• 제목/요약/키워드: 파괴인성 $K_{IC}$

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고무변성 에폭시 수지의 균열진전과정과 음향방출 특성 (Acoustic Emission during Crack Propagation Process of Rubber-Modified Epoxy Resin)

  • 이덕보;김현수;최낙삼;남기우;문창권
    • Composites Research
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    • 제16권4호
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    • pp.44-50
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    • 2003
  • 균열선단에 발생하는 손상역은 재료의 파괴인성 메카니즘을 알 수 있게 하는 중요한 영역이다. 본 연구에서는 고무변성 에폭시 수지의 균열선단 손상역의 생성 및 성장 과정을 음향방출법을 이용하여 조사하였다. 고무변성 에폭시 수지의 고무함량은 5 wt%와 15 wt%로 하였고, 3점 굽힘시험편을 사용하여 모드 I 파괴시험에 대한 각 시험편의 파괴인성값을 구하였다. 또한, 균열선단의 손상역과 그 내부의 고무입자 변형상태를 편광현미경과 원자력간 현미경을 사용하여 관찰하였다. 고무변성 에폭시 수지의 균열선단부의 손상역은 파괴하중의 약 13 % 하중에서 생성이 되어, 약 57 % 하중까지 균열개시 없이 성장하였다. 57 % 하중 근처에서 개시만 균열은 최대하중부근까지 고착-활강거동을 반복하면서 안정 / 불안정 파괴로 진전하였다 이 과정에서 발생한 음향방출신호의 시간-주파수 분석결과, 고투입자 내부에서의 케비테이션 생성단계에서 주파수대역은 0.15 ∼ 0.20 MHz 이었고, 그 후의 안정 및 불안정시의 주파수 대역은 0.20∼0.30MHz 이었다.

국산 Flux-Cored Wire를 이용한 반자동용접이음새에서의 피로파괴 특성 (A study on the fatigue crack growth of mild steel weldments using flux cored wire $CO_2$ welding)

  • 엄동석
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제7권1호
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    • pp.42-50
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    • 1989
  • The application of fracture mechanics is being increased gradually to assess the safety of welded structures containing crack. Fatigue crack propagation behavior and elastic-plastic fracture toughness J$_{IC}$ of home made flux cored wire(1.22mm) CO$_{2}$ weldments was discussed. Especially fatigue crack propagation test was carried out by .DELTA.K control instead of load control and elastic-plastic fracture toughness J$_{IC}$ was obtained by ASTM-R curve method on C.T.specimen in transverse direction of weldments. The results obtained are as follows; (1) Weld metal presented an almost complete similarity to base metal on fatigue crack propagation rate in transverse direction. (2) Weld metal was more than base metal on J$_{IC}$ value in transverse direction. (3) F.C.W. CO$_{2}$ weldments had an excellent characteristic of fatigue crack propagation rate and J$_{IC}$ in less than 50kg/mm$^{2}$ steel grade, this would result from that weld metal had good static strength.trength.

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A$1_2$$O_3$기판 재료의 $K_{IC}$ 증가를 위한 재료 설계 (Design of A$1_2$$O_3$ substrate for the increasing fracture toughness)

  • 임영수;;;김대준;최승철
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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    • pp.177-179
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    • 2002
  • A1$_2$ $O_3$기판재료의 $K_{IC}$ 증가를 위한 재료설계를 시도하였다. 먼저 A1$_2$ $O_3$기판을 구성하는 A1$_2$ $O_3$다층구조물에 적절한 다공성 중간층을 삽입하는 샌드위치 구조물을 제조하였다. 제조된 A1$_2$ $O_3$구조물의 미세구조를 관찰하였고, Vickers 경도와 three-point bending test를 통해서 단일조성 구조물과 샌드위치 구조물의 경도와 인성 측정치를 비교하였다. 다공층을 삽입한 A1$_2$ $O_3$샌드위치 구조물의 Single-Edge Notched Beam이 단일 조성의 구조물에 비해 파괴강도와 인성이 향상되는 결과를 얻었다.

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4관능성 에폭시 수지/불소를 함유한 에폭시 수지 블렌드 시스템의 경화거동 및 파괴인성에 관한 연구 (Studies on Curing Behavior and Fracture Toughness of Tetrafunctional Epoxy Resin/Fluorine-containing Epoxy Resin Blend System)

  • Jin, Fan-Long;Lee, Jae-Rock;Park, Soo-Jin;Shin, Jae-Sup
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.273-275
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    • 2002
  • In this studies, curing behavior and mechanical properties of tetrafunctional epoxy resin (4EP)/ fluorine-containing epoxy resin (FEP) blend systems was investigated with 4, 4'-diaminodiphenol methane (DDM) as a curing agent. The cure activation energies $(E_a)$) were studied by Flynn-Wall-Ozawa's equation with dynamic DSC method. For the fracture toughness of the casting specimens, the critical stress intensity factor ($K_{IC}$) and the specific fracture energy ($G_{IC}$) were determined by fracture toughness test.

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유한요소법에 의한 금속재료의 탄소성파괴인성 예측 (Prediction of Elastic-Plastic Fracture Toughness for Metallic Material using Finite Element Method)

  • 선동주;박명균;박세만;최영택
    • 한국가스학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.95-100
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    • 1997
  • 금속재료의 탄소성파괴인성치 측정을 위해서 ASTM E399 시험법에 따라 단순 인장 시험편을 사용하여 유한요소해석을 하였으며 여기에서 얻어진 하중-균열개구변위 곡선을 이용하여 균열개시점을 찾고 이 점에서의 파괴인성치 $J_{IC}$를 구하였다. 탄소성 파괴인성치 J 값은 J 적분법 및 M. K. Tseng등에 의해서 제안된 계산식을 이용하여 구하였다. 해석된 값의 검증을 위해서 고강도 저합금강인 AISI 4130 재료를 이용한 기존 실험값과 비교하였으며 그 결과는 잘 일치함을 알 수 있다.

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반도체 봉지수지의 파괴 인성치 측정 및 패키지 적용 (Fracture Toughness Measurement of the Semiconductor Encapsulant EMC and It's Application to Package)

  • 김경섭;신영의;장의구
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제10권6호
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    • pp.519-527
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    • 1997
  • The micro crack was occurred where the stress concentrated by the thermal stress which was induced during the cooling period after molding process or by the various reliability tests. In order to estimate the possibility of development from inside micro crack to outside fracture, the fracture toughness of EMC should be measured under the various applicable condition. But study was conducted very rarely for the above area. In order to provide a was to decide the fracture resistance of EMC (Epoxy Molding Compound) of plastic package which is produced by using transfer molding method, measuring fracture is studied. The specimens were made with various EMC material. The diverse combination of test conditions, such as different temperature, temperature /humidity conditions, different filler shapes, and post cure treatment, were tried to examine the effects of environmental condition on the fracture toughness. This study proposed a way which could improve the reliability of LOC(Lead On Chip) type package by comparing the measured $J_{IC}$ of EMC and the calculated J-integral value from FEM(Finite Element Method). The measured $K_{IC}$ value of EMC above glass transition temperature dropped sharply as the temperature increased. The $K_{IC}$ was observed to be higher before the post cure treatment than after the post cure treatment. The change of $J_{IC}$ was significant by time change. J-integral was calculated to have maximum value the angle of the direction of fracture at the lead tip was 0 degree in SOJ package and -30 degree in TSOP package. The results FEM simulation were well agreed with the results of measurement within 5% tolerance. The package crack was proved to be affected more by the structure than by the composing material of package. The structure and the composing material are the variables to reduce the package crack.ack.

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압축잔류응력이 스프링강(SUP-9)의 고온파괴인성에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on High Temperature Fracture Toughness Characterisitics of Spring Steel by Compressive Residual Stress)

  • 정재욱;박원조;이광영;허선철
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.314-319
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    • 2004
  • High temperature fracture toughness characteristics of shot peened spring steel(SUP-9), which is used for automobile suspension system and railroad, was investigated in this paper. Fracture tougness test for room temperature, $100^{\circ}C$ , and $200^{\circ}C$ were evaluated by material test system(MTS). The experimental results show that the fracture toughness was improved by peened and unpeened. The fracture toughness for high temperature were also improved by peened and unpeened.

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DGEBA/PMR-15 블렌드계의 표면특성 변화가 기계적 계면특성에 미지는 영향 (A Study on Surface Properties of Mechanical Interfacial Behavior of DGEBA/PMR-15 Blends)

  • 박수진;이화영;한미정;홍성권
    • 접착 및 계면
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    • 제4권1호
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    • pp.1-8
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    • 2003
  • 본 연구에서는 이관능성 에폭시와 PMR-15 블렌드계의 접촉각 측정과 파괴인성 측정을 통하여 PMR-15 조성비에 따른 표면자유에너지가 기계적 계면특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 블렌드계의 FT-IR 분석 결과, PMR-15의 이미드화에 따른 특성 밴드가 1,722, $1,778cm^{-1}$ (C=O)와 $1,372cm^{-1}$ (C-N)에서 나타났고, 에폭시의 개환 반응에 따른 -OH peak는 PMR-15 phr의 함량에서 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 sessile drop 방법으로 접촉각을 측정한 결과, 표면자유에너지는 극성 요소의 증가에 의해서 PMR-15의 함량이 10 phr일 때 최고값을 나타내었다. 또한, 기계적 계면특성을 파괴인성 측정을 통하여 알아본 결과 $K_{IC}$$G_{IC}$ 또한 표면자유에너지와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 PMR-15 10 phr의 조성에서 수소결합의 증가에 의한 블렌드계의 극성요소가 증가함에 따라 분자들간의 계면결합력이 증가했기 때문인 것으로 관찰된다.

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섬유강화 적층복합재의 열림모드 파괴특성 향상을 위해 $Ar^+$ 이온도움반응법을 적용한 프리프레그의 표면처리 연구 (A Study on the Surface Treatment of Prepreg with $Ar^+$ Ion to Increase Mode I Fracture Characteristics of Fiber-Reinforced Composites)

  • 이경엽;지창헌;양준호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권11호
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    • pp.2771-2776
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    • 2000
  • In this work, the effect of surface treatment of prepreg on the mode I fracture behavior was studied. Unidirectional (0-deg) double cantilever beam (DCB) specimens were used for fracture tests. Two groups of DCB specimens were made: the first group was made of prepregs surface-treated by Ar(sup)+ ion beam under oxygen environment and the second group was made of regular prepregs. For both groups, fracture resistance curve (R-curve) was determined and compared to each other, Results showed that resistance behavior of the first group is better than that of the second group. That is, mode I fracture toughness, G(sub)Ic of the first group is 24% larger than that of the second group. SEM examination shows that the improvement of G(sub)Ic is due to the increase of interfacial strength between plies.

변성 폴리에테르이미드의 합성과 이를 이용한 에폭시 수지의 강인화 (Synthesis of Modified Polyetherimide and Toughening of Epoxy Resin)

  • 이신득;안병현;이광기;김원호
    • 폴리머
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    • 제29권3호
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    • pp.231-236
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    • 2005
  • 사슬 말단에 아민기를 갖는 폴리에테르이미드(AT-PEI)를 2,2'-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)-phenyl]propane dianhydride (BPADA)와 m-phenylenediamine의 반응에 의해 합성하였으며, BPADA와 m-phenylenediamine 및 3,5-diaminobenzoic acid의 반응에 의해 pendant 카복시기를 갖는 폴리에테르이미드(CP-PEI)를 합성하였다. 합성된 변성 PEI 들을 bisphenol-A의 diglycidyl ether에 첨가한 후 nadic methyl anhydride(NMA)로 경화시켜 에폭시 수지를 제조하고 열적 특성, 강인성 및 내용매성을 측정하였다. AT-PEI가 20 phr 첨가된 에폭시 수지는 내열의 저하 없이 파괴인성($K_{IC}$)가 2.88 $MPa{\cdot}m^{0.5}$로서 높은 강인성을 보였다. CP-PEI가 20phr 첨가된 에폭시 수지의 $K_{IC}$는 2.82$MPa{\cdot}m^{0.5}$이었다.