섬유함유율이 0%, 20% 그리고 30%인 단섬유 GF/PP 복합재료를 사용하여 80℃, 50℃ 그리고 실온에서 인장시험을 통하여 온도의 변화에 대한 파괴강도의 거동을 고찰한 결과는 다음과 같다. 1) 유리섬유로 강화하지 않은 순수 PP보다 유리섬유로 강화한 복합재료의 인장강도가 높게 나타났으며 섬유함유율이 증가할수록 그 값은 높게 나타났다. 2) 동일한 섬유함유율을 가지는 GF/PP 복합재료의 온도변화에 따른 인장강도는 실온의 경우가 가장 높게 나타나고 고온으로 갈수록 그 값이 낮게 나타났다. 3) GF/PP 복합재료의 파괴기구는 온도의 변화에 따라 매트릭스의 변형이 나타났으며 섬유의 풀아웃, 섬유와 매트릭스 사이의 디본딩을 관찰할 수 있었으며, 이와 같은 파괴기구가 종합적으로 상호작용한다고 생각된다.

The pin bearing strength is one of the most important design parameters for mechanical joints composed of fiber reinforced composites. Thus the effect of the edge distance and the width of specimen on the pin-bearing strength of unidirectional CFRP composites were experimentally investigated in this paper. As results, the failure modes and the pin bearing strength of mechanical joints turned out to depend on the edge distance and also the width of specimen. The failure of specimen with low ratio of width to hole diameter was caused by the net tension from the hole boundary, on the other hand, the failure of specimen with low ratio of edge distance to hole diameter was caused by the shear-out. The bearing strength in case of the failure by shear-out was quite lower than that in case of failure by net tension.

강도가 각각 다른 세 종류의 프리프레그를 사용하여 일방향 CFRP를 적층하였으며, 모드 I과 모드 II 실험을 통하여 층간 파괴인성치를 고찰하였고, 또한 적층 섬유방향을 변화시킨 사교적층판의 그것도 함께 고찰하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 1) 임계에너지 방출률 G 하(IC)의 값을 컴플라이언스 법, 수정 컴플라이언스 법, 그리고 보이론에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 본 연구에서 사용한 수정식에 의한 값들이 거의 일치하였다. 2) G 하(IC) 값은 대체로 프리프레그의 C, B, A재의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)의 값을 세가지 식에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 거의 일치하였다. 3) 사교적층판의 경우 G 하(IC) 값은 [0/90] 하(6s), [0/45] 하(6s), [0/45/90] 하(6s)의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)는 [0/90] 하(6s), [0/45/90] 하(6s), [0/45] 하(6s)의 순으로 높게 나타났다. 4) 사교적층판과 일방향의 임계에너지 방출률을 비교하였을 때, 모드 I의 경우 일방향의 결과가 다소 높았으며, 모드 II의 경우는 [0/45] 하(6s)의 결과는 거의 일치함을 알 수 있었다.

In this paper the failure mechanisms of polypropylene resin composites filled with calcium carbonate particulates have been studied in the temperature range -50℃ to -50℃ The fillers used are both untreated and surface treated with stearic acid. The impact fracture toughness is evaluated from the impact energy absorbed divided by the uncut ligament area of the specimen. Impact fracture toughness increases as temperature is raised whether the fillers are coated or not. The static fracture toughness of these particular composites is evaluated based on the linear clastic fracture toughness of these particular composites is evaluated based on the linear clastic fracture mechanics. Static fracture toughess decreases with increasing temperature whether the fillers are coated or not. An extended stress whitened zone are observed through a large number of availabel sites for cavitation/debonding along particle matrix interface and matrix deformation.

The critical strain energy release rate and the failure mechanisms of glass-carbon epoxy resin hybrid composites are investigated in the temperature range of the ambient temperature to 80℃. The direction of laminates and the volume fraction are [(+45, -45, 0, 0) sub(2) ] sub(s), 50%, respectively. The major failure mechanisms of these composites are studied using the scanning electron microscope for the fracture surface. Results are summarized as follows: 1) The critical strain energy release rate shows a maximum at ambient temperature and it tends to decrease as temperature goes up. 2) The critical strain energy release rate increases as the content of glass increases, and especially shows dramatic increase for the high glass fiber content specimens. 3) Major failure mechanisms can be classfied such as localized shear yielding, fiber-matrix debonding, matrix micro-cracking, and fiber pull-out and/or delamination.

The SMC composite, now being considered in certain structural applications, is anticipated to experience repeated loading during service. Thus, understanding of the fatigue behavior is essential in proper use of the composite material. In this paper, using the SMC composite composed of E-glass chopped strand and unsaturated polyester resin three point bending fatigue tests are carried out to investigate the fatigue crack propagating behavior under various cyclic stresses and fatigue damage of various microcrack forms. The following results are obtained from this study; 1) Most of the total fatigue life of the SMC composite is consumed at the initial extension or the growth of the macroscopic crack. 2) A Paris' type power-law relationship between the crack propagation rate and stress intensity factor range is obtained, and the value of material constant m is much higher (m=9~11)than that of other metals. 3) In case of high cyclic stress the fatigue damage show high microcrack density and short crack length, but in case of low cyclic stress does it vice versa. 4) Fatigue damage is characterized by microcrack density, crack length and distribution of crack orientation.

본 연구에서는 J 적분을 이용하여 두께의 변화에 따른 파괴인성치의 거동을 검토하기 위하여 두께 25mm의 일반구조용 압연강판을 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm의 CT 시험편을 제작하였다. 이때 크랙비는 z=0.60인 상태에서 두께를 변화시켜가면서 파괴인성수 J 하(C)와 열단계수 T의 거동을 고찰하였다. 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 평면응력 파괴인성치 J 하(C)는 각각의 두께에 대하여 Merkle식에 의한 결과가 가장 높게 나타나고 Rice식, Simpson식, Yoon식의 순서로 나타난다. 2) 평면응력 파괴인성치 J 하(C)는 동일한 J 적분식을 적용하였을 때 두께가 감소함에 따라 증가하였다가 두께 15mm를 기준으로 다시 감소한다. 3) Yoon식을 사용할 경우 평면응력 파괴인성치 J 하(C)와 시험편 두께 B의 상관관계를 무차원화시켜 다음과 같은 실험식을 얻었다. J 하(C)/J 하(IC)=1.7-15.1(B/W)+112.9(B/W) 상(2) -301.3(B/W) 상(3) +260.6(B/W) 상(4) R=0.999 4) 열단계수 T는 각각의 두께에 대하여 Merkle식에 의한 결과가 가장 높게 나타나며, Rice식, Simpson식, Yoon식에 의한 결과의 순으로 나타난다. 5) 열단계수 T는 각각의 단면의 두께에 대하여 동일한 J 적분식을 적용하였을 때 두께의 변화에 따라 거의 일정한 값을 나타내며, 이에 많은 대한 연구 검토가 요망된다

본 연구에서는 피로파괴에 영향을 주는 여러 인자중에서 우선 피로크랙전파에 대한 시험편 두께의 영향을 검토하기 위하여 최초 두께 25mm인 일반구조용 압연강재를 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm인 CT 시험편을 가공한 후 인장-인장편진반 복피로시험을 행하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 피로수명이 가장 짧게 나타나는 임의의 시험편 두께가 존재하며, 본 실험의 경우에는 두께 15m인 시험편의 경우 피로수명이 가장 짧게 나타났다. 2. 피로크랙의 발생은 두께가 두꺼운 시험편의 경우가 늦지만 피로크랙 성장은 두꺼운 시험편의 경우가 빠르게 나타났다. 3. 본 실험에서 paris시의 계수 m의 값은 절위는 1.98~4.59로서 시험편의 두께가 두꺼울수록 m의 값이 크게 된다.(이 논문의 결론부분임)

In this paper, the I-resistance curve of low-carbon steel with 3 mm thickness was investigated for various crack ratios. The experiments were carried out for the center cracked tension (CCT) specimen with about 50 mm width on an instron machine. The plane stress fracture toughness obtained by the Simpson's formula was Ii. = 24.96 kgffmm. Simpson's formula which considers crack growth in obtaining J integral showed more conservative lin than Rice's and Sumpter's. For materials that may be approximated by the Ramberg and Osgood stress strain law, the relevant crack parameters like the J integral, load line displacement are approximately normalized. Crack driving forces in terms of the I integral are computed for low-carbon steel CCT specimen using the above estimation scheme. Comparison of the prediction with actual experimental measurements by Simpson's formula showed good agreement for several different sized specimen.

본 연구에서는 양쪽크랙 인장시험편을 이용한 평면응력 파괴인성치 J 하(1C)를 검토하기 위하여, 두께 4.5mm 일반구조용 압연강판(SS41)을 균질화 및 연화처리하고 각각의 경우에 대하여 크랙비가 0.55, 0.65, 0.75인 시험편을 준비하여 J 하(1C) 및 저항곡선의 거동을 고찰하였다. 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 양쪽 크랙 인장시험편을 사용하여 J 하(1C)를 구한 값은 한계하중에 의한 방법이 Rice가 제안한 방법보다 크게 나타남을 알 수 있다. 2) Rice가 제안한 방법으로 J 하(1C)는 실험한 크랙비 범위 0.55-0.75에서 거의 일정한 값을 나타내고 저항곡선의 기울기는 크랙비에 따라 증가하였다. 3) Rice가 제안한 방법으로 [SS41의 J 하(1C)의 평균값은 모재는 22.8kgf/mm, 균질화 처리재는 24.7kgf/mm, 연화처리재는 26.9kgf/mm를 얻었다