본 연구에서는 Fig.1과 같이 원형튜브 형태로된 시편과 실린더 형태의 시편을 Single Lap Joint의 형태로 접착하여 접착제의 두께에 대한 정적 비틀림 강도특성을 실험하였으며, 접착제의 경화시 외부에서 가해주는 열로 인한 열 잔류응력의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 또한 이론적인 해석과 상용 프로그램인 ANSYS를 이용하여 유한요소해석을 병형하여 실험결과와 비교 검토하였다.
In this paper, a failure model for co-cured steel-composite tubular single lap joints has been proposed incorporating the nonlinear mechanical behavior of steel adherends and different failure mode s such as steel adherend failure and composite adherend failure. The characteristics of the co-cured steel-composite tubular single lap joint were investigated with respect to the test temperature, the stacking sequence of composite adherend, the thickness ratio of steel adherend to composite adherend, and the scarf ratio of steel adherend. Thus, the optimum design method for the co-cured steel-composite tubular single lap joint was suggested.
연구목적: 본 논문에서 접착제로 접착된 원통형 랩 접합부는 피착체가 탄성이고, 접착제가 선형 점탄성이라고 가정한다. 연구방법: 피착제의 응력 분포는 유한요소법을 사용하며, 4개의 아이소파라메터 점탄성 고체 접착제를 통해 피착제에 대한 해석결과를 검증한다. 연구결과: 접착층에서의 시간에 대한 응력분포와 피착제의 두께와 탄성율이 규격화에 미치는 응력의 영향을 검토한다. 결론: 본 연구는 접착제층의 점탄성을 고려한 랩접착된 원통체의 접착제층의 응력분포에 대해서 4요소 탄성체 모델을 사용하여 수치해석을 하였다.
The strength of aluminum 7075 and carbon composite hybrid joints was studied for adhesive, bolt, and the adhesive-bolt combined joints. Several hybrid joint specimens were tested to get the failure load and modes for three types of the joints. Adhesive Cytec EA9394S was used for aluminum and carbon bonding. Failure load of the adhesive-bolt combined joint was 94 % of the sum of the failure load of the separately bonded and bolted joints. Hybrid joint also showed more stable failure behavior than the simple adhesive or bolted joint.
본 논문에서는 접착제로 접합된 DCB 구조체의 피로 해석을 수행하였다. 두께가 25및 40 mm인 두 모델들의 피로수명과 피로손상의 해석 결과를 비교해보면, 두께 25 mm인 모델이 두께 40 mm인 모델에 비하여 수명과 손상이 불리한 것으로 나타났으며 불규칙 피로하중에서는 'SAE transmission'에서 가장 불리한 값을 나타냈다. 또한 'SAE transmission'에서 가장 안정한 경향을 보이고 있고 상대적인 손상으로서 약 1.1에서 1.8 % 정도로 가장 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 접착제로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 피로거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.
정현적 응력을 받고 있는 정탄성 결합부의 에너지 손실을 여러 가지 인자를 고려하여 구하였다. 탄성접착결합부의 해를 구하고 탄성해의 전단계수를 복소전단계수로 대치하여 점탄성 접착결 합부의 전단변형분포를 구하였다. 주어진 접착제의 최대강쇠현상은 접착제의 강성과 피접착물의 비를 증가 시킴으로서 얻을 수 있다. 구조적 결합부에서 파괴가 일어나지 않도록 피접착부와의 강성비를 결정함에 있어 주의를 요한다.
In this paper, the effects of the adhesive thickness and adherend roughness on the static and fatigue strengths of the adhesively bonded circular single lap joints has been investigated by an experimental method. The stacking sequence effect of the composite adherend on the static and fatigue strength and the fracture patterns of the adhesive failure were also observed. Since the circular single lap joint fails catastrophically beyond the static strength of fatigue limit, the tubular polygonal adhesively bonded joints such as triangular, tetragonal, pentagonal, hexagonal as well as elliptical joints were manufactured in order to give partial mechanical characteristics to the adhesively bonded tubular joints. These joints were tested both in static and fatigue modes. From the experimental investigations, it was found that the fatigue strength of the circular adhesively bonded joints was much dependent on the arithmetical average surface roughness of the adherends and the polygonal adhesively bonded joints had better fatigue strength characteristics than the circular adhesively bonded joints.
본 논문에서는 접착제로 접합된 DCB(이중외팔보) 시험편의 피로 해석을 수행하였다. 두께가 25 mm 및 40 mm인 두 모델들의 피로수명과 피로손상의 해석 결과를 비교해보면, 두께 25 mm인 모델이 두께 40 mm인 모델에 비하여 수명과 손상이 불리한 것으로 나타났으며 불규칙 피로하중에서는 'SAE transmission'에서 가장 불리한 값을 나타냈다. Rainflow matrices에서는 'SAE bracket history'에서 가장 취약한 것으로 나타났다. Damage matrices에서는 상대적으로 두께 25 mm인 모델이 불리한 모습을 보였지만, 상대적인 손상 가능성에서는 두께 40 mm인 모델이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 'SAE transmission'에서 가장 안정한 경향을 보이고 있고 상대적인 손상으로서 약 1.1 에서 1.8% 정도로 가장 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 접착제로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.
기계화 파종으로 파종작업의 생력화를 위하여 배추종자 및 볍씨 pelleting에 대해서 Pelleting 물질과 접착제에 대한 기초적인 시험을 실시하였다. 그 중 pellting 재료와 접착제에 따른 pellet의 모양형성, 경도, 발아에 대하여 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Pellet 종자의 모양형성은 접착제를 pelgel, AG-11을 사용하고 재료로는 paper clay, lime, PLL-11, coal ash등을 사용할 때 가장 우수하였다. 2. Pellet 종자의 경도는 pelleting 물질에 따라, 또는 접착제의 종류에 따라 공히 영향이 켰다 3. 모양형성과 경도를 함께 고려할 때 가장 우수한 pelleting 재료는 PLL-11 및 paper clay이었고, 접착제로는 pelgel과 AG-11이 었다. 4. Pelgel을 접착제로 하고 여러 가지 재료를 이용한 pellet 종자의 발아는 대체적으로 다양한 발아저해 현상을 보였으나 PLL-11을 재료로하고 여러 가지 접착제로 pelleting한 종자에서는 발아에 지장이 없었다. 그 중 PLL-11을 재료로 한 pellet 종자에서 가장 발아을이 우수하였고 zeolite를 재료로 한 종자에서 발아억제 현상이 가장 심했다. 5. AG-11과 PLL-11을 재료로 한 볍씨 Pelleting 종자의 발아는 무처리와 같았다 6. PLL-11을 재료로 하고 여러 가지 접착제를 이용한 pellet종자에서는 발아저해가 피의 나타나지 않았다. 7. Pellet 물질의 추출물을 이용한 발아에서 zeo-lite와 bentonite추출물에서 약간의 발아저해현상이 나타났다. 8. Pellet 물질의 추출물 산도는 zeolite와 ben-tonite에서 가장 높았고, 전기전도도도 역시 zeolite와 bentonite에서 가장 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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