• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.521-526
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• 2014

본 논문에서는 초기균열을 갖고 있는 폐포형 구조, 발포알루미늄의 축방향 기계적 거동을 실험 및 유한요소해석으로 연구하였다. 재료시험에서 MTS 사의 10kN Landmarks 를 사용하여, 모드 I 형상의 15mm/min 의 하중속도로 변위를 제어하였다. 또한 유한요소해석 범용프로그램인 ABAQUS 6.10 으로 3 차원 형상의 실험과 동일한 조건으로 모델을 구성하여 해석을 수행하였다. 실험의 축방향 변위-하중 그래프와 시간에 대한 균열 길이를 기반으로 에너지 해방률을 계산하였으며, 이 값을 해석에서 파손 에너지 조건으로 사용하였다. 결과적으로 변위 값에 따른 하중 거동을 확인할 수 있었으며, 발포알루미늄이 접착제에 비해 상대적으로 큰 밀도와 탄성계수를 가지므로 발포알루미늄의 변형이 상대적으로 작다는 것을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.323-329
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• 2021

본 논문에서는 불균일한 접착 상태를 가지는 복합재 접착 체결 시편에 대하여 모드 I 하중에서의 파괴 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Double Cantilever Beam(DCB) 시험을 수행하였으며 모드 I 파괴 인성을 도출하였다. 불균일한 접착 상태를 갖는 시편의 경우 안정한 균열 성장 구간과 불안정한 균열 성장 구간이 나타남을 확인하였다. DCB 시험에서 구한 하중-변위 선도와 시편의 파손 단면을 통해 각 구간의 파괴 특성을 관찰하였다. 시험에서 측정된 균열 길이를 기준으로 세분화된 구간과 각 구간의 모드 I 파괴 인성을 이용하여 유한요소해석을 수행하였다. DCB 시험 결과와 유한요소해석 결과를 통해 불균일한 접착 상태를 가지는 시편의 파괴 거동을 모사할 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.6-12
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• 2019

본 논문에서는 Cross-ply 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 모드 I 층간분리 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Cross-ply 시편에 대한 Double-Cantilever Beam(DCB) 시험을 수행하였다. Cross-ply DCB 시편의 경우 층간 및 층내 파괴를 포함한 복합적인 균열 성장과 기하학적 대변형에 의한 비선형성을 수반하였다. 따라서 변형률 에너지 해방률과 유한요소해석을 기반으로 비선형성을 수반한 DCB 시험에서도 적용되는 모드 I 층간 파괴인성 평가방법을 제안하고 기존의 선형이론으로 구한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 방법으로 Cross-ply DCB 시편의 모드 I 층간 파괴인성과 모드 I 층내 파괴인성을 분류하였고 모드 I 층내 파괴인성이 더욱 낮음을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권5호
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• pp.1140-1147
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• 2001

This paper describes the effect of various molding pressure for Mode I. Mode II interlaminar fracture toughness of carbon fiber reinforced plastic composites by using double cantilever beam(DCB), end notched flexure(ENF) and end loaded split(ELS) Specimen. The value of $G_{IC}$, $G_{IIC}$ as a function of various molding pressure is almost same at 307, 431, 585 kPa, however it shows highest value under 307kPa molding pressure, The SEM photographs show good fiber distribution and interfacial bonding of composites when the molding pressure is the 307kPa.

• 한국세라믹학회지
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• 제31권10호
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• pp.1099-1106
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• 1994

It is suggested that the microstructural toughening process in the initial rising portion of R-curves observed in polycrystalline alumina should be different from the grain bridging mechanism identified in the long crack regime. Microcracking in the advancing crack front seems to be a prerequisite for the development of unbroken bridging ligaments behind the crack tip. In order to test such a proposition, attempts were made to identify experimentally the presence of microcracks in the frontal zone of propagating cracks. In-situ observation is made of crack growth in a miniature double cantilever beam specimen of a average grain size of 10 ${\mu}{\textrm}{m}$ alumina. Presence of a few microcracks was identified in front of crack tip on the propagating crack plane. The R-curves were re-evaluated based on the observation.

• 한국안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.49-54
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• 2005

Recently, many kinds of advanced composite materials have been used in various industry fields. Among them, fabric CFRP composites are being used as primary structural components in many applications because of their superior properties. However, the complexity of the fabric structure makes understanding of their failure behavior very difficult. The mechanical strength and crack propagation of plain woven carbon fiber fabric laminate composites are examined by acoustic emission(AE) method. AE signals are acquired during the tensile test and fracture tests. Thus, the relationship between AE signal and mechanical behavior curves and crack extension length are shown. Also the interlaminar fracture toughness in terms of AE characteristics are discussed in viewpoint of crack propagation behavior.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권2호
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• pp.177-196
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• 2014

A theoretical exploration for determining the characteristic length of the cohesive zone for a double cantilever beam (DCB) specimen under mode I loading was conducted. Two traction-separation laws were studied: (i) a law with only a linear elastic stage from zero to full traction strength; and (ii) a bilinear traction law illustrating a progressive softening stage. Two analytical solutions were derived for the first law, which fit well into two existing solution groups. A transcendental equation was derived for the bilinear traction law, and a graphical method was presented to identify the resultant cohesive zone length. The study using the bilinear traction law enabled the theoretical investigation of the individual effects of cohesive law parameters (i.e., strength, stiffness, and fracture energy) on the cohesive zone length. Correlations between the theoretical and finite element (FE) results were assessed. Effects of traction law parameters on the cohesive zone length were discussed.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.151-156
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• 2018

본 연구에서는 CFRP와 금속 또는 비금속을 접착제로 접합시켜 이 재료에 대한 파손 연구를 수행하였다. 그 해석 조건으로는 DCB 시험편을 이용하여 시험편의 상부에는 CFRP, 시험편의 하부에는 금속 또는 비금속 재료로 지정하였고 두 상부와 하부 사이를 구조용 접착제로 부착하는 것을 묘사하였다. 이 해석 결과로는 알루미늄으로 접착된 시험편에서 가장 작은 등가응력 보였고 티타늄을 사용하였을 때 박리된 CFRP시험편에서의 최대 전단응력은 가장 낮음을 보였다. 결론적으로 티타늄을 사용하였을 때 시험편의 변형이 가장 작은 것을 알 수 있었고 본 연구 결과를 토대로 접착제를 이용한 접착 계면의 파손데이터를 실생활에 융합하여 그 미적 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.573-580
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• 2005

Model I interlaminar fracture behaviors of the carbon/epoxy composite, one of the candidate composites for a tilting train carbody, were investigate by the use of DCB(Double cantilever beam) specimens. These specimens were made of CF3327 plain woven fabric with epoxy resin, and an artificial starter delamination was fabricated by inserting Teflon film with the thickness of $12.5{\mu}m$ of $25.0{\mu}m$ at the one end of the specimen. Mode I interlaminar fracture toughness was evaluated for the specimens with the different thickness of an inserter. Also delamination propagating behaviors and interlaminar fracture surface were examined through an ooptical travelling scope and a scanning electron microscope. We found that abruptly unstable crack propagation called as stick-slip phenomena was observed. In addition, interlaminar fracture behaviors were affected on the location and the morphology of a crack tip as well as an interface region.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2771-2776
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• 2000

In this work, the effect of surface treatment of prepreg on the mode I fracture behavior was studied. Unidirectional (0-deg) double cantilever beam (DCB) specimens were used for fracture tests. Two groups of DCB specimens were made: the first group was made of prepregs surface-treated by Ar(sup)+ ion beam under oxygen environment and the second group was made of regular prepregs. For both groups, fracture resistance curve (R-curve) was determined and compared to each other, Results showed that resistance behavior of the first group is better than that of the second group. That is, mode I fracture toughness, G(sub)Ic of the first group is 24% larger than that of the second group. SEM examination shows that the improvement of G(sub)Ic is due to the increase of interfacial strength between plies.