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문제 정의
- 는 하중이 일정하게 유지되는 변위가 50mm 이상인 구간에서의 평균박리하중으로 결정하였다. 본 연구는 인장하중에 의한 접착제층의 파괴와 관련된 접착제 물성치의 평가를 목적으로 하기 때문에 전단응력의 영향이 없어야 한다. 또한 일반적인 접착요소는 인장응력과 전단응력이 동시에 작용하는 Mixed mode 거동을 하기 때문에 인장모드 시험인 T 형 박리시험에서도 전단응력 분포양상이 파괴하중에 미치는 영향을 반드시 평가하여야 한다.
- 11 의 (b)에 나타낸 것과 같이 유한요소해석 모델과 동일한 치수로 프레스 가공용 강판인 SPCUD 를 이용하여 T 형 박리시험편을 제작하였다. 본 연구에서 사용한 접착요소는 여러가지 접착제의 파괴모드 중 접착제층 내의 파괴발생시 접착제층의 파괴거동을 나타내기 위한 요소이다. 그러므로 T 형 박리시험에서 접착제 층의 파괴가 발생하는 접착파괴가 발생하여야만 본 연구에서 제안한 CZM 을 이용한 접착제 물성평가 방법의 적용이 가능하다.
- 본 연구에서는 B.R.K. Blackman이 지적한 문제점을 보완하기 위하여 맞대기 이음시험을 통하여 ( σmax )I 을 결정하고, GIC 를 T 형 박리시험을 통해 결정하였다.
- 본 연구에서는 T 형 박리시험을 통해 평가된 접착제의 파괴인성 GIC 값을 검증하기 위해 ASTM D 3433 규격(11)의 TDCB 시험을 수행하였다. TDCB 시험시 시험편에 인가된 하중에 대한 균열성장거리를 측정하였다.
- 본 연구에서는 접착제 인장시험, 맞대기 접착이음시험 및 T 형 박리시험을 이용하여 접착제의 인장물성평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법으로 접착제의 탄성계수, 임계응력 ( σmax )I 및 파괴인성 GIC 를 평가하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 본 연구에서는 접착제의 탄성계수 E 를 평가하기 위해 접착제 인장시험을 실시하였다. EN ISO 527-2 규격(6)에 따라 이형 실리콘을 이용하여 인장시험편 형상의 틀을 만들고, 접착제를 이형 실리콘 틀에 채워 경화시켰다.
- 경화시 접착제와 이형 실리콘틀 사이에 많은 기공이 발생하기 때문에 경화 후 기계가공을 하여 접착제 시험편의 표면부에 존재 하는 기공을 제거하였다. 표면부의 기공은 기계가 공으로 제거가능하나 내부의 기공은 제거하기 불가능하므로 본 연구에서는 3D X-ray CT 를 이용하여 접착제 인장시험 편의 내부에 기공의 존재여부를 평가하였다. Fig.
가설 설정
- 또한 B.R.K. Blackman(5)은 σmax 을 접착제의 인장강도로 TDCB (Tapered double cantilever beam) 시험에 의해 평가된 GC 값을 가정하여 평가하였다.
- 즉, 유한요소해석시 접착제층에 나타나는 전단응력이 없거나 전단응력에 의한 영향을 무시할 수 있을만큼 작아야 한다. 본 연구에서는 T 형 박리시험에서 박리하중 LP에 미치는 전단응력의 영향을 조사하기 위해 손상 값 시작 이전의 거동은 Von-Mises 거동과 동일한 것으로 가정하여 유한요소해석을 수행하였다. 이때 임의의 접착요소에서 발생하는 인장 및 전단응력의 변화를 조사하여 전단응력의 영향이 없음을 검증하였다.
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