• 제목/요약/키워드: fracture toughness $K_{IC}$

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비선형 음향효과에 의한 고온 재료의 파괴인성 열화도 평가 (Estimation of Fracture Toughness Degradation of High Temperature Materials by Nonlinear Acoustic Effects)

  • 정현조;남승훈;장경영;남영현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.424-430
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    • 2000
  • 고온 장시간 사용재의 열화로 인한 파괴인성의 저하를 초음파 방법으로 평가하기 위하여 Cr-Mo-V 강을 실험실에서 인공 열화처리하여 열화로 인한 손상 기구를 규명하고, 열화도에 따른 초음파 파라미터의 변화를 체계적으로 관찰하였다. 초음파 파라미터로서 속도, 감쇠와 보다 최근에 개발된 비선형 음향 파라미터를 사용하였는데, 비선형 음향 파라미터가 가장 민감한 변화를 보였다. 또한 전기비저항 측정 결과와 비교할 때 두 방법 모두 전체적으로 유사한 거동을 보였다. Charpy V-notch 충격시험으로부터 구한 파면양상 천이온도(FATT)와 비선형 파라미터 사이에는 비교적 좋은 상관관계가 성립하였으며, FATT와 파괴인성($K_{IC}$) 사이의 관계식에 근거하여 열화된 발전설비 재료의 파괴인성을 초음파 비선형 파라미터의 측정을 통하여 간접적으로 구할 수 있음을 보였다.

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섬유강화 적층복합재의 열림모드 파괴특성 향상을 위해 $Ar^+$ 이온도움반응법을 적용한 프리프레그의 표면처리 연구 (A Study on the Surface Treatment of Prepreg with $Ar^+$ Ion to Increase Mode I Fracture Characteristics of Fiber-Reinforced Composites)

  • 이경엽;지창헌;양준호
    • 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.

Bisphenol계 DGEBA/DGEBS 에폭시 블렌드 시스템의 열적 특성 및 파괴인성 (Thermal Properties and Fracture Toughness of Bisphenol-Based DGEBA/DGEBS Epoxy Blend System)

  • 박수진;김범용;이재락;신재섭
    • 폴리머
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    • 제27권1호
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    • pp.33-39
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    • 2003
  • 본 논문에서는 비스페놀계 2관능성 에폭시 수지 DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 경화거동, 열안정성, 그리고 파괴인성 특성을 고찰하였다. DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 함량비율을 100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 그리고 60 : 40 wt%까지 변화시켰으며, DSC에 의한 열분석을 통하여 Ozawa식으로 경화 활성화 에너지 ($E_a$)를 계산하였으며, TGA 열분석을 사용하여 열분해 개시 온도(IDT), 최대 무게 감량시 온도($T_{max}$), 그리고 적분 열분해 진행 온도(IPDT) 등 열안정성 인자를 고찰하였다. 경화된 시편의 파괴인성 특성은 크랙성장 저항을 나타내는 임계응력세기 인자 ($K_{IC}$) 실험을 통하여 알아보았으며, 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 시편의 파단 특성을 조사하였다. 실험 결과 DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 $E_a$, IPDT, 그리고 $K_{IC}$는 DGEBS 함량이 20 wt%인 경우 최대값을 나타내었는데, 이는 설폰기의 도입으로인한 치밀한 네트워크 구조의 형성때문이라 사료된다.

부균열을 가진 J-R곡선의 수정옾셋방법에 의한 평가 (Evaluation by modified offset method on J-R curve with negative crack growth)

  • 안광주;최재강
    • 한국안전학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.45-51
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    • 1997
  • To evaluate the elastic-plastic fracture toughness by this modified offset method, the origin of J-R curve is set with drawing the blunting line on the maximum point of the negative crack growth and R curve is modified by adding the blunting factor of the experimented point on the R curve. The elastic-plastic fracture toughness $J_{IC]$ of A5083-H112 material by the modified offset method we 44kN/m on the smooth CT specimens.

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열잠재성 개시제에 의한 에폭시/폴리우레탄 블렌드의 경화거동 및 파괴인성 (Cure Behaviors and Mechanical Interfacial Properties of Epoxy/Polyurethane Blends Initiated by Latent Thermal Catalyst)

  • 박수진;석수자;강준길;권수한
    • Elastomers and Composites
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    • 제39권1호
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    • pp.42-50
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    • 2004
  • 본 연구는 열잠재성 개시제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH)로 개시되어진 이관능성 에폭시인 diglycidylether of bisphenol A (DGEBA)와 변성 polyurethane (PU) 블렌드의 PU의 함량에 따른 경화거동과 파괴인성을 연구하였다. 블렌드의 경화거동은 시차주사 열량계(DSC)와 near-IR 을 통해 관찰하였고, 파괴인성은 임계응력 세기인자($K_{IC}$)와 임계 변형에너지 방출속도($G_{IC}$)를 측정하였다. 실험 결과, 경화 활성화에너지($E_a$)와 전환율(${\alpha}$)은 PU의 함량이 10 phr에서 최고값을 나타냈으며, $K_{IC}$는 전환율과 유사한 경향을 나타냄을 확인하였다. 이는 PU의 이소시아네이트기와 DGEBA의 하이드록실기 사이의 수소 결합이 증가함에 따라 블렌드의 가교밀도가 증가했기 때문으로 판단되어 진다.

층간파괴인성치에 미치는 성형압력의 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Molding Pressure on the Interlaminar Fracture Toughness)

  • 김형진;김재동;고성위
    • 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.

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무전해 니켈도금된 다중벽 탄소나노튜브의 첨가가 알루미나강화 에폭시 복합재료의 열전도도 및 파괴인성에 미치는 영향 (Influence of Electroless Ni-plated MWCNTs on Thermal Conductivity and Fracture Toughness of MWCNTs/Al2O3/Epoxy Composites)

  • 최정란;이영실;박수진
    • 폴리머
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    • 제37권4호
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    • pp.449-454
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    • 2013
  • 본 연구에서는 무전해 니켈도금에 따른 탄소나노튜브의 표면특성변화가 알루미나강화 에폭시 복합재료의 열전도도 및 파괴인성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 무전해 니켈도금된 탄소나노튜브의 표면특성은 주사전자현미경(SEM), X-선 광전자분광기(XPS), X-선 회절분석(XRD)을 통하여 알아보았다. 열전도도는 열전도율 측정 시스템으로 측정하였고, 파괴인성은 만능시험기(UTM)를 이용한 임계응력세기인자($K_{IC}$)를 측정하여 분석하였다. 실험결과, 무전해 니켈도금은 탄소나노튜브의 표면특성의 변화를 가져오며, 니켈도금된 MWCNTs(Ni-MWCNTs)가 들어있는 경우 미처리 MWCNTs와 비교하여 우수한 열전도도 및 파괴인성을 보였다. 이는 Ni-MWCNTs와 에폭시수지와의 분자간 상호작용의 향상 때문이라 판단된다.

수분이 지르코니아 수복물 전용 레진시멘트의 파괴인성에 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of water storage on the fracture toughness of dental resin cement used for zirconia restoration)

  • 구본욱;김성훈;이재봉;한중석;여인성;하승룡;김희경
    • 대한치과보철학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.312-316
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    • 2014
  • 목적: 본 연구에서는 지르코니아 수복물의 접착에 사용되는 레진 시멘트의 파괴인성을 측정하고 각 레진 시멘트의 다양한 수중 보관 기간이 파괴 인성에 미치는 영향에 관하여 알아보고자 하였다. 재료 및 방법: 세가지 종류의 레진 시멘트(Panavia F2.0, Clearfil SA luting, Zirconite)를 사용하여 single edge notched 형태의 시편($3mm{\times}6mm{\times}25mm$)을 제작하였다. 각 시편은 $37^{\circ}C$ 증류수에서 1일 (대조군), 30일, 90일, 180일 동안 보관하였다 (n=5). 만능시험기를 이용하여 0.1 mm/s 속도로 삼점굽힘 시험을 시행하고, 파절 시의 최대하중으로 파괴인성($K_{IC}$)을 계산하였다. 측정값은 일원분산분석과 다중분석을 위한 $Scheff{\acute{e}}$ test를 사용하였고, 유의수준은 0.05로 하였다. 결과: 대조군에서 Panavia F2.0가 $3.41{\pm}0.64MN{\cdot}m^{-1.5}$로 가장 높은 $K_{IC}$를 보였으며 Zirconite가 $3.07{\pm}0.41MN{\cdot}m^{-1.5}$, Clearfil SA luting이 $2.58{\pm}0.30MN{\cdot}m^{-1.5}$으로 가장 낮은 $K_{IC}$를 보였으나, 재료간에 유의성 있는 차이는 없었다. 수중보관 기간이 증가함에 따라 Panavia F2.0의 값은 감소였고, Clearfil SA luting과 Zirconite는 증가하였으나, 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 결론: 지르코니아 수복물 전용 레진 시멘트의 파괴인성은 다른 일반 시멘트에 비해 대체로 높으며, 이러한 파괴인성은 수중 보관에 영향을 받지 않는다.

탄성일인자방법을 적용한 단일방향 탄소섬유/에폭시 DCB 시편의 파괴인성 결정 ($G_IC$ determination of unidirectional graphite /epoxy DCB composites from the elastic work factor approach)

  • 이경엽;이중희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권3호
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    • pp.540-544
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    • 1998
  • Compliance calibration method is frequently used to determine $G_IC$ from the DCB composite specimen. However, the method requires at least 4 to 5 fracture test (loading-unloading) records. In this study, $G_IC$ of unidirectional graphite/epoxy DCB composites was determined from the elastic work factor approach which uses a single fracture test record. In order to inspect the validity of the elastic work factor approach, $G_IC$ determined from the elastic work factor approach was compared to that of determined from the compliance calibration method. It was shown that $G_IC$ determined from the elastic work factor approach was comparable to that determined from the compliance calibration method. That is, the elastic work factor approach can be used to determine $G_IC$ of unidirectional graphite/epoxy DCB specimen from a single fracture record.

유리섬유 부직포가 삽입된 풍력 블레이드 인발 성형 스파캡 소재의 파괴인성 특성 평가 (Evaluation of Fracture Toughness Characteristics of Pultruded CFRP Spar-Cap Materials with Non-woven Glass Fabric for Wind Blade)

  • 김영철;주근수;박지상;이우경;강민규;김지훈
    • 풍력에너지저널
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    • 제14권3호
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    • pp.83-90
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    • 2023
  • The purpose of this study is to evaluate the inter-laminar fracture toughness characteristics of CFRP pultrusion spar cap materials reinforced with non-woven glass fabric. Test specimens were fabricated by the infusion technique. A non-woven glass fabric and artificial defects were embedded on the middle surface between two pultruded CFRP panels. Double cantilever beam (DCB) and End Notched Flexure (ENF) tests were performed according to ASTM standards. Fracture toughness and crack propagation characteristics were evaluated with load-displacement curves and delamination resistance curves (R-Curve). The fracture toughness results were calculated by compliance calibration (CC) method. The initiation and propagation values of Mode-I critical strain energy release rate value GIc were 1.357 kJ/m2 and 1.397 kJ/m2, respectively, and Mode-II critical strain energy release rate values GIIc were 4.053 kJ/m2 for non-precracked test and 4.547 kJ/m2 for precracked test. It was found that the fracture toughness properties of the CFRP pultrusion spar-cap are influenced by the interface between the layers of CFRP and glass fiber non-woven.