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GFRP-알루미늄 하니컴 하이브리드 적층판의 압축 및 굽힘 파괴거동과 음향방출해석

Acoustic Emission Characteristics and Fracture Behaviors of GFRP-Aluminum Honeycomb Hybrid Laminates under Compressive and Bending Loads

구자욱|최낙삼|이기호
한국복합재료학회 (The Korean Society For Composite Materials)|2009.12|Composites Research|제22권 제6호|pp. 23-31

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비파괴 평가Nondestructive evaluationFracture process유리섬유플라스틱/알루미늄 하니컴 하이브리드 복합재료음향방출 특성파괴과정GF/Al honeycomb hybrid compositesAcoustic emission characteristics
주제분류재료공학

초록

압축하중 및 굽힘하중을 받는 유리섬유플라스틱(GFRP) 표피/ 알루미늄 하니컴 코어(GF-AH) 하이브리드 복합재료의 음향방출(AE) 특성을 다양한 파괴과정과 연결시켜 연구하였다. 표피층 파괴, 표피/코어간의 계면박리, 하니컴 알루미늄 벽의 국부적인 소성 항복 좌굴 및 셀벽간의 접착수지 박리와 같은 다양한 파괴모드가 하니컴 코어/GFRP표피 복합재를 이용한 AE주파수 분포 해석과 진폭분포 해석결과를 통해 분류되었다. 높은 진폭을 가진 AE 사상율의 분포는 셀벽 접착수지의 파괴, 표피층과 심층 사이의 박리 및 미세파괴, 섬유파단에 대응하였으며 다른 피크 주파수의 분포는 알루미늄 셀벽의 소성변형, 셀벽간의 마찰로부터 발생한 것이다. 결론적으로 GF-AH 하이브리드 복합재료의 파괴거동 특성은 AE기법을 활용한 비파괴 평가를 통해 분석 가능하였다.

Abstract

This paper investigated acoustic emission (AE) characteristics in association with various fracture processes of glass fiber reinforced plastic skin/ aluminum honeycomb core (GF-AH) hybrid composites under compressive and bending loads. Various failure modes such as skin layer fracture, skin/core interfacial fracture, and local plastic yield buckling and cell wall adhesive fracture occurring in the honeycomb cell wall were classified through the fracture identification in association with the AE frequency and amplitude analysis. The distribution of the event-rate in which it has a high amplitude showed a procedure of cell wall adhesive fracture, skin/core interfacial debonding and fiber breakage, whereas distribution of different peak frequencies indicated the plastic deformation of aluminum cell wall and the friction between honeycomb walls. Consequently, the fracture behaviors of GF-AH hybrid composites could be characterized through a nondestructive evaluation employing the AE technique.

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