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        평직 복합재료의 섬유 배열각도별 CFRP피로 균열 성장 평가

        금진화(Jin-Hwa Geum),최정훈(Jung-Hun Choi),박홍선(Hong-Sun Park),구재민(Jae-Mean Koo),석창성(Chang-Sung Seok) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.6

        많은 연구자들이 평직 탄소섬유강화플라스틱에 대해서 연구해왔지만 피로 균열 진전에 관한 연구는 아직도 미지한 상태이다. 그리고 하중과 섬유 배열 각도에 따라 균열 진전 양상이 다름을 알 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 개의 섬유 배열각도(0°, 45°)에서 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전에 대해 연구하였다. 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전 테스를 하중비 0.1에 10㎐로 수행하였다. 그 시험 결과로써, 피로 균열 진전 속도(da/dN)와 에너지해방률(ΔG)과의 그래프를 도출하였고, 섬유 배열 각도에 따른 균열 진전 양상을 0°의 경우에는 Mode I를 적용하였고, 45°의 경우에는 Mixed Mode를 적용하였다. Many researchers have studied woven fabric carbon-fiber-reinforced composite (CFRP) materials but the study of fatigue crack propagation in composites has been insufficient. It has known that the crack propagation behavior differs depending on the load and the fiber direction. In this study, the fatigue crack propagation along two different fiber array directions (0°, 45°) in plain woven CFRP composite was investigated. Fatigue crack propagation tests were conducted on the woven CFRP composite under a sinusoidal waveform load with stress ratios of 0.1 at a frequency of 10 ㎐. Once the results of the tests were obtained, fatigue crack propagation rates (da/dN) were plotted against the energy release rate amplitude (ΔG), and it was observed that either mode I crack propagation or mixed mode crack propagation occurs depending on the fiber array direction.

      • 충격을 받은 탄소섬유강화 복합재료의 잔류강도 평가

        박홍선(Hong Sun Park),최정훈(Jung Hun Choi),강민성(Min Sung Kang),구재민(Jae Mean Koo),석창성(Chang Sung Seok) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.4

        탄소섬유 강화 복합재료는 높은 비강도와 비강성을 지니고 있어 여러 산업 분야에서 그 사용이 증가하고 있다. 복합재료는 여러겹으로 적층하여 제작하기 때문에 두께 방향으로의 강도가 부족하고, 외부 물체의 충돌에 의한 충격 손상에 매우 취약하다. 따라서 재료의 건전성 및 신뢰성을 확보하기 위해서는 충격 손상 후의 재료 거동 및 하중지지능력에 대한 평가 및 해석이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 자유 낙하 충격 시험을 통해 탄소섬유강화 복합재료에 충격 손상을 가하고 그에 대한 충격 후 잔류 강도 시험을 통해 충격에너지에 따른 재료의 거동에 대해서 평가하고, 섬유배열 방향에 따른 충격 후 잔류 강도 거동을 평가함으로써 임의의 각도를 갖는 시편에 대한 잔류 강도를 예측 및 평가하고자 한다. Composite materials have a higher specific strength and modulus than traditional metallic materials. The uses of composite materials increase in various industries. These, however, are susceptible to impact damage due to their lack of through-thickness reinforcement and it causes large drops in the load-carrying capacity of a structure. Therefore, the impact damage behavior and subsequently load-carrying capacity of impacted composite materials deserve careful investigation. In this study, the residual strength and impact characteristics of plain-woven CFRP composites with impact damage are investigated under axial tensile test. Impact test was performed using drop weight impact tester. And residual strength behavior by impact was evaluated. Also we evaluated and predicted the residual strength in according to the fiber-arrayed angle.

      • 평직 CFRP 복합재료의 원공노치 보강부에 대한 강도평가

        박준호(Jun-Ho Park),권오헌(Oh-Heon Kwon),윤유성(Yu-Seong Yun),강지웅(Ji-Woong Kang) 대한기계학회 2007 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2007 No.10

        The CFRP composite material has unique properties that offer high strength and stiffness, even though it has light weight. Therefore it can be used in many applications such as ship, transportation, aerospace and electronic fields. When mechanical fasteners are used for joining composites, high stress concentrations appear near the edge of holes prepared for accommodating structural bolts and rivets. These presence of high stress concentrations can be a source of damage. Here the circular hole was repaired with the repair element material. And then, failure behaviors were compared by two kinds of cases. The aim of this work is to evaluate fracture behavior and patterns of plain woven CFRP with the repaired circular hole. The employed materials are CF 3327 EPC, plain woven carbon prepreg.

      • SCOPUSKCI등재

        충격손상을 받은 항공기용 복합재료의 잔류강도 평가

        최정훈(Jung-Hun Choi),강민성(Min-Sung Kang),신인환(In-Hwan Shin),구재민(Jae-Mean Koo),석창성(Chang-Sung Seok) Korean Society for Precision Engineering 2010 한국정밀공학회지 Vol.27 No.2

        Composite materials have a higher specific strength and modulus than traditional metallic materials. Additionally, these materials offer new design flexibilities, corrosion and wear resistance, low thermal conductivity and increased fatigue life. These, however, are susceptible to impact damage due to their lack of through-thickness reinforcement and it causes large drops in the load-carrying capacity of a structure. Therefore, the impact damage behavior and subsequently load-carrying capacity of impacted composite materials deserve careful investigation. In this study, the residual strength and impact characteristics of plain-woven CFRP composites with impact damage are investigated under axial tensile test. Impact test was performed using drop weight impact tester. And residual strength behavior by impact was evaluated using the caprino model. Also we evaluated behavior of residual strength by change of mass and size of impactor. Examined change of residual strength by impact energy change through this research and consider impactor diameter in caprino model.

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