• 제목/요약/키워드: 피로층간분리

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항공기용 하이브리드 복합재료의 섬유배향각에 따른 피로균열전파와 층간분리 거동

  • 김태수;송삼홍;김철웅
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.76-76
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    • 2004
  • 하이브리드 복합재료 중에서 적충형태의 Al/GFRP는 단일재 알루미늄에 비해 피로특성, 비강도, 비강성 등이 매우 우수하여 Fig. 1과 같이 항공기 주익 구조에 주로 적용된다. 그러나 이러한 Al/GFRP 적층재 역시 장시간에 걸쳐 비행하중을 받게 되면 다양한 형태의 파손이 발생할 수 있다. 이 중 알루미늄층과 섬유층 사이에서 발생하는 층간분리는 Al/GFRP 적층재의 대표적인 피로파손 형태이며, 현재 이러한 파손은 다 방면으로 연구되고 있다.(중략)

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GLARE 의 섬유층 배향이 피로층간분리 거동에 미치는 영향 (Influences of Fiber Laminate Orientation on the Behavior of Fatigue Delamination in GLARE)

  • 황진우;송삼홍;김철웅
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.479-482
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    • 2004
  • The behavior of fatigue delamination in a GLARE(Glass Fiber Reinforced Metal Laminates) under fatigue loading conditions investigated. The behavior of fatigue delamination was examined basing on investigation of the crack and delamination using a SAM (Scanning Acoustic Microscope). The crack and delamination behavior on the relationship among a-N, SAM images and crack length-delamination length were considered. The test results indicated the features of different fatigue delamination and crack growth according to each fiber orientation angle and also obtained to more increase delamination than crack through the relationship between crack length and delamination length in GLARE.

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와전류탐상과 유한요소해석을 이용한 Carbon/epoxy 튜브의 결함 평가

  • 김철웅;이정순;엄태건;송일;구상모
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.75-75
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    • 2004
  • Carbon/epoxy는 기존의 금속재료에 비해 피로강도 및 기계적 특성이 매우 우수하다. 따라서 최근 튜브형태의 Carbon/epoxy 활용방안이 부각되고 있다. 그러나 Carbon/epoxy는 탄소재료의 특성상 고압, 충격 및 부식에 매우 취약하다. 또한, 장기간 고압피로 및 크리프에 노출될 경우, 금속재료에서는 관찰할 수 없는 층간분리(delamination)가 발생된다. 이러한 층간분리는 섬유방향과 평행하게 진전될 때 급격한 파손을 야기하므로 층간분리에 대한 메커니즘을 이해하고 그 방지책을 강구하는 것은 매우 중요하다.(중략)

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의사등방성 복합재 적층판의 피로손상 (Fatigue Damage of Quasi-Isotropic Composite Laminates)

  • 김인권
    • Composites Research
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    • 제12권4호
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    • pp.8-16
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    • 1999
  • 본 연구는 인장하중의 방향변화에 따른 의사 등방성 복합재 적층판의 피로손상거동의 변화에 대하여 알아보았다. [0/-60/+60]$_s$ 적층판과 [+30/-30/90]$_s$ 적층판의 저 싸이클 피로시험을 행하였고, 재료계는 AS4/Epoxy와 AS4/PEEK를 사용하였다. [+30/-30/90]$_s$ 적층판의 피로손상은 [0/-60/+60]$_s$ 적층판에 비하여 아주 달랐다. AS4/Epoxy와 AS4/PEEK [+30/-30/90]$_s$ 적층판에 발생한 층간분리의 위치가 모재의 종류에 따라 다르게 나타났다. 층간분리 진전시 측정된 변형률을 사용하여 임계 변형률 에너지 해방률을 계산하였다. 실험결과를 모드별 변형률 에너지 해방률의 제안된 계산법으로 얻어진 해석 결과와 비교한 결과, 잘 일치되었다.

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인공발(Prosthetic Foot) 스프링용 유리섬유강화 적층재의 적층배향에 따른 층간분리거동 해석 (Analysis of Delamination Behavior on the Stacking Sequence of Prosthetic Foot Keel in Glass fiber Reinforced Laminates)

  • 송삼홍;김철웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권4호
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    • pp.623-631
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    • 2003
  • It is considered that the application of advanced composite materials to the prostheses for the disables is important to improve their bio-mechanical performance. Particularly, energy storing foot prosthesis is mostly important to restore gait ability of the disables with low-extremity amputation since it could provide propulsion at terminal stance enhancing the disables ability to walk long distance even run and jump. Therefore, the energy storing spring of Prosthetic foot keel under cyclic bending moment use mainly of high strength glass fiber reinforced plastic. The main objective of this study was to evaluate the stacking sequence effect using the delamination growth rate(dA$_{D}$/dN) of energy storing spring in glass fiber reinforced plastic under cyclic bending moment. The test results indicated that the shape of delamination zone depends on stacking sequence in GFRP laminates. Delamination area(A$_{D}$) turns out that variable types with the contour increased non-linearly toward the damage zones.nes.

하이브리드 복합재료의 섬유배향각이 피로균열 및 층간분리 거동의 관계에 미치는 영향 (The Effect of Fiber Stacking Angle on the Relationship Between Fatigue Crack and Delamination Behavior in a Hybrid Composite Materials)

  • 송삼홍;김철웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권3호
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    • pp.281-288
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    • 2004
  • The hybrid composite material (Al/GFRP laminates) are applied to the fuselage and wing in a aircraft. Therefore, Al/GFRP laminates suffer from the cyclic bending moments. This study was to evaluate the effect of fiber stacking angle on the fatigue crack propagation and delamination behavior using the relationship between crack growth rate (da/dN) and stress intensity factor range (ΔK) in Al/GFRP laminates under cyclic bending moment. The variable delamination growth behavior in case of three different type of fiber orientations, i.e., [Al/O$_2$/Al], [Al/+45$_2$/Al] and [Al/90$_2$/Al] at the interface of Al layer and glass fiber layer was measured by ultrasonic C-scan images. As results of this study, It represent that the delamination shape should turns out to have more effective characteristics on the fiber stacking angle. The extension of the delamination zone in case of [Al/+45$_2$/Al] and [Al/90$_2$/Al] were not formed along the fatigue crack profile. The shape of delamination zone depend on fiber stacking angle and the variable type with the delamination contour decreased non-linearly toward the crack tip at the Al layer.

복합재료/금속 계면의 혼합모드 피로 특성 (Mixed-Mode Fatigue Characteristics of Composite/Metal Interfaces)

  • 백상호;김원석;장창재;이정주
    • Composites Research
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    • 제23권4호
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    • pp.21-27
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    • 2010
  • 대부분의 구조물 파괴는 피로에 의해서 발생한다. 따라서 지금까지 모드 혼합비가 피로 특성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 수많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만 대부분의 연구가 금속/금속 계면이나 복합재료 층간 분리에 관한 연구이다. 따라서 본 연구에서는 이종재료인 복합재료/금속 계면의 피로 특성에 대한 기초 자료를 얻고자 하였다. 이를 위하여 복합재료와 탄소강을 동시 경화법을 이용하여 접합한 SLB(single leg bending) 시편을 이용하여 피로 실험을 수행하였다. 특히, 피로 특성에 모드 혼합비$(G_{II}/G_T)$가 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였다. 전체적으로 모드 II 하중 성분 이 많을수록 균열진전속도가 빨라진다는 결과를 얻었다.

반복-굽힘 모멘트가 A15052/AFRP 적층재의 층간분리 영역과 피로균열진전에 미치는 영향 (The Influence of Cyclic-bending Moment on the Delamination Zone and the Fatigue Crack Propagation in A15052/AFRP Laminates)

  • 송삼홍;김철웅
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.231-237
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    • 2000
  • A15052/AFRP laminates were developed principally to obtain a material with good fatigue strength, in which possible cracks would grow very slowly. Weight savings of more than 30% should be attainable in practice. Also, the crack bridging fibers could still was carry a significant part of the load over the crack, thus the COD and stress intensity factor was reduced at the crack tip. A15052/ AFRP laminates consists of three thin sheets of 5052-H34 aluminum alloy and two layers of [0] unidirectional aramid fiber prepreg. The cyclic-bending moment test was investigated based on applying the five kinds of bending moments. The size of the delamination zone produced between 5052-H34 aluminum alloy sheets and fiber-adhesive layers was measured from ultrasonic C-scan pictures taken around the fatigue crack. In addition, the relationship between the cyclic-bending moment and the delamination zone size was studied and the effect of fiber bridging mechanism was also considered.

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소컷 및 원공 주위의 피로균열 형태변화와 층간분리거동 (I) - 아라미드섬유 강화 금속적층재의 경우 - (Fatigue Crack and Delamination Behavior in the Composite Material Containing n Saw-cut and Circular Hole (I) - Aramid Fiber Reinforced Metal Laminates -)

  • 송삼홍;김철웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권1호
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    • pp.58-65
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    • 2003
  • The aramid fiber reinforced metal laminates(AFRMLs) used for the wing part fair flight suffer the cyclic bending moment of variable amplitude during service. The fatigue crack propagation and delamination behavior in AFRMLs containing a saw-cut and circular hole was investigated using the average stress criterion(ASC) model. Mechanical tests were carried out using the cyclic bending moment of 4.9 N . m and delamination was observed by ultrasonic C-scan images. In case of AFRMLs containing a saw-cut fatigue crack propagated in aluminum matrix, inducing delamination. However, in case of AFRMLs containing a circular hole, delamination formed with two types under cyclic bending moment of 4.9 N . m. First, delamination formed along the fatigue crack in aluminum matrix. Second, delamination formed without any fatigue crack around the circular hole. Therefore, delamination was formed depending on the stress distribution near the circular hole.

우레탄 폼 코아 샌드위치 구조물의 피로특성에 미치는 스티칭 사의 영향 (Effects of Stitching Thread on Fatigue Characteristics of Polyurethane foam Cored Sandwich Structure)

  • 김재훈;이영신;박병준;김영기;김덕회
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.71-75
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    • 2000
  • The effects of stitching thread on fatigue characteristics of polyurethane foam cored sandwich structures are investigated. Fatigue test and static test, being used in four point bending test, are performed with various diameters and distances of stitching thread. The Results show that the maximum load for bending tests is similar to each other, but after $1O^6$ fatigue cycles, the stiffness degradation of the stitching thread diameter $\emptyset$ 3mm specimen is a much larger than that of the $\emptyset$ 5mm specimen.

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