• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.648-651
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• 2011

본 논문에서는 3차원 섬유분포를 가정하여 고유동 섬유보강 시멘트 모르타르의 유동에 따른 섬유방향성변화를 해석적으로 파악해 보았다. 유동흐름은 평면상의 2차원 완전발달 전단흐름을 고려하였다. 유동에 따른 섬유의 회전운동은 섬유간의 상호 간섭효과를 무시한 Jeffery의 기본식에 근거하였다. 굳지 않은 섬유혼입 모르타르의 유동에 따른 섬유방향성 분포 변화를 흐름선과 동일 유동거리 상의 단면에 대해 파악하였다. 그 결과, 단면 내 위치에 따라서 섬유방향성 분포 변화가 크게 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유동거리에 따른 단면상의 섬유방향성 분포는 초기 유동거리에서 분포 형상에 큰 변화가 발생하였고, 유동에 따라 섬유가 유동방향과 나란하게 놓이는 경향이 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 섬유방향성 변화의 예측은 섬유보강 시멘트 복합체의 인장특성에 예측하는데 유용하게 사용될 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.731-739
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• 2008

이 연구에서는 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 타설방법에 따라 섬유의 방향성이 인장강도에 미치는 영향을 파악하고자 섬유의 방향성을 정량적으로 평가할 수 있는 이미지 프로세싱 기법을 개발하였으며, 개발한 기법을 적용하여 섬유의 방향성을 평가하였다. 또한 휨인장실험을 수행하여 섬유의 방향성이 균열발생강도 및 휨인장강도에 미치는 영향을 파악하였다. 이 연구에서 개발한 이미지 프로세싱 기법은 섬유 방향성 이외에 분산성 계수, 단위면적당 섬유의 개수 등, 분포 특성을 정량적으로 평가하고 있으며, 타설방법에 따라 섬유 분포 특성에 상당한 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 섬유의 방향 분포특성은 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 균열발생강도에는 크게 영향을 미치지 않으나, 휨인장강도에 미치는 영향은 아주 큰 것으로 나타났으며, 이론적인 휨강도 모델식에 실제 섬유 방향성을 적용하여 예측한 결과, 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제33권1호
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• pp.30-37
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• 2020

단방향 연속 섬유 강화 복합소재에 대하여 섬유 배열에 따른 응력 분포 양상을 연구하기 위해 단면 형상을 대표하는 체적 요소를 생성하였다. 대표 체적 요소에 횡방향 하중을 가하였을 때, 섬유와 기지재 강성의 차이로 인해 섬유 둘레에서 응력 집중 현상이 발생하며, 섬유 간 좁은 간격 때문에 집중된 응력이 중첩되며 섬유 주변에서 높은 응력이 구해질 것이라 쉽게 예측할 수 있다. 본 연구에서는 섬유 둘레 응력 증감이 단순히 섬유 간 간격 뿐 아니라 섬유의 상대적 위치가 하중 방향과 이루는 각도에 의해서도 결정됨을 보여준다. 정규 육각 구조를 가지는 대표 체적 요소의 중앙에 위치한 섬유를 다양한 방향으로 이동시키며 횡방향 하중을 가하여, 섬유 주변 응력이 증가하거나 감소하는 양상을 유한요소해석 기법을 이용해 측정하였다. 섬유 간 거리가 최소이면서 두 섬유의 중심을 잇는 선분의 방향이 하중 방향과 일치할 때 응력이 최대로 증가하였으며, 섬유 간 거리가 최소라 하더라도 하중 방향에 수직일 때 최대 응력은 오히려 감소한다는 것을 보여준다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권4호
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• pp.93-101
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• 2008

하중방향(섬유평행방향, 섬유직각방향)과 접합구(볼트, 드리프트 핀) 적층면방향(평행, 수직)에 따른 국내산 낙엽송집성재의 지압강도시험을 실시하였다. 지압시편은 5 ply의 집성재를 사용하였고, 접합구의 직경은 12, 16, 20 mm를 사용하였다. 시험결과는 다음과 같다. 1) 볼트와 드리프트 핀의 각 직경에 따른 평균최대지압강도는 섬유평행하중방향의 경우 비슷한 경향을 보였으며, 섬유평행하중방향의 평균최대지압강도가 섬유직교방향보다 1.50~2.31배 높게 나타났다. 평균지압강도의 경우 섬유평행하중방향시편은 직경 16 mm에서 20 mm로 증가할 때 20% 감소하였으며, 섬유직교방향은 뚜렷한 경향이 없었다. 2) 평균지압초기강성의 경우 섬유평행하중방향은 직경 16 mm일 때 가장 크게 나타났다. 드리프트 핀 접합부의 전단강도실험 시 초기강성과 평균지압초기강성은 직경이 증가할수록 비슷한 경향을 보였다. 3) 지압강도시험 시 섬유평행방향시편의 파괴형상은 직경이 작을수록 할렬파단을 보였다. 섬유직교방향의 시편은 대부분이 섬유평행방향으로 할렬파단이 일어났으며 볼트가 드리프트 핀 시편보다 더 많이 나타났다. 4) 지압강도예측식을 통해 구한 예측지압강도와 실제 5% 유사항복지압강도를 비교하였을 경우 섬유평행방향은 KBCS, NDS의 예측지압강도와 비슷하게 나타났으나, 섬유직교방향은 NDS에서 제안한 예측식이 잘 적용되는 것을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.639-646
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• 2009

고유동 강섬유보강 모르타르는 타설과정에서 특정한 섬유 방향성 분포를 가질 수 있으며, 이에 따라 재료의 인장거동 특성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 고유동 강섬유보강 모르타르의 타설단계에서의 유동에 따른 강섬유의 섬유 방향성 분포의 변화를 해석적으로 구하였다. 해석결과에 따르면 180mm 간격으로 나란히 놓여진 두 평판 사이에 흐르는 모르 타르의 전단흐름에 의한 섬유의 방향성 변화는 초기 150mm이내에서 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 이후에서는 방향성 분포의 경향은 크게 변하지 않으며, 다만 흐름방향에 나란한 섬유의 밀도가 집중적으로 커지는 것을 볼 수 있었다. 섬유의 방향성과 섬유보강 복합체의 인장거동과 밀접한 관련성을 고려할 때, 이와 같은 방향성의 예측을 바탕으로 유동에 따른 고유동 강섬유보강 모르타르의 인장거동 변화의 예측이 가능할 것이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권4호
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• pp.326-332
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• 2011

구조물의 내력증진 방법으로 적용되는 섬유재료에는 탄소섬유와 아라미드섬유 브론섬유 및 유리섬유 등이 있다. 이 중에서도 탄소섬유는 가장 많이 쓰이는 재료로서 다른 종류의 섬유올이 2방향성인 반면 탄소섬유 올은 1방향성으로서 부착되는 섬유올 방향으로만 인장내력에 의해 보강되므로 현장적용 시 섬유올의 부착방향이 매우 중요한 요소이나 보강설계 시 이에 대한 뚜렷한 도시가 되지 않아 구조적 지식이 없는 현장기술자 또는 인부들의 무개념적인 시공으로 보강성능을 전연 확보하지 못하는 사례가 종종 발생되곤 한다. 본 연구는 콘크리트 기둥에 대한 탄소섬유쉬트 방향에 따른 보강성능을 파악코자 각 실험체별로 섬유 올의 경사, 수평 및 수직방향으로 보강한 후 가력을 통한 보강성능을 비교 분석하여 섬유올 방향이 보강성능에 미치는 영향을 대비분석함으로서 섬유방향에 대한 최적의 보강설계 방안을 제시하고자 하였으며, 실험결과 수평방향의 보강성능은 153.43%인 반면 수직보강은 겨우 104.61%로서 거의 보강효과가 없는 것으로 나타났다. 이는 섬유올 방향의 인장내력 증진에 따른 구속효과에 의한 보강효과로서 보강설계와 현장관리에 철저한 관리가 절대적이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.515-521
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• 1997

마그네슘 금속 복합재의 열처리 및 섬유 강화재 방향에 따른 효과를 파악하기 위하여 인장강도 및 피로해석이 연구되었다. TEM 관측에 따라 시편은 섬유 강화재와 마그네슘 복합기지 사이의 시효 열처리된 변형된 계면이다. 인장실험 결과로부터 시효 처리된 시편의 극한 인장강도는 주조상태의 시편보다 시효 처리시 화학반응에 의한 섬유 강화재-기지간의 접합강도 약화로 감소하였다. 피로균열 거동실험은 균열거동 방향이 섬유 강화재 방향과 수직인 시편과 균열거동 방향이 섬유 강화재 방향과 평행한 시편을 실험하였다. 피로균열 거동해석을 비교해보면 섬유 강화재와 하중방향이 수직인 시효처리된 시편의 경우가 주조상태의 시편보다 피로균열 거동에 더 크게 저항하였다. 반대로 섬유 강화재 방향에 평행한 주조상태의 시편은 섬유 강화재 방향에 평행한 시효처리된 시편보다 피로 균열거동에 더 크게 저항함을 알 수 있었다.

• 유변학
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• 제4권2호
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• pp.138-147
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• 1992

사출성형충전공정에서 금형구조가 단섬유배향에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수 치모사 프로그램을 개발하였다. 유한요소 /관찰 부피 방법에 복잡한 금형에서의 유동을 해 석하고 섬유와 섬유간의 상호작용을 고려한 섬유배향텐서 변화식을 이용하여 입자 추적법으 로 섬유배향분포를 구하였다. 수치모사 결과 금형 옆벽면과 내부 방해체의 주위에 있는 섬 유들이 전단변형의 영향으로 그들주위를 따라서 정렬되려는 경향을 보였다, 두 유동이 내부 방해체를 지나 접하면서 생성된 웰드라인을 따라서 단섬유들이 정렬되려는 경향을 나타내엇 다. 그리고 수축유동에서는 흐름방향으로 정렬되나 확장유동에서는 흐름방향에 수직으로 배 열되려는 경향을 확인하였다. 위아래 벽에 의한 전단변형의 영향으로 서로 다른두 배향구조 를 보여주는 skin-core 구조를 두께방향의 속도구배를 고려한 수치모사를 통하여 예측할 수 있었다. skin구조에서는 섬유들이 흐름방향으로 정렬되고 core 구조에서는 흐름방향에 수직 으로 배향되는 것을 확인하였으며 섬유상호계수값이 커질수록 임의 배향화하는 경향을 보였다.

• 유변학
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• 제5권1호
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• pp.49-64
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• 1993

사출성형충전공정에서 금형구조가 단섬유배향에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수 치모사 프로그램을 개발하였다. 유한요소 /관찰 부피 방법에 복잡한 금형에서의 유동을 해 석하고 섬유와 섬유간의 상호작용을 고려한 섬유배향텐서 변화식을 이용하여 입자 추적법으 로 섬유배향분포를 구하였다. 수치모사 결과 금형 옆벽면과 내부 방해체의 주위에 있는 섬 유들이 전단변형의 영향으로 그들주위를 따라서 정렬되려는 경향을 보였다, 두 유동이 내부 방해체를 지나 접하면서 생성된 웰드라인을 따라서 단섬유들이 정렬되려는 경향을 나타내엇 다. 그리고 수축유동에서는 흐름방향으로 정렬되나 확장유동에서는 흐름방향에 수직으로 배 열되려는 경향을 확인하였다. 위아래 벽에 의한 전단변형의 영향으로 서로 다른두 배향구조 를 보여주는 skin-core 구조를 두께방향의 속도구배를 고려한 수치모사를 통하여 예측할 수 있었다. skin구조에서는 섬유들이 흐름방향으로 정렬되고 core 구조에서는 흐름방향에 수직 으로 배향되는 것을 확인하였으며 섬유상호계수값이 커질수록 임의 배향화하는 경향을 보였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권4호
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• pp.364-370
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• 2009

본 연구의 목적은 strain gage와 LVDT (linear variable differential transformer) 변위센서를 이용하여 섬유 보강 복합레진에서 섬유의 방향이 복합레진의 중합수축에 미치는 영향을 알아보기 위함이다. 지름 10 mm, 높이 2 mm의 원반 모양 유동성 복합레진 (Aeliteflo A2, Bisco, Inc., IL, USA) 중앙에 유리섬유 (X-80821P Glass Fiber, Bisco, Inc., IL, USA)를 위치시키고, 섬유가 배열된 장축 방향 (longitudinal)과 수직방향 (transversal)의 중합수축량을 strain gage (Linear S-series 350${\Omega}$, CAS, Seoul, Korea)를 이용하여 각각 측정하였다. 사용된 유동성 복합레진 자체의 free 중합수축을 구하기 위해 지름 7 mm, 높이 1 mm의 원반 모양 시편의 수직 방향 (axial) free 중합수축값을 LVDT로 측정하였다. 중합된 시편들을 절단하여 주사전자현미경으로 복합 레진 내부의 섬유배열을 관찰하고 각 군에서 측정된 평균 수축값들을 ANOVA로 비교하였고 Scheffe post-hoc test로 사후 검정하였다 (${\alpha}$=0.05). 섬유가 배열된 평면 상에서 복합레진의 중합수축 (radial shrinkage)은 섬유와 평행한 방향에서 감소하고 섬유와 수직한 방향에서 증가했다 (p<0.05). 본 연구의 결과 섬유 보강 복합레진으로 스플린트나 수복물을 제작할 때 중합수축량은 보강된 섬유의 배열방향에 따라 큰 차이가 남을 알 수 있었다.