• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.239-246
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• 2009

The Mode I interlaminar fracture toughness of woven fabric carbon/epoxy and glass/epoxy composites for a train carbody was measured and FEM analysis was conducted. The woven fabric epoxy composite manufactured by hand lay-up, has high stiffness and strength, good resistance for impact, fatigue, corrosion and in-plane failure. The DCB(Double Cantilever Beam) specimen made of woven fabric epoxy composite had the size of 180mm $\times$ 25mm $\times$ 5mm and the insert of 65mm. The Mode I interlaminar toughness of specimen was measured according to ASTM 5528-01. The crack propagation behavior of the DCB specimen was simulated using FEA with cohesive elements that model the adhesive layer between woven fabric plies.

• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.248-253
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• 2014

본 연구에서는 발포 알루미늄으로 구성된 접착 구조물에서의 접합면에 대한 파괴 특성을 조사하기 위하여 각도를 변수로 정하고 TDCB 시험편을 설계하였다. 이 시험편들은 길이는 200 mm이고 시험편에 대한 접착면의 경사 각도는 $6^{\circ}$, $8^{\circ}$, $10^{\circ}$와 $12^{\circ}$인 네 가지로 모델링을 하였다. 이 시험편들의 실험 및 해석을 분석한 결과, 경사면 각도가 $6^{\circ}$, $8^{\circ}$, $10^{\circ}$와 $12^{\circ}$인 경우에 시험편들의 최대 하중은 각각 약 120 N, 137 N, 154 N과 171 N으로 발생하였다. 해석의 결과 값이 실험치에 가까워져 많은 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있다. 따라서 이와 같은 연구 방법을 응용하여 실험 대신 시뮬레이션을 통하여 접착제로 접착된 알루미늄 폼으로 된 재료의 전단 거동에 관한 물성치를 효율적으로 파악할 수 있다고 사료된다.

• Composites Research
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• 제28권6호
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• pp.356-360
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• 2015

본 논문에서는 복합재료 접합부의 파손거동 예측을 위해 CFRP를 DCB 형태로 가공하여 Mode 1 정적해석을 수행하였다. 시편은 각각 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm의 4가지 경우로, 방향성을 지니지 않은 탄소섬유의 물성치를 이용하였다. Model 1 해석을 통해 나온 결론으로는 25 mm에서 낮은 힘으로 가장 늦게 접착부에서 떨어지는 것을 볼 수 있었으며 40 mm에서 가장 높은 힘이 발생하였다. 접합부의 접착계면 탈락은 25 mm의 시험편 두께에서 9.75 mm로 가장 느리게 나타났으며 40 mm의 시험편 두께에서 7.82 mm로 가장 빠르게 나타난 것을 볼 수 있었다. 이 탈락은 시험편의 파괴에 의한 것이다. 접착계면의 탈락과 이에 따른 반력에 관한 본 연구 결과는 CFRP의 안전한 구조설계에 이바지할 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.153-160
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• 2001

본 연구에서는 콘크리트 부재에서의 축압축강도에 대한 크기효과를 검토하였다. 이를 위하여 두 가지 대표적인 압축파괴모드 중의 하나인 모드 I 파괴에 대한 실험적 연구를 이중 캔틸레버 보를 이용하여 수행하였다. 각 캔틸레버의 축에 대한 작용하중의 편심거리와 초기 균열길이를 변화시킴에 의하여 콘크리트의 축압축강도에도 크기효과가 존재하는 지의 여부를 확인하였고, 최소자승법을 이용하여 수정된 크기효과법칙의 새로운 실험상수들을 제시하였다. 연구결과로부터 초기 균열이 있는 콘크리트 부재의 축압축강도에도 크기효과가 존재함을 확인하였다. 하중의 편심거리에 있어서는 균열선단에서의 인장과 압축응력의 영향이 매우 중요하며 이 경우에 뚜렷한 크기효과가 나타났다. 즉 균열선단에서 인장응력의 영향이 증가하면 콘크리트의 크기효과는 증가한다. 그러나 초기 균열길이의 경우, 축압축강도의 크기효과에 미치는 영향은 존재하지만 균열길이에 따른 차이는 뚜렷하지 않았는데 이는 고강도 콘크리트 부재의 경우 부재의 세장비 차에도 불구하고 파괴진행영역의 크기가 서로 비슷한데 그 원인이 있는 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권3호
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• pp.157-164
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• 2003

The pulse-echo method is one of the most widely used ultrasonic techniques for application of nondestructive evaluation. Particularly, quantitative nondestructive evaluation of defects has been considered more important to assure the reliability and the safety of structure. Frequency energy in adhesive joints is based on the ultrasonic wave analysis. The attenuation coefficient upon wave amplitude and the frequency energy that is expressed in the term of wave pressure amplitude were utilized for the primary wave experiment. By means of a control experiment, it was confirmed that the variation of the frequency energy in adhesive joints depends on transition by stress variation. In this paper, the ultrasonic characteristics were measured for single lap joint and Double Cantilever Beam specimen with different fracture modes that was subjected to stress. Consequently, the data that was obtained from the adhesive specimen was analytically compared to the fracture mechanics parameter

• 한국기계가공학회지
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• 제20권1호
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• pp.42-47
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• 2021

Recently, many structures using lightweight materials have been developed. This study was conducted by using Al6061-T6 and carbon fiber reinforced plastic (CFRP), two common lightweight materials. In addition, the failure characteristics of an interface bonded between a single material and a heterogeneous bonding material were analyzed. The specimens bonded with CFRP and Al6061-T6 were utilized by the combination of the heterogeneous bonding material. The specimens had a double cantilevered shape and the bonding between the materials was achieved by applying a structural adhesive. The experiments were conducted in opening mode: the lower part of the samples was fixed, while their upper part was subjected to a forced displacement of 3 mm/min by using a tensile tester. Under the tested amount of strength, energy release rate, and considering the specimens' fracture characteristics in opening mode, the specimen "CFRP-Al" presented the maximum stress, followed by "Al" and "CFRP". We can hence conclude that the inhomogeneous material "CFRP-Al" is useful for the construction of lightweight structures bonded with structural adhesive.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제2권3호
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• pp.47-53
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• 2001

This paper investigates the characteristics of interlaminar fracture toughness of foam core sandwich structures under opening mode by using the double cantilever beam (DCB) specimens which are Carbon/Epoxy and foam core composites. Instead of using a DCB specimen of symmetric geometry, a non-symmetric DCB specimen was used to calculate the interlaminar fracture toughness. Three approaches for calculating the energy release rate(G$\sub$IC/) were used and fracture toughness of foam core sandwich structures made by autoclave, vacuum bagging and hotpress were compared. Experiment, analysis using nonlinear beam bending theory, and numerical work by FEM methods were performed. Bonding surface compensation and equivalent moment of inertia were used to calculate the energy release rate in nonlinear analytical work. Conclusions of experimental, nonlinear analytical and FEM methods were compared. It is, also, shown that the vacuum bagging forming can substitute the method of autoclave without serious loss of Mode I energy release rate(G$\sub$I/).

• 한국정밀공학회지
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• 제17권9호
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• pp.81-86
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• 2000

This paper was carried out to investigate the characteristics of interlaminar fracture toughness of foam core sandwich structures under opening loading mode by using the double cantilever beam (DCB) specimens in Carbon/Epoxy and foam core composites. instead of using symmetric geometry of DCB specimen non-symmetric DCB specimen was used to calculate the interlaminar fracture toughness. Three approaches for calculating the energy release rate({{{{ {G }_{IC } }}}}) were compared. Fracture toughness of foam core sandwich structures by autoclave vacuum bagging and hotpress were compared and analyzed. Experiment nonlinear beam bending FEM method were performed. Suggested bonding surface compensation and equivalent area inertia moment was used to calculate the energy release rate in nonlinear analytical results. The conclusions among experimental nonlinear analytical and FEM results was observed. The vacuum bagging method was shown to be able to substitute method in stead of autoclave without serious loss of Mode I energy release rate({{{{ {G }_{IC }}}}}) to be able to substitute method in stead of autoclave without serious loss of Mode I energy release rate({{{{ {G }_{IC }}}}}).

• 한국기계가공학회지
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• 제20권4호
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• pp.127-134
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• 2021

In this study, the adhesive fracturing characteristics of a DCB specimen due to single and heterogeneous bonding materials under tearing load was investigated. The experiments were conducted to examine the fracturing properties of the adhesive DCB specimen. As an experimental condition, a forced displacement of 3mm/min was applied to one side while the other side was fixed. As a result of the experiment, it was found that the AL6061-T6 material was superior to the CFRP material in terms of maximum stress, specific strength, and energy release rate when compared to the adhesive fracturing property of a single material. We tested CFRP-AL, a heterogeneous bonding material, and compared its experimental results to the results from the single materials. Based on these results, CFRP-AL with a heterogeneous bonding material was observed to have the superior structural safety compared to single materials for the mode III fracture type.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.41-48
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• 2018

Fan-out wafer level packaging (FOWLP) 적용을 위한 최적의 Cu 재배선 계면접착에너지 측정방법을 도출하기 위해, 전기도금 Cu 박막과 WPR 절연층 계면의 정량적 계면접착에너지를 $90^{\circ}$ 필 테스트, 4점 굽힘 시험법, double cantilever beam (DCB) 측정법을 통해 비교 평가 하였다. 측정 결과, 세 가지 측정법 모두 배선 및 패키징 공정 후 박리가 일어나지 않는 산업체 통용 기준인 $5J/m^2$보다 높게 측정되었다. 또한, DCB, 4점 굽힘 시험법, $90^{\circ}$ 필 테스트 순으로 계면접착에너지가 증가하는 거동을 보였는데, 이는 계면파괴역학 이론에 의해 위상각 증가에 따라 이종재료 계면균열 선단의 전단응력성분 증가에 따른 소성변형에너지 및 계면 거칠기 증가 효과에 의한 것으로 설명이 가능하다. FOWLP 재배선에 대한 최적의 계면접착에너지 도출을 위해서는 시편제작 공정, 위상각 차이, 정량적 측정 정확도 및 결합력 크기 등을 고려하여 4점 굽힘 시험법 또는 DCB 측정법을 적절히 혼용 사용하는 것이 타당한 것으로 판단된다.