• Composites Research
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• 제25권2호
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• pp.46-53
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• 2012

펄트루젼 공정에 의해 생산된 FRP 부재는 길이에 제한이 없이 임의의 단면형상으로 제작할 수 있기 때문에 건설 구조용 부재로 사용하기 적합하며, 특히, 각종 화학적 유해환경 등에서 그 성능이 우수하기 때문에 습윤환경 및 해양환경 등의 부식환경에서 그 활용이 두드러지고 있다. 그러나 설계를 위한 관련 규준이 마련되어 있지 않아 이에 대한 연구가 시급한 실정이다. FRP 구조재는 대부분 단면의 효율적 사용을 위해 판요소로 구성된 박판부재를 사용하고 있으며, 이러한 부재를 압축재로 사용할 경우 강도한계상태는 주로 좌굴거동에 의해 결정된다. 이 연구에서는 FRP I형 단면 압축재에 대한 좌굴거동을 이론적으로 해석하였고, 기존 실험적 연구결과와 비교, 분석하여 설계방법 및 설계흐름도를 제안하였다. 제안된 설계방법은 ANSI/AISC 360-10의 방법과 유사한 형태로서 설계자의 편의를 도모하였으며, 비교적 간단한 방법에 의해 PFPR I형 단면 압축재의 설계를 수행할 수 있도록 하였다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.215-220
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• 2018

본 연구에서는 적층 패턴이 다른 5가지 섬유금속적층판(Fiber Metal Laminates, FMLs)에 대한 유한요소해석을 수행하여 선행 연구로 수행한 낙추충격시험과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 저속 충격 해석 모델을 개발하였다. 또한 동일한 두께를 가지는 연강(mild steel)과 에너지흡수율을 비교하여 Carbon-Steel 섬유금속적층판의 내충격성을 확인하였다. Carbon-Steel 섬유금속적층판은 동일한 두께를 가지는 연강에 비하여 우수한 충격흡수율을 보였으며, 모든 적층 패턴에서 96% 이상의 높은 에너지흡수율 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 저속 충격 해석 모델은 복합형상 및 자동차 구조체 연구에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.9-17
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• 2003

낙추충격 시험시스템을 제작하여 CFRP적층판의 충격흡수특성 및 충격강도가 평가가 가능하였다. 충격에너지 대략 7J이상에서는 동일한 T300 섬유와 적층배향으로 구성된 직교이방성 시험편이 의사등방성(quasi-isotropic)보다 높게 나타났으나 T700 섬유의 경우에는 크게 차이가 나타나지 않았다. 또한 동일한 T300섬유와 적층수로 구성된 시험편이 T700 섬유로 된 시험편보다 높게 나타났으나 T700섬유인 의사등방성 시험편의 경우에는 크게 차이가 나타나지 않았다 초음파 C-스캐너를 이용하여 내부손상영역을 관찰하여 시험편의 손상면적과 흡수에너지의 상관관계를 고찰하였으며, 충격손상유무에 따라 박리면적과 주파수응답계수를 평가하였다 주파수응답계수와 박리면적사이에는 상관관계가 있음을 알 수 있었으며 충격손상으로 인한. 손상의 유무 및 정도를 주파수응답계수로 평가가 가능하였다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.85-90
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• 2013

본 논문에서는 탄소섬유강화플라스틱 면재와 알루미늄 샌드위치 심재를 가지는 복합재 샌드위치의 제조와 3절점 굽힘 실험에 대해 연구하였다. 시편은 3가지 하니컴 종류(3.18 mm, 4.76 mm, 6.35 mm의 셀 크기)와 3가지 곡률 반지름(평판, r = 1.6 m, r = 1.3 m)을 가지도록 제작하였다. 샌드위치 곡률의 기준은 W-방향을 기준으로 제작 하였다. CFRP $2{\times}2$ 트윌의 인장에서 기계적 물성치(탄성계수, 강도, 푸아송 비)를 측정하여 그 값들을 다른 CFRP 섬유 적층판의 값과 비교하였다. 실험결과 평판 샌드위치 패널의 3절점 굽힘 실험에서 심재의 전단강도는 공개된 데이터에 비해 11-30% 낮게 나왔다. 제한된 시편 크기에서 1.3미터 곡률을 가지는 패널은 평판 패널에 비해 심재의 극한 전단강도가 0.8-3.8% 감소한 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.158-167
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• 2014

본 연구의 궁극적 목표는 현장의 구조설계자들이 복합재 평판의 전단좌굴 설계허용치를 설정할 때 사용할 수 있는 환산계수(이론값과 실험값의 차이를 보정하는 계수)를 제공하는 것이다. 이를 위해서는 광범위한 시험과 해석이 필요하며, 본 연구에서는 일단계로, 복합재 평판의 전단좌굴시험을 위해 단축인장하중을 받는 프레임 형태의 치구를 설계하고, 시험과 해석을 수행하여 그 타당성을 검토하였다. 치구의 최종 형상은 시편의 크기, 치구의 치수, 체결볼트의 수 등의 변수들이 전단좌굴하중에 미치는 영향에 대한 인자연구를 통해 결정하였다. 시험 및 해석 결과, 설계된 프레임이 의도한대로 전단좌굴을 효과적으로 유도하는 것을 확인하였다. 그러나 시험에서는 시편이 치구에 고정되어야 하므로 시편의 크기가 달라지게 되어, 시험값과 해석값의 차이가 존재하였다. 특히 원공이 커질수록, 또한 단순지지 경계조건일 경우에는 그 차이가 더 크게 나타났다. 본 연구의 결과 고정지지 전단좌굴의 경우 설계된 프레임 형태 치구를 그대로 사용할 수 있을 것으로 보이지만, 단순지지 경계일 경우 경계조건 설정방법의 수정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권6호
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• pp.496-502
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• 2007

본 논문에서는 비선형적 다물체 시스템의 유한요소 해석프로그램인 DYMORE의 새로운 버전을 이용하여 압전 재료(piezoelectric)를 삽입한 능동 비틀림 로터(Active Twist Rotor)의 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control)에 의한 로터 블레이드의 진동 감소 효과를 해석하고 이를 풍동실험 및 이전 버전의 DYMORE 결과와 비교하였다. 본 연구에서는 로터 허브와 네 개의 블레이드만으로 구성된 단순한 로터시스템과 스워시 판, 피치링크 등을 모두 포함하는 개선된 로터시스템에 대한 해석이 각각 수행되었다. 사용된 실험 결과 자료들은 NASA Langley의 Transonic Dynamics Tunnel(TDT)에서 수행되었던 결과들을 사용하였다. 그 결과 새로운 버전의 DYMORE를 이용한 경우 실험값과는 여전히 차이가 있지만 이전 버전의 DYMORE를 통해 얻어진 수치해석 결과에 비해서 오차가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 개별 블레이드 제어 방식의 로터 시스템의 모델링을 수행하고 전진 비행 시의 진동 하중 감소 효과를 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.389-398
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• 2002

동전모양의 균열이 이상복합 실린더 계면에 존재하는 혼합모드 조건(I, II)에 대해 유한요소법을 사용하여 에너지해방율을 구하였다. 두재료의 탄성비와 노치율을 변화시켜 상업용 FEM 프로그램인 ABAQUS로부터 얻은 결과를 가상 균열법과 J 적분법에 적용하였으며 에너지해방율을 구하여 무차원함수로 표현하였다. 모드 II의 무차원 에너지해방율($\sqrt{G_{II}E^*}/\sqrt[p]{\pi a}$)은 균열길이와 탄성비가 증가되면서 그 값이 증가됨을 알수 있었다. 반면, 모드 I의 무차원 에너지해방율($\sqrt{G_{I}E^*}/\sqrt[p]{\pi a}$)은 탄성비가 증가하면서 그 값이 감소하며, 두재료의 탄성비가 3 이상인 경우에 균열길이가 증가되면서 무차원 에너지해방율이 감소하다가 다시 증가하게 나타났다. 또한 수치해석된 결과치를 무한판 실린더의 응력확대계수에 대한 정해와 비교하여 본 해석의 신뢰성을 확보하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권5호
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• pp.163-170
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• 1996

셀룰로우스 섬유는 강도와 강성측면에서 우수하고 동시에 적은 에너지로 가공이 가능하며, 또한 가격 면에서도 유리하고 풍부한 양으로 인해 시멘트의 보강재료로서 적당하다. 셀룰로우스 섬유 시멘트 복합체는 일반적으로 슬러리-탈수 가공에 의해 생산되며 평면이나 곡면 등의 시멘트 복합제품으로 얇은 판을 만드는데 주로 사용되어진다. 본 연구에서는 셀룰로우스 섬유 혼입률과 여러 가지 수분상태에서의 강도 특성을 실험에 의해 고찰하였다. 이들 시멘트 복합체의 강도효과에 대한 실험결과들의 검증을 위하여 통계학적인 분산분석과 다중비교에 의한 분석을 수행하였다. 휨강도는 섬유 혼입률이 약 8%까지 상승할 때 증가하였으며, 휨인성은 섬유 혼입률의 증가에 따라 증가하였다. 수분함유량은 휨강도에 중요한 요인으로 작용하였는데, 수분 함유량의 증가는 휨강도의 감소를 가져온 반면, 휨인성의 증가를 보여주었다. 시멘트 복합체에 포졸란 재료를 사용하였을 경우 수분에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며 약간의 휨인성의 감소와 더불어 휨강도의 증가를 보였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.1-11
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• 2011

본 연구에서는 하위 요소로(sub-element) 구성된 3차원 대칭 단위 요소들로 조합된 트러스 격자 구조물의 연속적인 물성치를 제안하였다. 개별적인 트러스 격자 물성치는 균질화 작업을 통하여 유효한 응력과 변형률 관계로 이루어진 연속적인 물성치 모델로 나타낼 수 있다. 미시적인 규모(micro scale) 스트럿의 인장이나 압축 응답에 의한 축강성은 전체 격자재료의 대부분의 강도를 차지하고, 이러한 스트럿의 부피 분율(fraction)은 효과적인 강도뿐만 아니라 복제 가능한 단위 요소로 이루어진 격자판의 상대밀도에 큰 영향을 주었다. 그러므로 균질한 강성부재로 구성된 연속적인 구성모델은 미시적인 규모로 간주되는 스트럿의 강도, 내부응력 상태 및 부피 분율과 관련된 역학적인 특성들을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 미시적인 규모의 응력에서 소성흐름은 균질한 구성식에서 파생된 거시적인 규모에서의 (macro-scale)응력 표면에 있는 연속적인 응력함수의 영역을 확장한다. 따라서 본 연구를 통하여 3차원 대칭 단위요소 구조물의 기본 기하학을 조사하고 압력에 의존적인 마크로 규모에서의 (macro-scale) 응력함수를 예측하는 연속적인 소성모델을 공식화하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권6호
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• pp.41-46
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• 2011

이 연구에서는 선행연구의 녹차-목재섬유 복합보드에 부가하여, 목제품 생산 후 발생하는 부산물인 편백 톱밥의 효율적인 이용과 건축내장재로의 응용을 목표로 목재섬유와 편백톱밥 및 녹차분말을 혼합한 복합보드를 제조하여 정적 휨강도성능에 영향하는 톱밥 및 녹차의 배합비율의 영향을 조사하였다. 목재섬유-톱밥-녹차 복합보드의 휨 탄성계수는 0.956~1.18 GPa의 범위에 있었고, 목재섬유 : 톱밥 : 녹차의 배합비율 50 : 40 : 10에서 가장 높은 값을, 50 : 30 : 20에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 이 값은 선행연구의 녹차-목재 섬유 복합보드보다 2.0~3.1배 낮은 값을 나타냈다. 목재섬유-톱밥-녹차 복합보드의 휨 강도는 8.99~11.5 MPa의 범위에 있었고, 구성요소의 배합비율에 따른 휨 강도의 변화는 휨 탄성계수와 같은 경향을 나타내었다. 이 값은 선행연구의 녹차-목재섬유 복합보드보다 1.9~3.5배의 낮은 값을 나타내었고, KS에 규정된 파티클보드 및 중밀도섬유판의 강도치보다 약간 낮은 값을 나타냈다. 따라서 이 복합보드를 산업화하기 위해서는 복합보드 구성요소의 배합비율의 조정, 이종재료와의 복합화 및 접착제의 전환 등으로 강도성능을 향상시킬 필요가 있을 것으로 사료된다.