• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.19-22
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• 2001

This paper proposes a double cantilever sandwich-beam method for evaluating the frequency dependence of material dynamic characteristics. The flexural vibration of a double cantilever sandwich-beam specimen with a partially inserted rubber layer was studied using a finite element simulation in combination with the sine-sweep test. Quadratic relationships of dynamic elastic modulus and material loss factor of rubbers with frequency were quantitatively suggested employing the least square error method.

• 소성∙가공
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• 제31권1호
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• pp.29-38
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• 2022

Recently, the composite material market is gradually growing. Various composite forming processes have been developed in order to reduce the production cost of the composite material. Unlike the conventional forming process, the microwave composite forming process has the advantage of reducing the processing time because the composite material is heated directly or indirectly at the same time. Due to this advantage, in this study, a double cantilever beam test was conducted with specimens manufactured by the microwave composite forming process. The purpose of this study was to compare mode-I energy release rate for specimens manufactured by prepreg compression forming and microwave composite forming processes. First, a microwave oven was proposed to conduct the microwave composite forming process. Double cantilever beam specimens were manufactured. After that, the double cantilever beam test was conducted to obtain the mode-I energy release rate. Mode-I energy release rates of specimens manufactured by the microwave composite forming and prepreg compression forming processes were then compared. As a result, mode-I energy release rates of specimens fabricated by the microwave composite forming process were similar to those fabricated with the prepreg compression forming process with a relatively reduced process time.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권2호
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• pp.567-577
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• 2005

Several methods for improving the interlaminar strength and fracture toughness of composite materials are developed. Through-the-thickness stitching is considered one of the most common ways to prevent delamination. Stitching significantly increases the Mode I fracture toughness and moderately improves the Mode II fracture toughness. An analytical model has been developed for simulating the behavior of stitched double cantilever beam specimen under various loading conditions. For z-directional load and moment about the y-axis the numerical solutions are compared with the exact solutions. The derived formulation shows good accuracy when the relative error of displacement and rotation between numerical and exact solution were calculated. Thus we can use the present model with confidence in analyzing other problems involving stitched beams.

• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.69-76
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• 2001

본 연구에서는 고무의 동탄성계수와 손실계수에 대한 주파수 의존성을 평가하기 위한 새로운 양팔 샌드위치보 시험법을 제안하였다. 고무층이 삽입되어 접착된 양팔샌드위치보 시험편의 횡진동 거동에 대해 유한요소 모달변형률 에너지법을 조합한 사인스위프 시험을 이용하여 분석하고 동적 점 탄성해석시험 및 단순공진시험 결과와 비교 검토하였다. 양팔 샌드위치보의 횡진동 모드에 따라 고무층의 주파수별 동탄성계수와 재료감쇠계수를 측정하고, 이들을 최소자승오차법에 의거하여 주파수의 이차함수로 회귀시켜 평가할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.421-426
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• 2007

본 연구는 이종재료의 이중외팔보 시험편들을 충격하중으로 실험한 결과들에 대하여 유한요소법으로 동적해석을 하였다. 충격 속도로서는 6.4 및 18.47 m/s를 적용하였고 그 실험 결과와 시뮬레이션 데이터로 상호 비교하였다. 크랙 에너지 해방율과 블록의 힘 및 변형을 컴퓨터로 수치 해석할 수 있었다. 본 논문에서 해석된 시험편의 수치해석 데이터로 실험 데이터에 근접시키게 되는 검증을 함으로서 충격 실험에 대한 수치적 시뮬레이션을 하기에 타당함을 알 수 있었다.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권3호
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• pp.301-317
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• 2008

The energy release rate associated with crack growth in adhesive double cantilever beam (DCB) specimens, including the effect of residual stresses, was formulated using beam theory. Because of the rotation of the asymmetric arms in the adhesive DCB specimens due to temperature change, it is necessary to correct the evaluated fracture toughness of the DCB specimens, specifically in the case of a large temperature change. This study shows that the difference between the true toughness and an apparent toughness due to the consequence of ignoring residual stresses can be calculated for a given specimen geometry and thermo-mechanical properties (e.g. coefficient of thermal expansion). The calculated difference in the energy release rates based on the present correction method is compared with that from FEM in order to verify the present correction method. The residual stress effects on the evaluation of the adhesive fracture toughness are discussed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권6호
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• pp.1026-1038
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• 1999

Interlaminar fracture toughness of carbon/epoxy composite materials has been studied under tensile and flexural loading by the use of width tapered double cantilever beam(WTDCB) and end notched flexure(ENF) specimens. This study has significantly examined the effect of various interfacial ply orientation, ${\alpha}(0^{\circ},\;45^{\circ}\;and\;90^{\circ})$ and crack propagation direction, ${\theta}(0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ}\;and\;45^{\circ})$ in terms of critical strain energy release rate through experiments. Twelve differently layered laminates were investigated. The data reduction for evaluating the fracture energy is based on compliance method and beam theory. Beam theory is used to analyze the effect of crack propagation direction. The geometry and lay-up sequence of specimens are considered various conditions such as skewness parameter, beam volume, and so on. The results show that the fiber bridging occurred due to the non-midplane crack propagation and causes the difference of fracture energy evaluated by both methods. For safer and more reliable composite structures, we obtain the optimal stacking sequence from initial fracture energy in each mode.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1488-1495
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• 2012

본 논문에서는 알루미늄 폼 복합재료로 된 DCB(이중외팔보) 시험편의 파괴 거동을 시뮬레이션 해석하였다. 시뮬레이션 해석에 사용된 모델은 영국 공업규격과 ISO국제규격에 의거한 3D 형태로 하였다. 모델의 두께가 두꺼울수록 발생한 크랙의 길이가 길게 나타났고, 높은 하중이 발생하였다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 알루미늄 폼재질로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.719-724
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• 2009

본 연구에서는 직물 탄소/에폭시와 유리/에폭시의 DCB(double cantilever beam)시편을 제작하여 ASTM 5528-01에 준하여 모우드 I 층간파괴인성을 측정하고, 이와 동일한 조건의 유한요소해석을 수행하여 층간파괴거동을 해석적으로 평가하였다. 시험에 의하여 측정된 층간파괴인성은 탄소/에폭시는 평균 $845.7J/m^2$, 유리/에폭시는 $1,042J/m^2$였다. 유한요소 모델은 접착요소를 이용하여 층간파괴를 구현하였고, 측정된 층간파괴인성을 부여하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 시험을 통하여 측정된 시편 끝단의 반력과 Timoshenko 빔 이론을 통하여 계산된 결과를 비교하였다. 측정된 결과와 해석결과는 유사하였다.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.72-76
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• 2014

본 연구에서는 알루미늄 합금으로 된 경사진 이중외팔보의 충돌에 대해서 각각의 충격속도 2.5m/s, 7.5m/s, 12.5 m/s 별로 실험과 시뮬레이션 해석을 하였다. 접착부분에 발생하는 에너지 해방율과 응력을 평가하여 알루미늄 합금의 기계적 특성을 고찰하였다. 실험상에서는 접착 부분에서 에너지 해방율의 값이 높은 것으로 나타났다. 이는 실험에서 시험편이 분리된 후에도 접착력이 유지되는 특성 때문인 것으로 사료된다. 충격속도와 상관없이 균열이 진전하다가 접착된 부분의 끝에서 높은 응력을 발생하기 때문에 최대 등가응력은 마지막 단계에서는 올라간다. 본 연구에서의 실험 및 해석결과들은 충돌에 의한 균열 진전을 방지할 수 있는 복합재료에 대한 안전설계의 개발에 필요한 자료로 사료된다.