• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
• /
• pp.370-376
• /
• 2001

When an adhesive joint is exposed to high environmental temperature, the tensile load capability of the adhesive joint decreases because the elastic modulus and failure strength of structural adhesive decrease. The thermo-mechanical properties of structural adhesive can be improved by addition of fillers to the adhesive. In this paper, the elastic modulus and failure strength of adhesives as well as the tensile load capability of tubular single lap adhesive joints were experimentally and theoretically investigated with respect to the volume fraction of filler (alumina) and the environmental temperature. Also the tensile modulus of the fille containing epoxy adhesive was predicted using a new equation which considers filler shape, filler content and environmental temperature. The tensile load capability of the adhesive joint was predicted by using the effective strain obtained from the finite element analysis and a new failure model, from which the relation between the bonding length and the crack length was developed with respect to the volume fraction of filler.

• Composites Research
• /
• 제12권2호
• /
• pp.26-35
• /
• 1999

모달변형에너지법과 조화진동해석법을 이용하여 겹침이음부와 부분층댐버를 갖는 보에 대해 유한요소모델을 설정하고 진동감쇠특성을 연구하였다. 모달변형에너지법과 조화진동해석법으로 구한 계의 공진주파수와 손실계수는 거의 같은 값ㅇ르 보였으며, 형상의 변화에 따른 손실계수 변동경향은 이론해석에 의한 결과와 유사하였다. 부분층댐퍼의 위치, 점탄성층과 보강탄성층의 두께 및 탄성계수의 변화가 계의 손실계수에 미치는 영향을 파악하였으며, 점탄성층의 손실계수변화에 따른 영향도 검토하였다. 이들 결과로부터 계의 감쇠효과를 극대화하기 위한 구조물의 형상 및 물성조건을 제시하였다.

• Composites Research
• /
• 제24권4호
• /
• pp.48-54
• /
• 2011

본 연구에서는 탄소/에폭시 복합재 단일겹침 접착체결부의 염수 수분율이 체결부의 강도 및 파손모드에 미치는 영향을 연구하였다. 시편은 이차접착 방식으로 제작하였고, $71^{\circ}C$, 3.5% 염수환경에서 수분율 0, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0%(포화상태)를 갖도록 노출시켰다. 수분율별 시편은 각 8개씩이고, 두 종류의 시험환경을 고려하여 총 80개의 시편에 대한 시험을 수행하였다. 시험결과 복합재 체결부의 강도는 수분율이 2%(포화상태)에 도달하면 감소하지만 그 이전 과도상태(약 1% 근처까지)에서는 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 또한 수분율 1%까지는 고온 환경에서의 강도가 상온 강도보다 2~5% 가량 높게 나타났다. 그러나 수분 포화된 고온 환경 체결부의 강도는 상온 강도 대비 약 5% 가량 저하되는 것으로 나타났다.

• Composites Research
• /
• 제25권3호
• /
• pp.65-69
• /
• 2012

본 논문에서는 금속 핀으로 보강된 일체성형 복합재 단일겹침 체결부에 대해, 보강 핀이 체결부의 파손거동에 미치는 영향을 시험으로 연구하였다. 핀의 지름(0.3, 0.5, 0.7 mm)과 밀도(0.5, 2.0, 4.0%)를 달리하여 총 6종류의 시편을 제작하였다. 복합재료와 보강핀은 각각 Toray사의 일방향 탄소-에폭시 프리프레그 T700-12K-31E#2510와 스테인리스 강이다. 핀 밀도가 매우 낮은 한 경우(0.5%)를 제외하고는, 모든 체결부에서 두께방향 핀의 보강으로 인해 초기균열의 발생이 더 빨라지는 것으로 나타났다. 그러나 극한강도는 최대 45%까지 증가하고, 특히 접착면의 완전한 분리 후에도 대변형 상태에서 핀이 추가적인 하중을 지지함으로써, 구조물이 안정적 파괴거동을 갖도록 하는 것을 확인하였다.

• 접착 및 계면
• /
• 제7권4호
• /
• pp.1-9
• /
• 2006

The single lap joint is the most studied joint in the literature in terms of both theory and practice. It is easy to manufacture and the lap shear strength is a useful value for strength assessment and quality control. Simple design rules exist such as the one present in standard ASTM 1002 or in a recent paper by Adams and Davies. The main factors that have an influence on the lap shear strength are the type of adhesive, i.e. ductile or brittle, the adherend yield strength and the overlap length. The overlap increases the shear strength almost linearly if the adhesive is sufficiently ductile and the adherend does not yield. For substrates that yield, a plateau is reached for a certain value of overlap corresponding to the yielding of the adherend. For intermediate or brittle adhesives, the analysis is more complex and needs further investigation. In order to quantify the influence of the adhesive, the adherend and the overlap on the lap shear strength, the experimental design technique of Taguchi was used. An experimental matrix of 27 tests was designed and each test was repeated three times. The influence of each variable could be assessed as well as the interactions between them using the statistical software Statview. The results show that the most important variable on the lap shear strength is the overlap length followed by the type of adherend.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.194-200
• /
• 2013

복합재료 적층판 기계적 체결부 표준시험(ASTM D5961) 결과에 대하여 이론적 강도 계산 및 유한요소 해석결과를 비교한다. 응력집중계수를 산출하기 위하여 ASM Handbook의 금속 및 복합재료에 대한 산출식을 이용하여 실험 결과값과 비교한다. 형상학적 인자들과 체결방식(단일/이중 겹칩)에 따른 체결강도의 차이도 비교한다. 유한요소 해석에 있어, 복합재료 적층판의 기계적 체결부의 효율적인 유한요소 모델을 찾기 위해 몇 가지 유한요소 모델들과 실험 결과들을 비교한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2010

복합재료 구조물에서 조인트 부위는 매우 취약한 부분이다. 본 논문에서는 후판 알루미늄-알루미늄 조인트 및 복합재-알루미늄 조인트를 접착제로 접합하여 제작한 다음, 인장실험을 수행하여 파손형태를 고찰하였다. 또한, 항복 변형률에 기초한 수정 파손영역 이론을 제안하였으며, 파괴모드별 파손하중과 상호 비교하였다. 후판 알루미늄-알루미늄 조인트와 복합재-알루미늄 조인트의 파손강도를 동일한 파손기준값을 적용하여 예측하였으며, 제작된 14종류의 시편에서는 최대 19.3% 오차범위 내에서 파손강도를 예측할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제53권2호
• /
• pp.373-392
• /
• 2015

In the present work, structural joints have been modeled as a pair of translational and rotational springs and frequency equation of the overall system has been developed using sub-structure synthesis. It is shown that using first few natural frequencies of the system, one can obtain a set of over-determined system of equations involving the unknown stiffness parameters. Method of multi-linear regression is then applied to obtain the best estimate of the unknown stiffness parameters. The estimation procedure has been developed first for a two parameter joint model and then for a three parameter model, in which cross coupling terms are also included. Two cases of structural connections have been considered, first with a cantilever beam with support flexibility and then a pair of beams connected through lap joint. The validity of the proposed method is demonstrated through numerical simulation and by experimentation.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권1호
• /
• pp.1-5
• /
• 2019

본 연구는 접착조인트의 파손모드 및 파손강도 연구를 위해 단일 겹침 시편(Single lap shear joint)을 이용하여 해석을 실시하였다. 알루미늄과 스틸, Araldite 접착제를 이용, 시편을 제작하여 인장시험을 진행하였으며 시험데이터를 이용, 유한요소해석 결과와 비교 분석하였다. 알루미늄과 스틸, 접착제 모두 비선형해석을 통해 정확한 거동을 묘사하고자 하였다. 시험결과 파단강도는 Overlap length와 Width가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 또한 이종재료 조인트의 경우 동종재료 조인트와 비교 시 10~17% 정도의 파손강도 증가를 보였다. 이는 강성이 강한 스틸을 함께 사용함으로써 판재의 굽힘변형이 줄어들고 이를 통해 본드의 응력집중을 막는 효과를 가져왔기에 나타난 현상으로 분석된다. 유한요소해석을 통한 응력분포 및 변형률 분포를 분석한 결과 동종재료의 경우 본드 양 끝단, 이종재료의 경우 강성이 약한 판재와 가까운 부분에서 집중이 발생하였다. 응력집중 및 파손의 주요 인자를 확인하기 위해 본드의 각 성분 별 응력 값을 측정해 본 결과 1-3방향 전단응력 이 파손의 가장 큰 인자로 분석되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권3호
• /
• pp.315-321
• /
• 2010

반복 인장하중이 가해지는 외면겹치기 동시경화조인트는 피접합물의 경계면 가장자리에서 균열이 발생하여 전체 파손에 이르게 되는데, 그 과정 중 피접합물의 경계면에서 발생하는 부식 현상이 중요한 영향을 미치게 된다. 그러므로 본 논문에서는 외면겹치기 동시경화조인트의 피로 파괴에 미치는 부식 현상의 영향을 규명하기 위하여 접합부 계면의 표면조도와 피접합물의 하나인 복합재료의 적층 각도의 변화에 따른 피로실험을 수행하였으며 유한요소해석을 통하여 얻은 경계면 응력 분포와 비교, 분석하였다.