조하여 측정하였다. 각 시편들은 $37^{\circ}C$ 증류수에 24시간 보관한 후 각 실험방법에 맞게 인장력을 가하여 측정치를 구하였다. 통계분석은 95% 신뢰수준의 ANOVA와 Tukey's test를 이용하였으며, 두 실험방법의 상관관계를 보기 위해 Pearson's 상관계수를 계산하였다. 전자현미경 검사를 통해 미세구조 또한 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 파괴인성은 SE군이 가장 높은 값을 나타냈으며, Adper Single Bond 2 (SB), OptiBond Solo (OB) ONE-STEP PLUS (OS), ScotchBond Multi-purpose (SM)군 순으로 나타났고, Clearfil SE Bond (SE)군은 다른 실험군에 비해 유의하게 높은 값을 나타내었으나 (p <0.05), 다른 실험군 사이에는 유의차가 없었다 (p > 0.05). 2. 미세인장결합강도는 SE군이 가장 높은 값을 나타냈으며, SB, OB, SM, 그리고 OS 순으로 나타났다. SB, OB, SM, SE군 사이에는 통계학적인 유의차가 없었으나 (p > 0.05), OS군의 미세인장결합강도는 다른 4개의 실험군에 비해 낮은 값을 나타내었다 (p < 0.05). 3. FE-SEM관찰에서 피막도가 두껍게 나타난 SM군, SE군과 피막도가 얇은 OS군, OB군, SB군 간에 파괴양상이 다르게 나타났다 즉 전자는 접착층 내 파괴가 일어난 반면, 후자는 resin tag나 레진 침투층 내에서 파절되는 양상을 나타내었다. 4. 파괴 인성과 미세인장결합강도 사이에는 통계학적으로 유의 한 상관 관계가 없었다 ($r^2=0.223$, t=0.927). 이와 같은 결과를 토대로, 상아질 접착제의 임상적 효율성을 평가하고자 할 때는 결합강도 뿐만 아니라. 파괴인성도 함께 고려하여 임상적용의 예견성을 높여야 한다고 결론내릴 수 있다.

파괴인성치 Jic 결정에 대한 시험편 두께의 영향에 관한 연구 (The Thickness Effect on the Determination of Fracture Toughness Jic)

  • 고성위
    • 수산해양기술연구
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    • 제24권2호
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    • pp.83-93
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    • 1988
  • 본 연구에서는 J 적분을 이용하여 두께의 변화에 따른 파괴인성치의 거동을 검토하기 위하여 두께 25mm의 일반구조용 압연강판을 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm의 CT 시험편을 제작하였다. 이때 크랙비는 z=0.60인 상태에서 두께를 변화시켜가면서 파괴인성수 J 하(C)와 열단계수 T의 거동을 고찰하였다. 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 평면응력 파괴인성치 J 하(C)는 각각의 두께에 대하여 Merkle식에 의한 결과가 가장 높게 나타나고 Rice식, Simpson식, Yoon식의 순서로 나타난다. 2) 평면응력 파괴인성치 J 하(C)는 동일한 J 적분식을 적용하였을 때 두께가 감소함에 따라 증가하였다가 두께 15mm를 기준으로 다시 감소한다. 3) Yoon식을 사용할 경우 평면응력 파괴인성치 J 하(C)와 시험편 두께 B의 상관관계를 무차원화시켜 다음과 같은 실험식을 얻었다. J 하(C)/J 하(IC)=1.7-15.1(B/W)+112.9(B/W) 상(2) -301.3(B/W) 상(3) +260.6(B/W) 상(4) R=0.999 4) 열단계수 T는 각각의 두께에 대하여 Merkle식에 의한 결과가 가장 높게 나타나며, Rice식, Simpson식, Yoon식에 의한 결과의 순으로 나타난다. 5) 열단계수 T는 각각의 단면의 두께에 대하여 동일한 J 적분식을 적용하였을 때 두께의 변화에 따라 거의 일정한 값을 나타내며, 이에 많은 대한 연구 검토가 요망된다

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항만건설을 위한 케이슨 들고리의 안전성에 관한 연구 (A Study on the Safety of Lifting Cable for Construction of Coastal Structures)

  • 곽계환;장기웅;김종효
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권1호통권34호
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    • pp.85-99
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    • 1998
  • 본 논문은 케이슨의 인양작업중 Fitting Anchor의 취성파괴로 인한 들고리의 붕괴원인을 조사하기 위한 실험적 연구이다. 또한, 본 연구에서는 응력해석을 통하여 들고리의 붕괴메카니즘을 분석하고 이를 실제 붕괴과정과 비교한다. 본 연구에서는 파괴된 강재에 대한 파면해석 뿐만아니라 화학성분시험, 인장시험 및 샤르피 V-노치 충격시험을 실시한다. 그리고 이의 시험 결과를 정상적인 강재에 대한 시험결과와 비교한다. 본 연구의 거시적, 미시적인 방법으로 결함을 관찰한 결과, Fitting Anchor 내부에 원주방향으로 나타난 표면결함은 케이슨의 진수시 발생하는 들고리의 인장응력이 작용하기 전에 발생한 것임을 확인할 수 있었다. 이는 균열선단의 응력집중이 발생하여 작용응력보다 큰 응력이 결함에 발생한 것임을 알 수 있다. 또한, 잠재한 결함의 크기가 임계값 이상으로 증가하여 본 연구대상 강재의 응력확대계수가 증가하였을 것으로 판단된다. 그래서 균열선단의 응력확대계수가 본 강재의 파괴인성보다 크게 되어 케이슨의 인양작업중에 취성파괴를 일으킨 것으로 사료된다. 본 연구결과에 따르면 케이슨 들고리의 붕괴는 Fitting Anchor의 취성파괴로 발생한 것으로 사료된다.

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Al/Steel 이종재료의 접착이음에 대한 혼합모드의 파괴기준 (Fracture criterion of mixed mode in adhesively bonded joints of Al/Steel dissimilar materials)

  • 정남용;장진모
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권8호
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    • pp.1322-1331
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    • 1997
  • A method of strength evaluation applying fracture mechanics in the adhesively bonded joints of Al/Steel dissimilar materials was investigated in this paper. Various shapes of adhesively bonded Al/Steel scarf joints focussing on fracture criterion of mixed mode crack were prepared for the static tests. Also, stress intensity factors of the interface cracks in adhesively bonded joints of Al/Steel dissimilar materials were analyzed with 2-dimensional elastic program of boundary element method(BEM), and the experiment of fracture toughness were carried out under various mixed mode conditions. From the results, the fracture criterion and method of strength evaluation by the fracture toughness in adhesively bonded joints of Al/Steel dissimilar materials were proposed.

이종접합 계면균열의 파괴기준에 대한 원공의 영향 (Influence of Circular Hole for Fracture Criteria of Interface Crack in Bonded Dissimilar Materials)

  • 정남용
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1999년도 추계학술대회 논문집 - 한국공작기계학회
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    • pp.301-306
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    • 1999
  • Application of bonded dissimilar materials in various industries are increasing. When these materials are used in structures, it needs to investigate strength evaluation applying fracture mechanics. Al/Epoxy bonded dissimilar materials with an interface crack and an interface crack emanating from an edge semicircular hole were prepared for the static tests so that experiment of fracture toughness were carried out. Stress intensity factors of interface cracks in bonded dissimilar materials were computed with boundary element method(BEM) and the fracture criteria of mixed mode crack were analyzed. From the results, the fracture criteria and the method of strength evaluation by the fracture toughness in Al/ Epoxy bonded dissimilar materials were proposed.

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이종 접합체의 원공에서 파생하는 균열에 대한 혼합모드 파괴기준의 설정 (Establishment of Fracture Criteria for Mixed Mode in Bonded Dissimilar Materials with an Crack Emanating from an Edge Semicircular Hole)

  • 정남용;송춘호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권6호
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    • pp.907-915
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    • 2001
  • Application of bonded dissimilar materials in many industries are increasing. When these materials are to be used in structures, it needs to evaluate the failure strength applying fracture mechanics. Al/Epoxy bonded dissimilar materials with an interface crack and an interface crack emanating from an edge semicircular hole were prepared, experiment of fracture toughness were carried out. Stress intensity factors of interface cracks in bonded dissimilar materials were computed with boundary element method(BEM) and the fracture criteria of mixed mode crack were analyzed. From the results, the fracture criteria and the method of strength evaluation by the fracture toughness in Al/Epoxy bonded dissimilar materials were proposed.

고강도 및 파괴인성을 갖는 AI-Li-Cu 합금 개발

  • 김송희;윤여범;황영화;최창우;홍준표;이응조
    • 한국재료학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.253-260
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    • 1993
  • 용해와 주조, 압출과 열처리 기술의개선으로 고강도, 고파괴인성의 AI-Li-Cu 합금(2090 AI합금)을 제조하였다. 또한 준 산업용 규모(20kg)의 잉고트 제조공정을 확립하기 위해서 (1)선 (2)기계적 성질들에 미치는 열처리 영향 (3) 인장시험, 파괴인성 시험($K_{Ic}$) 및 피로균열 전파시계를 갖고 있으며 최종 제품의 인장강도는 최대시효 조건에서 534MPa부터 566MPa이었고 연신율은 9%에서 11.9%정도였다. C-T 시편을 이용한 파괴인성 시험 결과 최대시효 조건에서 평면변형 파괴인성 ($K_{Ic}$)값은 39MPa$\surd$m였고 미시효 조건에서는 23MPa$\surd$m였다. 또한 0.1, 0.3, 0.5의 하중비에서 피로균열 전파시험을 행하였을때 임계응력 확대계수(${\Delta}K_{th}$)는 각각 6.0, 5.3, 4.3 MPa$\surd$m이었다.

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반경방향의 모서리 균열을 갖고 내면이 경사기능재료(FGM)로 코팅된 두꺼운 실린더의 겉보기 파괴인성해석 (Analysis of Apparent Fracture Toughness of a Thick-Walled Cylinder with an FGM Coating at the Inner Surface Containing a Radial Edge Crack)

  • 알리 모하마드 압사;라셀;송정일
    • Composites Research
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    • 제23권2호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 본 연구는 실린더 내부가 경사가능재료로 코팅된 두꺼운 벽을 가진 실린더의 겉보기 파괴인성치를 해석한 것이다. 실린더는 내부로부터 반경방향의 단일 모서리 균열이 내재되어 있으며, 균열면과 내면에는 내압을 받고 있는 것으로 가정하였다. 소결온도로부터 냉각 결과 균일한 열팽창계수로 인해 실린더에는 비적합 고유스트레인이 생성되었다. 기존의 연구에서 소개된 응력확대계수 평가법에 기초해 겉보기 파괴인성치를 계산하였다. 본 연구에서는 TiC/$Al_{2}O_{3}$ FGM 코팅된 실린더를 사용하였고 겉보기 파괴인성치의 수치적인 결과를 도식화하였다. 재료분포프로파일, 실린더 벽 두께, 적용온도와 코팅두께등이 겉보기 파괴인치에 미치는 영향이 상세히 조사되었으며, 이러한 모든 인자는 실린더의 겉보기 파괴인성치를 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.