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단일재 알루미늄과 알루미늄/유리섬유 적층재의 결함 위치에 따른 응력분포 및 균열발생 거동

Stress Distribution and Crack Initiation Behavior due to the Defect Locations in Monolithic Aluminum and Al/Glass Fiber Laminates

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.29 no.2 = no.233, 2005년, pp.284 - 292  

송삼홍 (고려대학교 기계공학과) ,  김종성 (현대자동차 남양연구소) ,  오동준 (안동대학교 기계교육과) ,  윤광준 (건국대학교 항공우주공학과) ,  김철웅 (건국대학교 인공근육연구센터)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Material flaws in the from of pre-existing defects can severely affect the crack initiation. Stress distribution and crack initiation life of engineering materials such as monolithic aluminum alloy and Al/Glass fiber laminate may be different according to the defect location. The aim of this study i...

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 단일재 알루미늄과 알루 미늄/유리섬유 적층재에 존재하는 원공과 결함의 상호위치가 응력집중계수(K, ) 및 응력분포에 미치는 영향을 평가하고자 유한요소 해석을 각각 수행하였다. 또한, 피로시험을 통하여 단일재 알루 미늄과 알루미늄/유리섬유 적층재의 결함 위치에 따른 균열발생 거동을 비교.
  • 본 연구에서는 단일재 알루미늄과 알루미늄/유리섬유 적층재의 원공 주변에 결함이 존재할 때, 결함의 위치가 응력집중계수, 응력분포, 균열발생 거동에 미치는 영향에 대해 고찰해보았다. 또한, 결함의 위치가 균열발생수명에 미치는 영향에 대해 고찰해 보았다. 그리고 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 연구에서는 단일재 알루미늄과 알루미늄/유리섬유 적층재의 원공 주변에 결함이 존재할 때, 결함의 위치가 응력집중계수, 응력분포, 균열발생 거동에 미치는 영향에 대해 고찰해보았다. 또한, 결함의 위치가 균열발생수명에 미치는 영향에 대해 고찰해 보았다.
  • 8em;">의해 응력집중계수 및 응력분포가 변화한다. 본 절에서는 단일재 알루미늄과 알루미늄/유리섬유 적층재의 결함위치에 따른 응력집중계수의 변화 및 응력분포에 대해 살펴보았다.
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참고문헌 (15)

  1. Lawcock, G., Ye, L. and Mai, Y. W., 1997, 'Progressive Damage and Residual Strength of a Carbon Fiber Reinforced Metal Laminate,' Journal of Composite Materials, Vol. 31, No.8, pp. 762-787 

  2. Guo, Y. and Wu, X., 1999, 'Bridging Stress Distribution in Center-Cracked Fiber Reinforced Metal Laminates : Modeling and Experiment,' Engineering Fracture Mechanics, Vol. 63, pp.147-163 

  3. Takamatsu, T., Matsumura, T., Ogura, N., Shimokawa, T. and Kakuta, Y., 1999, 'Fatigue Crack Growth Properties of a GLARE3-5/4 ?Fiber/Metal Laminate,' Engineering Fracture Mechanics, Vol. 63, pp. 253-272 

  4. Marissen, R., 1988, 'Fatigue Crack Growth in ARALL. A Hybrid Aluminum-Ararnid Composite Material, Crack Growth Mechanics and Quantitative Predictions of the Crack Growth Rate,' Report LR-574, Aerospace Eng., Delft Univ. of Tech., the Netherlands 

  5. Song Sam-Hong and Kim Cheol-Woong, 2001, 'The Mixture Ratio Effect of Epoxy Resin, Curing Agent and Accelerator on the Fatigue Behavior of FRMLs,' Transactions of the KSME A, Vol. 25, No.4, pp. 592-601 

  6. Song Sam-Hong and Kim Cheol-Woong, 2001, 'The Delamination and Fatigue Crack Propagation Behavior in A15052/AFRP Laminates Under Cyclic Bending Moment,' Transactions of the KSME, A, Vol. 25, No.8, pp. 1277 -1286 

  7. Song Sam-Hong and Kim Cheol-Woong, 2003, 'Fatigue Crack and Delamination Behavior in the Composite Material Containing a Saw-cut and Circular Hole (1) - Aramid Fiber Reinforced Metal Laminates-,' Transactions of the KSME A, Vol. 27, No.1, pp. 58-65 

  8. Murakami, Y. and Nemat-Nasser, S., 1982, 'Interaction Dissimilar Semi-Elliptical Surface Flaws under Tension and Bending,' Engineering Fracture Mechanics, Vol. 16, pp. 373-386 

  9. Gunnink, J. W., 1990, 'Aerospace ARALL the Advancement in Aircraft Materials,' 35th International SAMPE Symposium, pp. 1708-1721 

  10. Peterson, R. E., 1974, Stress Concentration Factors, John Wiley & Sons, Inc., pp. 1-19 

  11. Lawcock, G., Ye, L. and Mai, Y. W., 1995, 'Novel Fiber Reinforced Metal Laminates for Aerospace Applications - A Review, Part I Background & General Mechanical Properties,' SAMPE Journal, Vol. 31, No.1, pp. 23-31 

  12. Manson, S. S., 1953, 'Behavior of Materials under Conditions of Thermal Stress,' Heat Transfer Symposium, Univ. of Michigan, Engineering Research Institute, pp. 9-75 

  13. Braglia, B. L. and Hertzberg, R. W., 1979, 'Crack Initiation in a High Strength Low-Alloy Steel,' Fracture Mechanics, ASTM STP 677 

  14. Song Sam-Hong and Kim Cheol-Woong, 2003, 'The Analysis of Fatigue Behavior Using the Delamination Growth Rate $(dA_D/da)$ and Fiber Bridging Effect Factor $(F_{BE})$ in AUGFRP Laminates,' Transactions of the KSME A, Vol. 27, No.2, pp. 317-326. 

  15. Parti, O. and Schijve, J., 1993, 'Multiple-site damage in 2024- T3 Alloy Sheet,' International Journal of Fatigue, Vol. 15, No.4, pp. 293-299 

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