광센서에 의한 탄소섬유/에폭시 복합재료의 파괴신호 측정 및 파괴기구에 관한 연구

서광석; 이창용; 박기환; 박진우

Polymer(Korea), Vol.16, No.1, 15-21, January, 1992

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광센서에 의한 탄소섬유/에폭시 복합재료의 파괴신호 측정 및 파괴기구에 관한 연구

In-situ Monitoring of Failure and Fracture Mechanisms in Carbon Fiber/Epoxy Composite by an Optical Fiber Sensor

서광석, 이창용, 박기환, 박진우

초록

Multimode 광섬유 센서를 이용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료가 파괴될 때 방출되는 음향방출신호를 검출하였고 이 신호의 주파수 특성을 분석하였다. 검출된 음향방출신호는 4개의 구간으로 구분할 수 있는데. 이 구간들은 에폭시 매트릭스에서의 균열발생 및 에폭시와 탄소섬유 경계에서의 결합분리, 탄소섬유의 파괴, 그리고 새로운 위치에서의 에폭시의 균열 등의 복합재료의 파괴기구와 일치함을 알았다. 따라서 본 연구에서 사용한 multimode광섬유는 복합재료의 파괴특성을 비롯한 제반 특성의 비파괴시험에 이용될 수 있으며, 특히 비파괴적인 In-situ 시험에 적합한 방법이 라고 믿어 진다.

Acoustic emission signal generated by the fracture of carbon fiber/epoxy composite laminates has been detected by an internally embedded multimode optical fiber sensor. The observed acoustic emission signal is then frequency-analyzed via FFT. It was found that the four characteristic regions representing those of the four-step fracture mechanism of long fiber-reinforced composites could be successfully identified by measuring frequency signatures. Therefore, a multimode optical fiber can be utilized as a sensor far an in-situ monitoring of the characteristics of fiber-reinforced composites under fracture process.

[References]

Reddy M, Bennett KD, Claus RO, Proc. Review of Progress in Quantitative NDE Conference (San Diego, CA, U.S.A.), August (1986)
Culshaw B, Optical Fiber Sensing and Signal Processing, Vol. I and II, Norword, Artech House, Peter Pergrinus Ltd. (1989)
Shankaranarayanan NK, Bennett KD, Claus RO, Proc. IEEE Ultrasonics Symposium, (Williamsburg, VA, U.S.A.), Nov. (1986)
Layton MR, Bucaro JA, Appl. Opt., 18(5), 666 (1979)
Butter CD, Hocker GB, Appl. Opt., 17, 2867 (1978)
Palmer CH, Green RE, Appl. Opt., 16, 2333 (1977)
Meltz G, Dunphy JR, Proc. SPIE, 566, 159 (1985)
Aveston J, Kelly K, J. Mater. Sci., 8, 352 (1973)
Peter W, Beaumont R, Harris B, J. Mater. Sci., 7, 1265 (1972)
Manders PW, Chou TW, J. Mater. Sci., 18, 2876 (1983)

[Referenced By]

[1] Reddy M, Bennett KD, Claus RO, Proc. Review of Progress in Quantitative NDE Conference (San Diego, CA, U.S.A.), August (1986)

[2] Culshaw B, Optical Fiber Sensing and Signal Processing, Vol. I and II, Norword, Artech House, Peter Pergrinus Ltd. (1989)

[3] Shankaranarayanan NK, Bennett KD, Claus RO, Proc. IEEE Ultrasonics Symposium, (Williamsburg, VA, U.S.A.), Nov. (1986)

[4] Layton MR, Bucaro JA, Appl. Opt., 18(5), 666 (1979)

[5] Butter CD, Hocker GB, Appl. Opt., 17, 2867 (1978)

[6] Palmer CH, Green RE, Appl. Opt., 16, 2333 (1977)

[7] Meltz G, Dunphy JR, Proc. SPIE, 566, 159 (1985)

[8] Aveston J, Kelly K, J. Mater. Sci., 8, 352 (1973)

[9] Peter W, Beaumont R, Harris B, J. Mater. Sci., 7, 1265 (1972)

[10] Manders PW, Chou TW, J. Mater. Sci., 18, 2876 (1983)