유리섬유/알루미늄 혼합적층판의 파괴과정과 음향방출 특성

Abstract

본 연구에서는 편측노치를 갖는 단일 Al판 및 유리섬유/알루미늄 혼합 적층판에 대해 인장하중하의 파괴거동에 따른 음향방출(AE) 특성을 살펴보았다. 단일 알루미늄의 파괴시에 발생하는 AE신호는 저주파수 대역을 갖는 신호와 고주파수 대역을 갖는 신호의 2가지 형태로 분류될 수 있었다. 고주파수 대역의 AE는 0.45mm 변위보다 큰 후반부 하중단계에서 주로 검출되었다. 유리섬유/알루미늄 혼합 적층판의 경우에는, 고진폭의 긴 유지시간의 신호가 FFT 주파수 해석에 의거하여 거시적인 균열진전이나 Al층과 섬유층 사이의 층간분리에 해당하는 신호로 추정되었다. 위와 같은 AE신호의 해석결과와 광학현미경 및 초음파 스캔에 의한 파괴관찰에 의거하여 섬유층 배향에 따라 상이한 섬유/알루미늄 적층판의 파괴거동과 관련된 AE특성을 규명하였다.

Fracture behaviors and acoustic emission (AE) characteristics of single-edge-notched monolithic aluminum plates and glass fiber/aluminum hybrid laminate plates have been investigated under tensile loads. AE signals from monolithic aluminum could be classified into two different types: signals with low frequency band and high frequency band. High frequency signals were detected in the post stage of loading beyond displacement of 0.45 mm. For glass fiber/aluminum laminates, AE signals with high amplitude and long duration were additionally confirmed on FFT frequency analysis, which corresponded to macro-crack propagation and/or delamination between Al and fiber layers. On the basis of the above AE analysis and fracture observation with optical microscopy and ultrasonic T scan, characteristic features of AE associated with fracture processes of single-edge-notched glass fiber/aluminum laminates were elucidated according to different fiber ply orientations.