섬유금속적층판의 모드 I 접합 거동 예측을 위한 Levenberg-Marquardt 기법 기반의 역해석 기법에 관한 수치적 연구

박으뜸; 이영헌; 김정; 강범수; 송우진

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박으뜸 이영헌 김정 강범수 송우진

저널정보: 한국복합재료학회 Composites Research Composites Research 제31권 제5호

발행연도: 2018.1

수록면: 177 - 185 (9page)

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섬유금속적층판은 금속과 섬유 강화 복합소재를 함께 적층한 하이브리드 재료 중 하나다. 섬유금속적층판은 계면의 접착층이 파괴되는 층간분리 현상이 발생할 수 있기 때문에 계면의 접착층에 대한 한계응력과 에너지 해방률을 실험적으로 도출해야만 한다. 하지만, 온도에 따른 에너지 해방률을 실험적으로 도출하는 과정에서측정 장비의 사용 온도에 대한 제약을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 Levenberg-Marquardt 기법을 기반한 역해석기법을 사용하여 접착층에 대한 모드 I 한계응력과 에너지 해방률에 대한 예측 가능성을 확인하는 것이 목표다. 먼저, 한계응력은 접착층의 인장강도와 같다고 가정하였으며, 에너지 해방률은 DCB 시험(double cantilever beam test)을 수행하여 정의하였다. 또한, 유한요소법 기반 모델을 적용하여 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측할 수 있는 지 확인하였다. 그 후, Levenberg-Marquardt 기법을 유한요소법 기반 모델에 적용하여 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측하였다. 아울러, 본 연구에서 사용한 역해석 기법의 수렴성을 확보하기 위하여 두 가지 경우의 초기 매개변수에 대한 역해석을 추가적으로 수행하였다. 결과적으로, 본 연구에서사용한 역해석 기법은 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 효과적으로 예측할 수 있음을 보였다.

#Double cantilever beam test #Energy release rate #Nominal stress #Levenberg-Marquardt method #Inverse analysis

참고문헌 (14)

참고문헌 신청

Vermeeren, C. A. J. R / 2003 / An Historic Overview of the Development of Fibre Metal Laminates / Applied Composite Materials 10(4):189~205

박으뜸 / 2017 / 자동차 측면 도어의 섬유금속적층판을 적용한 임펙트 빔의 수치해석에 의한 성능 평가 / Composites Research 30(2):158~164

Reyes, G / 2007 / Mechanical Behavior of Lightweight Thermoplastic Fiber-Metal Laminates / Journal of Materials Processing Technology 186(1):284~290

Blackman, B. R. K / 2003 / The Calculation of Adhesive Fracture Energies in Mode I : Revisiting the Tapered Double Cantilever Beam(TDCB)Test / Engineering Fracture Mechanics 70(2):233~248

이병언 / 2016 / 응집영역모델을 이용한 섬유금속적층판 접착층의 모드 I, II 파괴 거동 물성평가 / Composites Research 29(2):45~52

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