In this research, the dynamic photoelastic experimental hybrid method for bimaterial is introduced. Dynamic biaxial loading device is developed, its strain rate is 31.637 s-1 and its maximum impact load is 20 ton. Manufactured methods for model of the dynamic photoelastic experiment for bimaterial are suggested. They are bonding method(bonding material: AW106, PC-1) and molding method. In the bonding method, residual stress is not occurred in the manufactured bimaterial. Crack is propagated along the interface or sometimes deviated from the interface. While in the molding method, residual stress is occurred in the manufactured bimaterial. Crack is always deviated from the interface and propagated in the epoxy region(softer materila). In order to propagate with constant velocity along the interface of bimaterial with arbitrary stiffer material, edge crack should be located along the interface of the acute angle side of the softer material in the bimaterial.
In this research, the relationships between static bimaterial constant and dynamic oscillation index are studied. It was certified that static bimaterial constant has the same form equation as the dynamic oscillation index. Bimaterial constant and oscillation index are increased with the increment of Young's modulus ratio and approached to the some value. Isochromatic fringe patterns are slanted to the left side with increment of bimaterial constants and oscillation index. Though patterns of stress components in above the crack surface are similar to each other, their magnitudes are different a little. In the ahead of crack tip, there are big differences in the isochromatic fringe patterns and their magnitudes. The influence of bimaterial with Young's modulus ratio is bigger in the propagation crack than in the stationary crack.
The Si3N4 composites reinforced with carbon-coated SiC whiskers were fabricated by hot-pressing at 180$0^{\circ}C$ for 2 hours to examine the effects of carbon-coated whiskers on the mechanical properties of SiC whisker reinforced Si3N4 composites. The flexural strength of the Si3N4 composites and Si3N4 monolith respectively. The weak interfacial bond between carbon-coated SiC whiskers and Si3N4 matrix which enhances the crack deflection and whisker pull-out could contribute to the improvement of mechanical properties of the composites.
Two NbCx-C1-x/Y2O3/Ti sputter-coated Al2O3 substrates (L 5.5 cm$\times$W 0.5 cm) were diffusion bonded together using hot press method at 95$0^{\circ}C$ for 3 hours under 1 MPa of applied pressure. 4 points bending tests were used to evaluate the mechanical performance of these precracked laminate beams. Two types of mechanical responses were observed: crack penetration through the interface for x=0.75, 1 and crack deflection into an interface for x=0.25, 0.5. The Al2O3/NbCx-C1-x/Y2O3/Ti system suggested here has been proves to be effective for the thermokinetical stability and tailorability of the interfaces of Al2O3/Ti composites at 95$0^{\circ}C$.
In this paper, the plane elasticity equations are used to investigate the in-plane normal (mode I) and shear (mode II) behavior of a crack perpendicular to and terminating at the interface in bonded media with a graded interfacial zone. The interfacial Bone is treated as a nonhomogeneous interlayer with the continuously varying elastic modulus between the two dissimilar, homogeneous semi-infinite constituents. For each of the individual loading modes, based on the Fourier integral transform technique, a singular integral equation with a Cauchy kernel is derived in a separate but parallel manner. In the numerical results, the values of corresponding modes of stress intensity factors are illustrated for various combinations of material and geometric parameters of the bonded media in conjunction with the effect of the material nonhomogeneity within the graded interfacial zone.
면외 기계적 하중 및 면내 전기적 하중하의 횡등방성 이종 압전재료에 대한 계면균열문제를 해석하였다. 복소함수를 도입하여 문제를 수식화 하고, 이로부터 Hilbert 문제를 구성하였다. Hilbert 문제를 풀므로써, 일반해를 얻었다. 일반해를 사용하여, 반무한 균열 혹은 한 개 유한균열 및 두 개 유한균열에 대한 폐형 해를 각각 구하였다. 이때 하중은 한 개의 집중 기계하중 및 전기적하중이 균열면에 작용한다. 이 문제는 기하조건만 동일하면, 임의의 하중에 대해서도 해를 얻을 수 있는 Green 함수로서 사용될 수 있다.
복합재료/금속 접착 조인트의 파손기준을 제시하기 위하여 다양한 혼합모드 하중상태에서 계면파괴인성을 측정하였다. 계면파괴인성은 SLB 시편을 이용하여 측정하였으며 시편의 두께를 변화시킴으로 모드 혼합비율을 다양하게 설정하였다. 실험결과 계면의 파괴인성은 균열 열림에 비해 균열 미끄러짐 모드의 비율이 높은 하중상태에서 더 큰 값을 나타내었다. 균열 열림 및 미끄러짐 하중모드에 따른 계면파괴 거동의 차이를 균열진전 과정을 관찰한 현미경 영상을 기초로 고찰하였다. 표면 거칠기가 접착 강도에 미치는 영향 또한 고찰되었다.
본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 보강된 시험체의 주요 파괴모드인 계면모드인 계면박리 모드에 의한 부재의 파괴를 규명하는 것이다. 탄소섬유쉬트로 보강된 손상된 보시험체의 계면박리 모드를 해석하기 위하여 선형탄성 파괴역학(LEFM)의 컴플라이언스법과 유한요소법을 사용하여 계면파괴 역학변수인 에너지해방율(strain energy release rate, G)을 고찰하였다. 손상된 단순 보시험체의 해석결과, 최대 에너지해방율($G_{max}$)은 에폭시 접착두께에 관계없이 바깥 휨균열에서 시작된 계면 전단 균열 길이가 18mm 부근에서 발생하였다. 보강보의 강도 해석결과, 극한강도 설계법에 따른 단면의 공칭 휨 강도에 대한 계면박리에 의해 부재가 파괴되는 것으로 해석되었다. 또한 적용된 접착두께 1mm~3mm는 에너지해방율에 거의 영향을 미치지 않아 계면박리의 주요 인자가 아닌 것으로 나타났다.
본 연구에서는 균질재료에 대하여 Vitec, Riedel, Yokobori와 Kamei 등이 사용되었던 모델을 계면균열문제에 도입하였다. 즉, 균열선단에 기울어진 슬립면 (Slip plane)을 가정하고 소성역이 이 슬립면 상에 존재한다고 가정하여 이 모델에 모우드 III의 응력이 작용하는 경우에 대하여 해석하였다.소성여과 균열을 전위 (dislocation)의 연속된 분포로 나타내고 평형조건을 만족하는 전위밀도함수(disl- ocation density function)를 구하였다.이러한 모델의 해석을 통하여 각 재료에서의 의 마찰전단응력의 변화에 따른 소성역의 크기 및 균열선단에서의 상대변위의 변화를 살펴보았다. 또한 이러한 소성역을 가정한 경우의 J-적분과 균열선단에서의 상대 변위와의 관계에 대해서도 살펴보았다.
Oh, Hyoung Seok;Shin, Hyeongyeop;Ju, Youngkyu;Kang, Thomas H.K.
Steel and Composite Structures
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제43권3호
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pp.311-325
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2022
For multi-story structural systems, Korean steel industry has fostered development of a steel-concrete composite beam. Configuration of the composite beam is characterized by steel angle shear connectors welded to a U-shaped cold formed-steel beam. Effects of shear connector orientation and spacing were studied to evaluate current application of the angle shear connector design equation in AC495. For the study, interfacial shear resistance behavior was investigated by conducting 24 push-out tests and attuned using unreinforced push-out specimens. Interfacial shear to horizontal slip response was reported along with corresponding failure patterns. Pure shear connector strength was also evaluated by excluding concrete shear contribution, which was estimated in relation to steel beam-slab interface separation or interfacial crack width.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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