• Composites Research
• /
• 제29권2호
• /
• pp.85-89
• /
• 2016

본 논문에서는 복합재료 접합부의 파손거동 예측을 하는 데에 있다. CFRP를 TDCB 형태로 가공하고, 형상계수에 따른 Mode 1 정적해석을 수행하였다. 시험편은 2, 2.5, 3, 3.5의 형상계수(m)들을 가진다. 연구결과로서 시편의 접합면이 탈락이 일어나기까지의 변위는 거의 비슷하게 나왔으나 이때의 반력은 형상계수 m = 3.5에서 가장 높게 나타났으며 이 반력은 412 N으로 m = 2와 비교하면 약 14% 개선된 반력을 보여주고 있다. 접착계면의 탈락과 반력에 관한 데이터는 CFRP구조설계와 그 안전설계에 이바지 할 수 있을 것으로 사료된다.

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

• 한국융합학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.155-161
• /
• 2019

복합소재는 기존의 일반적인 소재보다 내구성과 기계적 성질들이 뛰어난 경량 소재이다. 본 연구에서는 경량 복합소재에 주목하여, 접착제를 이용하여 접착한 CFRP 접착구조물의 정적 파괴 특성을 조사하고자 했고 적층 각도를 변수로 한 CFRP 이중외팔보 시험편을 설계하여 정적 파괴 해석을 수행하였다. 본 연구를 위하여 설계된 CFRP 이중외팔보 시험편들의 적층각도들은 각각 $30^{\circ}$와 $45^{\circ}$, $60^{\circ}$이며, 연구 결과로서는 적층 각도 $45^{\circ}$인 시험편이 가장 $30^{\circ}$, $60^{\circ}$의 적층 각도를 가진 시험편들보다 더 좋은 내구성을 보였으며, $30^{\circ}$의 적층 각도를 가진 시험편이 모든 시험편 중에서 내구성이 가장 취약한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 본 연구 결과를 통하여 적층 각도 별 CFRP 접착구조물의 파손데이터를 확보할 수 있었으며, 본 연구결과를 토대로 얻은 접착 계면의 파손데이터를 활용함으로서 실생활에서의 기계나 구조물에 융합하여 그 미적 감각을 나타낼 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제27권6호
• /
• pp.248-253
• /
• 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
• /
• 제16권5호
• /
• pp.45-53
• /
• 2003

본 논문에서는 이차 본딩으로 접착된 복합재료-복합재료 Single-Lap 조인트 시편에 대해 인장 시험 및 수치해석을 통해 그 파손 특성을 조사하였다. 시편시험에서는 시험 중에 CCD 카메라 및 AE 센서를 이용해 초기 균열의 발생 및 진전양상에 대한 시험적인 관찰을 수행하였다. 시편에 대해 기하비선형 유한요소해석 및 VCCT(Virtual Crack Closure Technique)기법을 이용해 시편의 거동 및 변형율에너지방출률을 계산하고 세 가지 관찰된 초기 균열 모드에 대해 파손강도를 계산하였다. 인장시험에서 초기 균열은 모서리 계면 균열, 측면 계면 균열 및 층간 분리 균열의 세 가지 형태로 최종 파손의 60∼90% 하중에서 발생하였다. 주된 파손 모드는 접착제 계면 파손(adhesive failure) 및 적층판의 첫 번째 및 두 번째의 층간 분리 파손이었다. 두꺼운 접착제 층을 갖는 시편들은 초기균열이 낮은 하중에서 발생하였지만 균열진전에 대한 저항성 및 파손하중은 높게 나타났다. 층간분리파손은 주로 두꺼운 접착제의 경우에 발생하였다. 세 가지 초기 균열 모드에 대해 변형률에너지방출률은 Mode I의 G값이 Mode II의 G값보다 크게 계산되었다. Mode I 및 전체 G값은 측면 계면 균열, 모서리 계면 균열, 층간분리 균열의 순서로 크게 계산되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제81권3호
• /
• pp.305-316
• /
• 2022

Externally bonded ultrahigh performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) is commonly used as a strengthening material for reinforced concrete (RC) structures. This study reports the results of an experimental program investigating the bonding behavior between concrete and prefabricated UHPFRC plates. The overall experimental program is consisting of five RC specimens, which are strengthened using the different lengths and widths of prefabricated UHPFRC plates. These specimens were analyzed using the pull-pull double-shear test. The performance of each strengthened specimen is presented, discussed and compared in terms of failure mode, maximum load, load-slip relationship, fracture energy and strain distribution. Specimen C-25-160-300 which bonded along the whole width of 160 mm recorded the highest maximum load (109.2 kN) among all the analysed specimens. Moreover, a 3D numerical finite element model (FEM) is proposed to simulate the bond behavior between concrete and UHPFRC plates. Moreover, this study reviews the analytical models that can predict the relationship between the maximum bond stress and slip for strengthened concrete elements. The proposed FEM is verified against the experimental program and then used to test 36 RC specimens strengthened with prefabricated UHPFRC plates with different concrete grades and UHPFRC plate widths. The obtained results together with the review of analytical models helped in the formation of a design equation for estimating the bond stress between concrete and prefabricated UHPFRC plates.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
• /
• pp.45-47
• /
• 2004

We have investigated the microstructures and the mechanical properties of TiA1/Cerameti1721 (Ag-Cu-Ti insert metal)/AISI4140 joints at 800$^{\circ}C$ for 60 to 300s using induction brazing method. Two continuous reaction layers of AICuTi and AICu$_2$Ti were formed at the interface between the braze and TiAl, whose thickness increased with the brazing time. The braze consisted of Ag-rich, Ti-rich, CuTi and CuTi$_2$ phases. The maximum tensile strength achieved 296MPa, which was 71% of that of TiAl base metal, for the specimen bonded at 800$^{\circ}C$. Further increase of the brazing temperature and time resulted in constant deterioration of its bonding strength due to large amount of brittle IMC.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제19권4호
• /
• pp.423-428
• /
• 2001

The bonding phenomena of Ni base single crystal superalloy. CMSX-4 during transient liquid phase(TLP) bonding was investigated using MBF-80 insert metal. Bonding of CMSX-4 was carried out at 1,373∼1,548K for 0∼19.6ks in vacuum. The (001) orientation of each test specimen was aligned perpendicular to the bonding interface. The dissolution width of base metal was increased when the bonding temperature and holding time were increased. The eutectic width diminished linearly with the square root of holding time during isothermal solidification process. Borides were formed in the bonded layer during TLP bonding operation. The solid phase grew epitaxially into the liquid phase from substrates and single crystallization could be readily achieved during the isothermal solidification.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.10-17
• /
• 2006

Model experiment was introduced to obtain the formation of a core/rim structure by only liquid phase reaction in Ti(C, N)-based cermet alloys. Infiltrated Ti(C, N)-Ni, $MO_2C-Ni$, and TaC-Ni cermets were bonded to sandwiched specimen by heat treatment $1450^{\circ}C$ for 5hr. With nitrogen addition, both (Ti, Mo) (C, N) and (Ti, Ta) (C, N) rim structure was nucleated around comer of cuboidal Ti(C, N) core. However, equilibrium shapes of(Ti, Mo) (C, N) and (Ti, Ta) (C, N) rim were different possibly due to the effect of interface energy. The core/rim and rim! binder interfaces were parallel to each other with TaC addition, while rotated to each other with $MO_2C$ addition.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제46권3호
• /
• pp.298-306
• /
• 2008

STATEMENT OF PROBLEM: Effect of surface treatment of ceramic under loading does not appear to have been investigated. PURPOSE: The aim of this study was to investigate the effect of surface treatment of esthetic ceramic, which is performed to increase the bonding strength, on the fracture stress under controlled cyclic loading condition. MATERIAL AND METHODS: Sixty 1.0 mm-thick specimens were made from Mark II Vitablocs (Vita Zahnfabrik, Germany) and divided into 3 groups: polished (control), sandblasted, and etched. Specimens of each group were bonded to a dentin analog material base including micro-channels to facilitate the flow of water to the bonding interface. Bonded ceramics were cyclically loaded with a flat-end piston in the water (500,000 cycles, 15Hz). Following completion of cyclic loading, specimens were examined for subsurface crack formation and subsequent stress was determined and loaded to next specimen by the staircase method according to the crack existence. RESULTS: There were significant differences of mean fatigue limit in the sandblasted (222.86 ${\pm}$ 23.42 N) and etched group (222.86 ${\pm}$ 14.16 N) when compared to polished group (251.43 ${\pm}$ 10.6 N) (P<.05; Wald-type pair-wise comparison and post hoc Bonferroni test). Of cracked specimens, surface treated group showed longer crack propagation after 24 hours. All failures originated from the radial cracking without cone crack. Fracture resistance of this study was very low and comparable to failure load in the oral cavity. CONCLUSION: Well controlled cyclic loading could induce clinically relevant cracks and fracture resistance of Mark II ceramic was relatively low applicable only to anterior restorations. Surface treatment of inner surface of feldspathic porcelain in the matsicatory area could influence lifetime of restorations.