The object of this study was to investigate the effects on physical and mechanical properties of wood particle and sawdust board combined with wire net. Conventional forming, press-lam, and veneer comply boards combining one to four wire net sheets were made from wood particle and sawdust with different spacings (8, 10, 12, and 18 Mok) and different wire diameters (0.35, 0.50, and 0.80mm) composing wire net. They were compared and analyzed statistically with specific gravity, thickness swelling, length swelling, bending properties (modulus of rupture, modulus of elasticity, work to proportional limit, and total work), internal bonding strength, and screw holding strength between wood particle and sawdust boards. The results obtained at this study as cording to the discussions might be concluded as follows; 1. In specific gravity, both particle and sawdust boards by press-lam method were higher than by conventional forming and veneer comply method, and the boards containing more wire net sheets also showed higher value. But the wire net spacings(Mok) had no influence on specific gravity. In general, particle board showed higher specific gravity than sawdust board. Veneer comply board showed lowest specific gravity values. 2. Both particle and sawdust boards by press-lam method was slightly lower than by conventional forming and veneer comply method in thickness swelling. The sawdust board containing 8, 12. and 18 Mok wire net showed lower thickness swelling than the corresponding particle board, but both sawdust and particle boards containing the T8 and 10 Mok wire net showed higher and similar thickness swelling. 3. Both particle and sawdust boards containing wire net showed no difference in MOR and MOE of bending. Comply board was the highest and particle board showed slightly higher than sawdust board in MOR and MOE values. 4. In work to proportional limit and total work in bending, both particle and sawdust boards containing thicker wire diameter and more wire net sheets showed higher value. From these facts, it is conceivable that boards with thicker wire diameter and more wire net sheets show increasing resistance against external force. But there was no significant difference between particle and sawdust borads. 5. In resistance against delamination (internal bonding strength), both sawdust and particle boards containing wire net showed lower value than control, and also showed decreasing tendency with more number of wire net sheet composed. Particle board showed higher resistance against delamination than sawdust board. 6. In screw holding strength, sawdust board containing thicker wire diameter and more wire net sheets showed higher value, but particle board by press-lam method was higher than by conventional forming and veneer comply method. Screw holding strength of particle board was higher than that of sawdust board.
The light weight composite materials have been replacing in high performance structures. The object of this study is to examine the effects of the initial crack location about a delamination in a PVC foam cored sandwich composite that is used for the strength improvement of structures. The initial crack location and fiber laminates thickness were changed with several types. The MMB specimen was used for evaluating the fracture toughness and crack behaviors. The material used in the experiment is a commercial twill carbon prepreg in CFRP material and Airex in PVC foam core. Sandwich laminate composites are composed by PVC foam core layer between CFRP face sheets. The face sheets were fabricated as 2 types of 5 and 8 plies. The initial cracks were located in a PVC form core and the interface of upper CFRP sheet. From the results, the crack initiation was affected with the location of the initial crack inserted in the PVC foam core. Among them, the initial crack at 1/3 of the upper part of the PVC foam core was the most rapid progression. And the critical energy release rate was $0.40kJ/m^2$, which is the lowest value when the initial crack was inserted into the interface between a PVC foam core and CFRP laminated with 5 plies. Meanwhile, the highest value of $1.27kJ/m^2$ was obtained when the initial crack was located at the center line in case of the 8 plies.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.41
no.8
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pp.665-672
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2013
One of the major causes of stiffness and strength degradations in laminated composite structures is the delamination between composite layers. In most engineering applications, laminated composite structures have certain curvatures. If the curved composite structure is subjected to bending that tends to flatten the composite structures, through the thickness stresses can be generated in the thickness direction of the composites. Under normal operation open mode delamination could occur at the sites of peak interlaminar stress. This paper describes a technique to determine radial direction stress of a laminated composite structure using a curved beam. Stacking sequence effects of interlaminar stress were studied. The radial location and intensity of the open mode delamination stress were calculated and compared with the results obtained from the analytical solution and finite element method.
Kim, Keon-Ho;Kim, Se-Jong;Yang, Sang-Yun;Yeo, Hwanmyeong;Eom, Chang-Deuk;Shim, Kugbo
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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v.43
no.5
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pp.682-690
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2015
The bonding performance of two types of wood adhesives, namely phenol-resorcinol-formaldehyde (PRF) resin and melamine-urea-formaldehyde (MUF) resin for glued laminated timber manufactured by high frequency (HF) heating was evaluated. The HF heating system consists of HF oscillator with dielectric heating system for curing adhesives, and hydraulic press system for clamping glued laminated timber. The designed frequency and output power of the HF system was as 5 MHz and 60 kW, respectively. To verify dielectric heating mechanism under HF oscillation, the heat loss factors of laminae and adhesives were measured. The results show that it is possible to selectively heat adhesives for their curing due to the remarkably higher loss factor of the adhesives than those of wood laminae. The temperature of adhesive in the bonding line reached up to the set temperature within a few seconds by high frequency oscillating, which advanced the curing of adhesive afterwards. The bonding performance, such as shear strength of bonding line, water soaking delamination, and boiling water soaking delamination of PRF resin met the requirement of Korean Standard (KS), however the MUF resin did not meet the KS requirement of boiling water soaking delamination. These results indicate that the HF heating system is successful to manufacture glued laminated timbers with PRF resins to meet the bonding requirements.
In order to determine the mechanical behavior of the curved laminates in practical applications, three right-angled composite brackets with different lay-ups were investigated both experimentally and numerically. In the experimental, quasi-static tests on both unidirectional and multidirectional curved composite brackets were conducted to study the progressive failure and failure modes of the curved laminates. In the numerical modeling, three-dimensional finite element analysis was used to simulate the mechanical behavior of the laminates. Here, a strength-based failure criterion, namely the Ye criterion, was used to predict the delamination failure in the composite curved laminates. The mechanical responses of the laminate subjected to off-axis tensile loading were analyzed, which include the progressive failure, the failure locations, the load-displacement relationships, the load-strain relationships, and the stress distribution around the curved region of the angled bracket. Subsequently, the effects of stacking sequence and thickness on the load carrying capacity and the stiffness of the laminates were discussed in detail. Through the experimental observation and analysis, it was found that the failure mode of all the specimens is delamination, which is initiated abruptly and develops unstably on the symmetric plane, close to the inner surface, and about $29^{\circ}$ along the circumferential direction. It was also found that the stacking sequence and the thickness have significant influences on both the load carrying capacity and the stiffness of the laminates. However, the thickness effect is less than that on the curved aluminum plate.
Komariah, Rahma Nur;Hadi, Yusuf Sudo;Massijaya, Muh.Yusram;Suryana, Jajang
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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v.43
no.2
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pp.156-167
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2015
The aim of this study was to determine the physical and mechanical properties of glued laminated timber (glulam) manufactured from small-diameter logs of three wood species, Acacia mangium (mangium), Maesopsis eminii (manii), and Falcataria moluccana (sengon), with densities of 533, 392, and $271kg/m^3$, respectively. Glulam measuring 5 cm by 7 cm by 160 cm in thickness, width, and length, respectively, was made with three to five lamina, or layers, and isocyanate adhesive. The glulams contained either the same wood species for all layers or a combination of mangium face and back layers with a core layer of manii or sengon. Solid wood samples of the same size for all three species were included as a basis for comparison. Physical-mechanical properties and delamination tests of glulam referred to JAS 234:2003. The results showed that the properties of same species glulam did not differ from those of solid wood, with the exception of the shear strength of glulam being lower than that of solid wood. Wood species affected glulam properties, but three- and five-layer glulams were not different except for the modulus of elasticity. All glulams were resistant to delamination by immersion in both cold and boiling water. The glulams that successfully met the JAS standard were three- and five-layer mangium, five-layer manii, and five-layer mangium-manii glulams.
Kim, K.;Wee, S.;Choi, J.;Kim, D.;Song, H.;Lee, J.;Seok, C.S.;Chung, E.S.;Kwon, S.H.
Journal of the Korean Society of Safety
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v.34
no.4
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pp.1-5
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2019
In the field of combined cycle power generation, thermal barrier coating(TBC) protects the super-heat-resistant alloy, which forms the core component of the gas turbine, from high temperature exposure. As the turbine inlet temperature(TIT) increases, TBC is more important and durability performance is also important when considering maintenance cost and safety. Therefore, studies have been made on the fabrication method of TBC and super-heat-resistant alloy in order to improve the performance of the TBC. In recent years, due to excellent properties such as high temperature creep resistance and high temperature strength, turbine blade material have been replaced by a single crystal superalloy, however there is a lack of research on TBC applied to single crystal superalloy. In this study, to understand the isothermal degradation performance of the TBC applied to the single crystal superalloy, isothermal exposure test was conducted at various temperature to derive the delamination life. The growth curve of thermally grown oxide(TGO) layer was predicted to evaluate the isothermal degradation performance. Also, microstructural analysis was performed by scanning electron microscope(SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) to determine the effect of mixed oxide formation on the delamination life.
In order to meet increasingly complex and rigorous technical specifications, extensive effort has been devoted to fabricate clad materials with multi-layered metal plates. In this study, novel stainless steel/aluminum/copper (STS/Al/Cu) three-ply clad materials were fabricated by a hot rolling process for cookware applications. The effect of the testing temperature on the mechanical properties of the clad materials and on each component metal was investigated during the tensile tests. The interface properties of the clad materials were also examined by optical microscopy (OM) and an electron probe micro-analyzer (EPMA). The best mechanical and interfacial properties for a warm working process were found in a sample annealed at a temperature of $300^{\circ}C$. For the sample annealed at $400^{\circ}C$, the results of the tensile test indicated that interface delamination occurred only in the region of the Al/Cu interfaces. This was due to the formation of the thick and brittle intermetallic compound of $Al_2Cu$ in the Al/Cu interface. In contrast, no interface delamination was observed in the STS/Al interface, most likely due to its strong bond strength.
As glulam is a woody material, it is necessary to be more careful in a gluing process. It takes 6-7 hours at $40-60^{\circ}C$ to harden PRF resin used in making structural glulam, and about 24 hours at room temperature. In the present process which can not use a press continuously, reducing the hardening time is necessary to increase production. The experiment was done to compare the adhesive properties of PRF resin and MUF resin through bending test, block shear strength test and water soaking test. In comparing the bending strength of prediction MOE is 1.2 times higher that actual MOE. PRF and MUF do not show significant difference in MOE and MOR, and in block shear strength test, such as shear strength and wood failure rate. However, in water soaking and boiling water soaking tests PRF and MUF show the significant difference in delamination rate.
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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v.31
no.1
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pp.46-51
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1999
The most important effect of refining is believed as the internal fibrillation. The internal fibrillation is the separation of the fiber wall into several lamellae. The internal fibrillation results in fiber swelling as water penetrates the fiber wall. The increase in paper strength as a result of refining was due to delamination which made the fiber more flexible. Pulp fibers are refined to 20, 40, and 70$^{\circ}$SR freeness at Valley beater. Changes of Physical paper properties are analyzed depending on fiber wall thickness and fiber's collapse index at 2.5 and 5.6kg$_f$ refining load. At same $^[\circ}$SR freeness with 2.5kg$_f$ refining load, fiber wall thickness is increased further than at high 5.6kg$_f$ refining load. With higher fiber wall thickness by lower intensity refining load, higher internal fibrillation, flexibility, collapsability of fibers are achieved. Those effects improve WRV, tensile strength, and burst strength. Tear strength shows opposite trend to tensile and burst strength as usual.
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