• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.7-14
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• 2008

접착제 이용 결합 조인트의 하중지지 능력 예측 기법은 점착제를 이용한 접합 조인트 설계에 있어서 가장 중요한 기술이다. 본 연구 계면 파괴역학을 이용하여 복합재료/금속 접착 조인트의 하중지시 능력을 예측하는 기법을 소개한다. 구체적으로 복합재료/탄소강 결합의 접착 강도를 계면 균열의 에너지 방출률과 계면 파괴인성치 개념을 사용하여 평가하는 방법을 제시 검증하였다. 계면 균열의 에너지 방출률은 유한요소해선 결과를 이용한 가상 균열 닫음 기법 (VCCT)을 사용하여 계산하였으며, 게면 파괴인성치는 이종재료 ENF (end-notched flexure) 시편을 고안하여 측정하였다. 고안된 이종 재료 ENF 시편을 사용하여 시편의 두께에 상관없이 일관된 Mode II 계면 파괴인성치를 측정할 수 있음과 양면 겹치기 접합 조인트의 특성 에너지 방출률이 측정된 계면 파괴인성치와 일치함을 확인하였다. 따라서 에너지 방출률에 근거한 계면 균열 진전 기준은 접착 조인트의 하중지지 능력을 신뢰성 있게 예측하는 실제적인 설계 도구로서 활용될 수 있다.

• Composites Research
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• 제14권1호
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• pp.8-14
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• 2001

복합재 적층판의 자유단 층간분리의 모드별 변형률 에너지 해방률을 구하는 간이 계산법을 제안하였다. 층간응력은 층간에서의 평형식으로부터 층간의멘트와 층간전단력으로 평가하였다. 적층판 자유단 층간분리의 변형은 일반화된 준3차원 고전적층이론에 의하여 계산하였다. 이 간이 계산법은 변형균 에너지 해방률의 세성분을 구하는 간편한 식으로 나타내었다 복합재 적층판이 일축인장을 받는 경우에 대하여 적층판 중앙면에 대칭과 비대칭인 층간분리가 발생한 경우에 대하여 해석을 행하였다. 해석결과는 가상분리진전법에 의한 유한요소해석결과와 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권3호
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• pp.423-429
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• 1997

A simplified method for determining the mode components of the strain energy release rate of free-edge delaminations in laminated composite is proposed. The interlaminar stresses are evaluated as an interface moment and interface shear forces that are obtained from the equilibrium equations at the interface between the adjacent layers. Deformation of an edge-delaminated laminate is calculated by using a generalized quasi-three dimensional classical laminated plate theory developed by the authors. The analysis provides closed-form expression for the three components of the strain energy release rate. Comparison of results with a finite element solution using the virtual crack closure technique shows good agreement. In the present study, laminated composite with stacking sequences of [30/-30/90]$_{s}$ were examined. The simple nature of the method makes it suitable for primary design analysis for the delaminations of laminated composite.e.

• Computers and Concrete
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• 제15권5호
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• pp.735-758
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• 2015

This work deals with unilateral effect of quasi-brittle materials, such as concrete. For this propose, a two-dimensional meso-scale model is presented. The material is considered as a three-phase material consisting of interface zone, matrix and inclusions - each constituent modeled by an appropriate constitutive model. The Representative Volume Element (RVE) consists of inclusions idealized as circular shapes randomly placed into the specimen. The interface zone is modeled by means of cohesive contact finite elements developed here in order to capture the effects of phase debonding and interface crack closure/opening. As an initial approximation, the inclusion is modeled as linear elastic as well as the matrix. Our main goal here is to show a computational homogenization-based approach as an alternative to complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of the quasi-brittle materials using a finite element procedure within a purely kinematical multi-scale framework. A set of numerical examples, involving the microcracking processes, is provided. It illustrates the performance of the proposed model. In summary, the proposed homogenization-based model is found to be a suitable tool for the identification of macroscopic mechanical behavior of quasi-brittle materials dealing with unilateral effect.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권6호
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• pp.723-735
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• 2020

This study is reported the adhesion failure in adhesive bonded composite and specifically for the T-joint structure. Three-dimensional finite element analysis has been performed using a commercial tool and the necessary outcomes are obtained via an eight noded solid element (Solid 185-element) from the library of ANSYS. The structural analysis input has been incurred through ANSYS parametric design language (APDL) code. The normal and shear stress distributions along different layers of the joint structure have been evaluated as the final outcomes. Based on the stress distributions, failure location in the composite joint structure has been identified by using the Tsai-Wu stress failure criterion. It has been found that the failure index is maximum at the interface between flange and web part of the joint (top layer) which indicates the probable location of failure initiation. This kind of failures are considered as adhesion failure and the failure propagation is governed by strain energy release rate (SERR) of fracture mechanics. The different adhesion failure lengths are also considered at the failure location to calculate the SERR values i.e. mode I fracture (opening), mode II fracture (sliding) and mode III fracture (tearing) along the failure front. Also, virtual crack closure technique (VCCT) principle of fracture mechanics steps is used to calculate the above said SERRs. It is found that the mode I SERR is more dominating compared to other two modes of failure for the joint considered. Finally, the influences of various parametric (geometrical and material) effect on SERR of the joint structure are evaluated and discussed in details.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.16-23
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• 2016

본 논문에서는 블레이드 해석 라이브러리를 통해 단면해석 및 응력복원 해석 결과를 VABS와 3차원 유한요소해석모델의 결과와 비교하였다. 그리고 유한요소모델과 차원축소 모델을 가상균열 닫힘법을 이용하여 에너지 해방률을 계산하였다. 블레이드 해석 라이브러리의 구성, 입력 및 출력 형태, 차원 축소와 복원 과정을 살펴보고 이를 이용한 활용 분야를 기술하였다. 블레이드 해석 라이브러리는 박 벽 단면의 강성 행렬 비교, 3차원 유한요소 모델과 차원 축소 모델의 응력비교 그리고 에너지 해방률 계산 수치 비교연구를 통하여 검증하였다. 차원 축소와 복원해석을 통하여 블레이드 해석 라이브러리는 복합재료 블레이드의 전후처리 프로그램와 연계되어 고고도 무인기, 로터 블레이드, 풍력 블레이드 및 틸트로터 블레이드의 모델링에 활용될 수 있을 것이다.