초록 ▼

기존의 SBT(단순보 이론) 분석법은 보의 회전 영향이나 경사를 가진 보의 실제 형상을 고려하지 않았고, 보 끝단 내부의 회전에 대한 수정계수만으로는 미국재료시험학회(ASTM) 기준에 충족되지 않는다. 따라서 유럽 구조물 보전 협회(ESIS)에 의해 제안된 CBT(수정보 이론) 분석법을 본 연구에 적용하였다. 또한 접착제로 접합된 DCB 및 TDCB 시험편에 CBT분석법을 적용하여 복합재료의 임계 파괴 에너지 GC 값을 계산함으로서 파괴인성치를 연구하였다. 영국 공업 규격(British standard ; BS 7991)과 ISO

기존의 SBT(단순보 이론) 분석법은 보의 회전 영향이나 경사를 가진 보의 실제 형상을 고려하지 않았고, 보 끝단 내부의 회전에 대한 수정계수만으로는 미국재료시험학회(ASTM) 기준에 충족되지 않는다. 따라서 유럽 구조물 보전 협회(ESIS)에 의해 제안된 CBT(수정보 이론) 분석법을 본 연구에 적용하였다. 또한 접착제로 접합된 DCB 및 TDCB 시험편에 CBT분석법을 적용하여 복합재료의 임계 파괴 에너지 GC 값을 계산함으로서 파괴인성치를 연구하였다. 영국 공업 규격(British standard ; BS 7991)과 ISO 국제규격(ISO 11343)에 의거하여 알루미늄 폼 복합재의 접착 시험편을 고안하고 제작하였다. 이중 외팔보(DCB)와 경사진 이중 외팔보(TDCB) 형태의 알루미늄 폼 접착시험편에 가해지는 하중형태는 Mode Ⅰ(열린 모드)으로서 충격피로 실험을 하였다. 또한 이 두 가지 형태의 시험편들을 가지고 Mode Ⅱ(전단 모드)와 Mode Ⅲ(찢음 모드)로도 확장하여 실험을 하였다. 충격피로에 의한 알루미늄 폼 시험편의 균열 성장 형태 및 접합된 연결부들의 파괴를 초고속카메라로 촬영하였고 그 결과를 분석하였다.

알루미늄 폼 복합재 시험편의 접합면에 대한 파괴 에너지 GC 값과 그 탄소성 특성에 대한 데이터를 바탕으로 유한요소모델을 개발하였다. 실험에서 얻어진 데이터와 재료의 기계적인 특성을 이용하여 실험에 사용된 알루미늄폼 접착 시험편과 기하학적으로 동일한 형상으로 모델링하여 시뮬레이션을 하였다. 또한 이 시뮬레이션 해석 결과와 실제 실험 결과를 비교하였고 해석과정에서는 ANSYS 프로그램을 사용하였다. 본 연구 프로젝트가 성공적으로 진행됩으로서, 충격피로가 작용하는 접착제로 접합된 구조물의 파단을 예측하고 동적 파손 해석을 정확히 수행하는 데에 사용될 것이다. 또한 접합된 재료가 충격 하중을 받음으로 인해 접합면을 따라서 동적 균열선단이 전파되는 경우 그 파괴 거동 및 임계 파괴 에너지 GC 값을 예측할 수 있는 방안이 제시된다. 접착제로 접합된 복합재의 동적 균열 문제를 연구함으로서 균열의 전파 시작점과 끝점, 또는 균열의 전파방향이 예측될 수 있다.

그리고 접합된 구조물의 파손형상을 정확하게 규명함으로서 안전 설계에 필요한 기본적인 자료를 제시하였다.
알루미늄 폼 접착 구조물의 파괴 거동 및 균열 성장에 대한 본 연구 결과를 체계적으로 조사함으로서 첨단소재의 재질 개선(자동차, 항공기, 제강업), 안전설계 및 안전수명의 평가(건설업, 원자력 발전소 등)에 산업적으로 이용될 가치가 클 것이다.

( 출처 : 연구결과 요약문 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5 1. 연구과제의 개요 ... 5 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7 5. 연구결과의 활용계획 ... 7 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8Ⅲ. 연구성과 ... 9끝페이지 ... 23