• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.61-69
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• 2011

강 구조물의 보강공법으로는 강판 보강공법이 대표적인 방법으로 통용되고 있으나, 일부 구조물에서는 고정 설비 및 기타 간섭물로 인하여 보강 시공이 번거롭고, 보강부재 접합시 원부재의 단면 손실이 수반되는 단점이 있다. 최근, 강재의 원가 상승으로 강판 보강공사의 시공비가 증가되고 있는 실정이다. 반면, 복합소재를 이용한 보강공사의 경우는 재료의 자중이 가벼워서 보강재 취급이 수월하고 내화학성능이 우수하기 때문에 유지비용이 절감되기 때문에 콘크리트 구조물에서는 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 복합소재를 이용한 강 구조물의 보강의 기술적 가능성을 검증하기 위해 강재와 복합소재와의 부착성능 및 보 부재를 통해 휨 보강 성능을 평가하였다. 그 결과, 항복 이전까지는 강재와 아라미드섬유 쉬트가 일체 거동에 따른 보강효과를 예상할 수가 있었다. 또한, 보강 겹수가 증가함에 따라 무보강 실험체 대비 내력이 증가했지만, 예상 보강효과(1 겹에서 12.5 %, 2겹에서 25 %)에 비해 절반 정도의 수준의 개선효과를 보였다. 그 이유는 모든 보강 실험체가 계면파괴로 파단되었고, 이후 아라미드섬유 쉬트가 실험체 내력 개선에 영향을 미치지 못했기 때문이다. 따라서, 최근 복합소재의 재료적 개선 및 접착제의 부착성능 향상으로 인하여 강 구조물의 보강공사에 적용할 수 있는 가능성을 찾을 수 있었으나, 보강성능을 향상시키기 위한 부착성능 향상을 위한 방법에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.33-40
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• 2014

보통 지중에 매설되는 관은 강성관과 연성관으로 구분된다. 연성관 중 유리섬유강화플라스틱(Glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic, GFRP)으로 이루어진 GFRP 관은 지중에 매설시 지반과 관의 상호관계를 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 지중에 매설되는 GFRP 관의 장단기의 구조적 거동을 조사하고자 한다. 먼저, 국내에서 생산되는 GFRP 관의 역학적 성질조사를 하고, 현장매설실험과 유한요소해석을 수행하여 장기거동 예측에 대한 기초자료로 활용하였다. GFRP 관의 장기거동을 예측하기 위해 약 5,232시간 동안의 수직 관변형을 조사하였으며, 이를 바탕으로 최대 50년 동안의 관변형에 대하여 Monod-type 방법으로 예측하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.9-13
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• 2014

Glass fiber reinforced thermoplastics(GFRTP) is made by adding chemical additive to glass fabric which is strong at a high temperate, incorrodible, and good at intensity and specific gravity. Although we focused on the weight lightening, the intensity of GFRTP is also important. To remedy thermoplastic resin's inferior property of matter to thermo-hardening resin, we formed several specimen, differing the chemical additive as Homo PP, MAPP 3%, Rubber 5%, and mixed. We put pressure of 5 type on the specimens. The analyses result for the different pressure, the resin spreads evenly, then the coherence is increased. Eventually, the mechanical properties are changed. When high intensity is needed, it is good idea to use polypropylene(PP) which has good coherence with glass fabric as chemical additive. We can get better intensity when we form the resin at the optimum pressure depending on mixing of chemical additive and glass fabric than when we increase the pressure.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.151-156
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• 2018

본 연구에서는 CFRP와 금속 또는 비금속을 접착제로 접합시켜 이 재료에 대한 파손 연구를 수행하였다. 그 해석 조건으로는 DCB 시험편을 이용하여 시험편의 상부에는 CFRP, 시험편의 하부에는 금속 또는 비금속 재료로 지정하였고 두 상부와 하부 사이를 구조용 접착제로 부착하는 것을 묘사하였다. 이 해석 결과로는 알루미늄으로 접착된 시험편에서 가장 작은 등가응력 보였고 티타늄을 사용하였을 때 박리된 CFRP시험편에서의 최대 전단응력은 가장 낮음을 보였다. 결론적으로 티타늄을 사용하였을 때 시험편의 변형이 가장 작은 것을 알 수 있었고 본 연구 결과를 토대로 접착제를 이용한 접착 계면의 파손데이터를 실생활에 융합하여 그 미적 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권3호
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• pp.223-228
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• 2008

한국에서 건조되는 대부분의 소형 연안 어선의 경우 경험에 기초하여 건조되어지기 때문에 구조적 안전성 문제가 발생하곤 했다. 본 논문에서는 이들 어선의 구조강도를 증가시키고 생산 및 운용비를 줄이기 위하여 최적설계를 수행하였다. 어선의 무게와 구조부재의 주요치수들을 각각 목적함수와 설계변수로 선택하였다. 해석과정 중에 극소점을 피하고 CPU 시간을 줄이고자 전역 탐색법과 지역 탐색법을 결합한 하이브리드 최적화 알고리즘이 개발되었다. 또한 최적화 루프의 각 iteration 단계에서 제한조건을 결정하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 최적화 결과는 초기 어선 모델과 비교하였으며 최적설계의 효과가 구조강도, 재료비 관점에서 검토되었다.

• Composites Research
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• 제17권5호
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• pp.15-24
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• 2004

유리 섬유 강화 플라스틱 직교적층판의 내부층과 표피층의 길이방향 변형률을 삽입된 절대변형 외부 페브리 페로 간섭 센서를 이용하여 측정하였다. 투과식 광학현미경을 이용하여 삽입된 A-EFPI 센서 주위의 파손거동을 관찰하였다. 시험편 표면부의 변형률 측정을 위해 포일 형식의 스트레인 게이지를 시험편 아래 위 표면부에 부착하였다. 또한 삽입된 A-EFPI 센서로 측정한 내부층과 표피층의 길이방향 변형률 값은 스트레인 게이지로 측정한 시험편 표면의 변형률 값 보다 다소 크게 나타났다. 균일 응력 모델을 기초로 한 3차원 유한요소해석을 통해 실험 결과의 타당성을 확인하였으며 내부층의 큰 변형률은 많은 횡단형 균열의 발생을 야기시켰는데 이로 인해 내부층에 삽입된 광섬유센서의 고장시 변형률이 급격히 낮아졌다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.73-83
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• 2006

본 논문에서는 내구성과 수명을 획기적으로 향상시키기 위해 제3세대 건설재료인 섬유강화 플라스틱(FRP) 소재로 제작된 사각형 중공 교량 바닥판의 파괴모드를 실험과 해석을 통해 분석하였다. 재하시험 결과 바닥판의 강축방향의 거동은 파괴 직전까지도 거의 선형탄성적으로 거동한 반면, 약축방향의 거동은 재하초기부터 작은 하중하에서도 큰 비선형성을 보였다. 이 약축방향 비선형성의 원인은 웨브와 플랜지 연결부의 불완전한 일체거동으로 인한 소성거동 때문인 것으로 판단된다. 웨브와 플랜지의 연결부에 소성힌지를 도입한 간단한 구조모델을 이용하여 이를 확인하였다. 접착부의 박리 파괴 가능성도 검토하였으나 이는 대상 중공바닥판의 약축방향 파괴에 직접적으로 관여하는 것은 아닌 것으로 판단된다 약축방향의 구조거동을 개선시키기 위한 방안으로 내부를 폼으로 충전하는 방법을 제시하였으며 그 가능성을 구조해석을 통해 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.205-214
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• 2018

This paper deals with the experimental study on the hygrothermal ageing effect to the strength of Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) materials for marine leisure boat manufactured by vacuum assisted resin infusion method. The experiments performed consist of tensile, flexural and shear tests according to American Society for Testing and Materials (ASTM) and Korean Industrial Standards (KS) test methods. Test coupons are varied from uni-directional(UD, $0^{\circ}$, $90^{\circ}$), Bi-Directional (BD), and Double-Bias (DB) carbon fiber fabrics in conjunction with epoxy resin. The results of tensile test show that tensile strength reduces significantly while not the same degree of reduction is observed for elasticity modulus with respect to the existence of hygrothermal ageing effect. This implies that the tensile strain induced from external load holds steady values but ultimate strength values change widely under hygrothermal ageing effect. In case of the flexural test, $0^{\circ}$ UD shows more strength reduction than $90^{\circ}$ UD while BD has reduced values in both flexural strength and elasticity modulus under hygrothermal ageing effect. It is learned that the bending strain induced from external load and ultimate strength values are reduced with respect to hygrothermal ageing effect. Shear test performed only on DB materials, and the results show marginal reduction in ultimate strength and moderate reduction in elasticity modulus. This means that the shear strain varies more than ultimate shear strength with respect to hygrothermal ageing effect. The experiment conducted in this paper clearly demonstrates the differences in material properties of the CFRP for the consideration of hygrothermal ageing effect. Findings obtained from this experimental study can serve as a fundamental input data for the realistic structural responses of marine leisure boat built in CFRP materials.

• 한국가스학회지
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• 제7권1호
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• pp.28-32
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• 2003

대체 facing material 소재로 유력시되는 FRP를 사용하여 facing material이 갖추어야할 압축, 인장 등 기계적 물성과, vapor barrier도, 화학적 안전성 등을 조사한 결과 모든 면에서 기존의 plywood보다 우수한 성질을 나타냄을 밝혔다. 본 연구의 결과로서 대체 facing material로 FRP를 사용할 경우 LNG 저장 탱크의 안전성이 향상되고 높은 vapor barrier기능으로 인해 탱크의 성능이 향상되는 등 다양한 장점을 나타냄을 알 수 있게 되었다. 따라서 본 연구의 결과는 LNG 저장 탱크의 성능을 개선하는데 기여하며, LNG 저장 탱크용 합판의 대체연구에 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.9-15
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• 2009

본 연구는 도로안전 시설물의 풍하중에 의한 손상발생 사례를 토대로 현행 도로안전 시설물의 구조적 휨 성능을 평가하고 이에 대한 부재별 휨 성능개선을 위한 연구이다. 본 연구의 대상구조물로는 대표적인 도로안전시설물이며 풍하중에 대한 선행 피해사례가 밝혀진 방음벽 지주프레임을 대상으로 고려하였으며 이들 지주프레임의 휨 구조성능 및 형상설계에 대한 평가를 우선적으로 수행하였다. 본 연구평가 결과에서 나타난 현행 보강재의 구조적 성능을 토대로 중량 대비 구조적 강성이 우수한 유리섬유 강화플라스틱 (GFRP)을 활용하여 다양한 보강 형태에 따른 성능개선방법을 해석 및 실험적 연구를 통하여 수행하였다. 그 결과 효율적 성능개선을 위한 GFRP 적용방법의 경우 구조적, 시공적 측면에서 효율적인 것으로 평가되었고 자체적인 형상단면 최적설계를 통한 개선방법도 성능보강에 효과적인 것으로 해석적으로 평가되었다. 본 연구에서 적용된 GFRP 단면보강 및 최적형상설계 연구는 향후 노후 도로안전 시설물의 풍하중 또는 태풍으로 인한 피해예방을 위한 기초자료로서 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.