• 제목/요약/키워드: 전단파괴

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초산비닐수지계 접착제를 사용한 유리섬유강화플라스틱 복합집성재의 강도 성능 평가 (Strength Properties of GFRP Reinforced Glulam Beams Bonded with Polyvinyl Acetate-Based Emulsion Adhesive)

  • 박준철;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.19-25
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    • 2008
  • 유리섬유강화플라스틱(GFRP : Glass fiber reinforced plastic) 보강 집성재를 제작한 후 유리섬유강화플라스틱의 체적비에 따른 휨강도 성능을 평가하였다. 집성재 제작에는 평균함수율 8%, 비중 0.54의 국산 낙엽송(Larix kaempferi Carr.) 제재판($2cm(h){\times}10cm(b){\times}360cm(l)$)을 7층으로 적층하여 집성재($10cm(b){\times}14cm(h){\times}180cm(l)$)를 제작하였다. 유리섬유강화플라스틱은 인장응력을 받는 하층의 최외각층과 윗층 사이에 두께 0.1 cm (체적비 0.7%)와 0.3 cm (체적비 2.1%)로 보강하였다. 유리섬유강화플라스틱을 체적비 0.7% 보강한 집성재의 경우 Control 집성재보다 휨강도가 12% 정도 증가하였으며 체적비 2.1%를 보강한 집성재의 경우 휨강도가 28% 정도 증가하였다. 또한, 유리섬유강화플라스틱 보강층이 파단의 진행을 억제하였으며 파괴되지 않은 부분은 약 90%의 휨강도를 유지하고 있었다. 접착성능 평가 결과 블록 전단 강도는 KS F3021의 합격기준 $7.1N/mm^2$를 만족하였으며 침지박리시험과 삶음박리시험 결과 박리율 5% 이하로 접착성능도 양호하였다.

강우 시 석회암 풍화토 사면의 안정해석에 관한 연구 (A Study on the Slope Analysis of Weathered Limestone Soils during Rainfalls)

  • 김종렬;강승구;강희복;박승균;박철원
    • 지질공학
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    • 제15권1호
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    • pp.9-17
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    • 2005
  • 본 연구는 전라남도 장성군 일대의 석회암지대에서 강우로 인해 파괴된 절개사면을 대상으로 시료를 채취하여 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하고 강우로 인한 사면 안정 해석을 통해 사면구배의 변화에 따른 안전율의 변화를 규명하였다. 연구지역 석회암 풍화토는 석영, 정장석, 깁사이트, 침철석 등으로 구성되어 있고 비중은 2.73, 통일분류상 SC에 해당되며 모암에서 풍화가 진행되면서 칼슘성분이 현저하게 감소하였다. 투수계 수는 2.56×10/sup -4/ cm/ sec 로서 실트 성 점토의 투수계수와 비슷한 값을 보였고 전단시험결과 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력은 3.0 t/㎡에서 0.72 t/㎡로 현저하게 줄어들며 내부마찰각 Φ 값도 감소하는 경향을 보였다. 강우로 인한 사면안정 해석시 강우강도를 고려한 침투심도를 구하는 것이 합리적이며 사면안정해석결과 침투심도가 클수록 사면의 안전율은 낮아져서 불안정하게 되고 침윤선을 고려한 절토사면의 최소안전율 1.5와 비교 시 강우를 고려한 석회암 풍화토의 절토사면 구배는 1 : 1.2이상 되어야 안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력의 감소는 사면의 안전율감소에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.

구리도금된 탄소섬유/에폭시 수지 복합재료의 기계적 계면 특성에 관한 연구 (A Study on Mechanical Interfacial Properties of Copper-plated Carbon Fibers/Epoxy Resin Composites)

  • 홍명선;배경민;최웅기;이해성;박수진;안계혁;김병주
    • 공업화학
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    • 제23권3호
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    • pp.313-319
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    • 2012
  • 본 연구에서는 Polyacrylonitrile (PAN)계 탄소섬유 표면에 구리도금 표면처리가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향에 관하여 관찰하였다. 탄소섬유 표면특성은 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, X-선 회절분석기, 접촉각 측정기로 측정하였고, 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 물성은 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)와 파괴인성(critical stress intensity factor, $K_{IC}$)측정을 통하여 알아보았다. 실험결과로부터, 기계적 계면물성은 탄소섬유 표면에 COOH group과 도금된 구리함량이 증가됨에 따라 순차적으로 증가되는 것이 확인되었으나, 도금시간을 길게 하여 과량의 구리가 도입되었을 경우 기계적 계면 물성을 도리어 감소시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 구리함량이 탄소섬유 복합재료의 기계적 계면물성을 결정하는 중요 요소라 판단되나, 최적의 함량이상에서는 계면분리에 의한 물성저하의 원인이 될 수 있다.

전기증착된 탄소섬유/에폭시 복합재료의 인장/압축 하중하에서의 전기저항 측정법을 이용한 경화 및 계면특성 (Curing Behavior and Interfacial Properties of Electrodeposited Carbon Fiber/Epoxy Composites by Electrical Resistivity Measurement under Tensile/Compressive Tests)

  • 박종만;이상일;김진원
    • 접착 및 계면
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    • 제2권1호
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    • pp.9-17
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    • 2001
  • 전기저항 측정법과 인장 및 압축 시험을 이용하여, 탄소섬유/에폭시 복합재료의 정화특성과 계면물성을 평가하였다. 계면이 존재하지 않는 탄소섬유 자체만을 사용했을 경우에는 경화 초기와 최종단계의 저항차이는 없었으며, 계면이 존재하는 탄소섬유/에폭시 시편의 경우에는 매트릭스 경화 수축에 의해 저항차가 크게 나타났다. 인장 하충하의 저항 변화 측정에서, 전기증작된 시편은 섬유의 첫 파단에 의해 저항이 무한대로 도달하는 시간이 미처리에 비해 다소 지연되는 현상을 보였다. 인장 및 압축 시험에서 표면처리된 시연은 미처리섬유에 비해 계면전단 강도가 현저히 크게 증가하였다. 인장의 경우, 미처리 섬유에서는 debonding 형태, 그리고 표면처리된 섬유에서는 cone 형태의 판단이 관찰되었다. 압축에서는 부러진 섬유 끝에서 대각선으로 미끄러지는 파단 현상이 두 경우 모두에서 나타났는데, 미처리섬유는 창 끝과 같은 예리한 파단이 일어나며, 전기증착된 섬유는 다소 둔한 판단이 나타났다. 이를 통해 전기증착에 의한 표면처리가 계면접착력과 미세파괴구조에 인장 및 압축하에서 각각 다른 영향을 주는 것을 확인하였다.

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채움벽 두께에 따른 철근콘크리트 조적채움벽 골조의 면내하중에 대한 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Masonry Infilled Frames with Different Masonry Wall Thickness Subjected to In-plane Loading)

  • 김충만;유은종;김민재
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.85-93
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    • 2016
  • 본 논문에서는 범용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 국내에서 사용되는 콘크리트벽돌을 조적채움벽으로 가진 철근콘크리트 골조를 대상으로 유한요소해석을 실시하였다. 해석대상은 순수골조, 채움벽의 두께가 0.5B인 골조, 두께가 1.0B인 골조의 3종류이다. 철근콘크리트 골조 및 채움벽의 재료특성은 재료시험 결과로부터 구하였으나 두께가 1.0B인 채움벽의 경우 벽돌의 쌓기방법의 차이에 의해 0.5B 두께의 실험체보다 4배 정도 증가된 인장강도를 사용하였다. 유한요소 해석결과는 실험을 통해 구한 하중-변위관계 및 변위각에 따른 균열양상을 상당히 정확하게 예측하였다. 유한요소해석 결과의 분석을 통해 조적채움벽과 골조사이의 접촉응력 및 골조의 전단력과 휨모멘트를 산정하였다.

목재 접합부의 강도특성 및 장기 내력 평가 (I) - 소나무재의 Bo1t 및 Drift pin 접합부 능력(耐力) 성능 평가 - (Studies on Evaluation for Long-term Loading of Composite Wood-joint and Characteristics of Joint Strength (I) - The strength properties of mechanical joints of Pinus densiflora with drift pin and bolt -)

  • 홍순일;황원중;김은삼;진광성
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제29권4호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 본 실험은 강판삽입형에 드리프트 핀, 볼트를 이용한 2가지 형태의 접합부의 강도 특성을 검토하였다. 하중 방향은 섬유평행방향 하중 (0도 하중)과 섬유직교방향 하중 (90도 하중)을 가하여 하중방향의 차이 및 접합구에 따른 강도 특성을 비교하였다. 소나무재의 강판 삽입의 드리프트 핀, 볼트 인장형 전단강도 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 같은 단거리의 섬유평행방향 하중시 최대하중은 접합구의 직경이 증가함에 따라 증가되는 경향을 보였으며, 90도 하중인 경우 드라프트핀, 볼트 접합부는 2가지 접합구 직경(10 mm, 12 mm)에서 모든 소나무 시편이 할렬파괴 되었다. 2. 하중-변형 곡선의 초기 직선영역을 나타내는 직선과 접합구 직경의 5% 만큼을 횡축의 정방향으로 평행 이동시킨 접합부의 항복하중(Py)과 최대 하중비의 증가 정도는 0도 하중의 경우가 높고, 볼트의 접합에서 높았다. 또한 세장비가 증가될수록 높은 경향을 나타냈다. 3 항복 추정식으로 구한 항복하중과 실험값에서 5% 차감한 항복하중은 볼트 접합부에 비해 드리프트 핀 접합부가 추정치와 실험치가 잘 일치되었다.

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주철근 겹침이음된 RC교각의 근단층지반운동에 대한 진동대 응답과 분석 (Shake Table Response and Analysis of RC Bridge Piers with Lap-Spliced Steel under NFGM)

  • 정영수;박창영;홍현기;박지호;심창수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.451-458
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    • 2008
  • 근단층지반운동 (near fault ground motion, NFGM)은 일반적으로 진앙거리가 약 10 km 이내인 지역에서 관측되는 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동으로서 단층의 파열 진행 방향이 전단파의 진행방향과 일치한다. 이들 두 파가 유사한 속도를 갖을 경우 서로 간섭을 일으키어 펄스 형태의 속도파를 발생시키며 단층에 수직한 방향의 속도성분에서 큰 펄스가 발생한다. 강진 지역에서는 NFGM에 대하여 많은 연구가 수행되었으나 우리나라와 같은 중저진 지역에서는 매우 미흡한 실정이다. 최근 국내에서도 NFGM에 대한 모델링을 제시되었다. 따라서 이들이 발생할 경우의 피해에 대해 많은 관심이 고조되고 있다. 최근까지 국내에서 수행된 RC 교각에 대한 내진 실험은 축소 모형의 경우 국내에 있는 진동대 용량의 한계 및 지진에 의한 교각 상부 구조물의 가속력 구현 방법의 어려움 등으로 수행하기 힘든 여건이 있었다. 그리고 주로 원역지진지반가속도 (far fault ground motion, 이후 FFGM)를 모형화한 준정적 (Quasi-static) 혹은 유사동적 (Pseudo-dynamic) 실험으로 이루어져 왔다. 그 결과 RC교각은 내진성능을 위하여 충분한 연성도를 확보하고 있어야 하는데 소성힌지영역 내에 주철근의 겹침이음이 있게 되면 겹침이음부의 조기파괴가 발생하게 되어 세계 각국의 내진설계규정은 교각의 소성힌지구간에서 주철근겹침이음을 금지하고 있다. 따라서, 이 연구는 주철근의 겹침이음을 시험변수로 가진 RC 교각의 내진성능을 근단층지반운동에 대해서 평가하기 위해서 축소모형을 제작하고 진동대 실험을 수행하였다.

압출성형 공정변수에 따른 건조수삼과 백삼 압출성형물의 침출속도 및 침출물 특성 (Properties of Extracts from Extruded Root and White Ginseng at Different Conditions)

  • 김봉수;류기형
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.306-310
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    • 2005
  • 압출성형공정을 적용하여 건조수삼내부 유효성분의 침출속도를 향상시키기 위하여 수분함량(20, 25, 30%)과 스크루 회전속도(200, 300 rpm)를 달리하여 제조한 인삼유효 성분의 침출속도, 침출액의 조사포닌, 수용성지수, 갈색도와 적색도를 비교하였다. 인삼과 홍삼의 중요한 유효성분인 사포닌과 진세노사이드(ginsenoside) 함량의 지표가 되는 압출성형 수삼과 백삼 침출액의 갈색도와 적색도는 수분함량의 감소와 스크루 회전속도의 증가에 따라 유의적으로 증가하였다. 또한 수용성지수 및 조사포닌 함량은 수분함량이 감소 및 스크루 회전속도의 증가에 따라 증가하였다. 건조수삼과 압출성형수삼의 입자크기가 감소할수록 침출된 인삼유효성분의 지표가 되는 흡광도는 증가하는 경향을 보였다. 건조수삼 압출성형물의 침출액과 실험한 입자크기에서 수분함량이 28%에서 20%로 감소할수록 260∼520 nm 파장에서 흡광도는 증가하는 경향을 보였다, 수용성지수도 흡광도와 마찬가지로 입지크기가 갑소할수록 증가하는 경향을 보였다. 압출성형 수삼의 경우 팽화에 의한 기공의 형성과 전단력에 의한 세포벽의 파괴와 함께 압출성형물 내부의 유효성분의 침출율의 향상에 기여한 것으로 판단되었으며 결론적으로 다른 열처리 방법과 비교하여 압출성형공정을 인삼 침출차 제조에 적용할 수 있는 효율적인 공정으로 판단되었다.

마요네즈의 점성(粘性)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Viscometric Behavior of Mayonnaise)

  • 이영엽
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.119-127
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    • 1986
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 마요네즈의 유동특성(流動特性)과 각(各) 성분(成分)의 배합비(配合比)가 점도(粘度)에 미치는 영향을 연구(硏究), 검토(檢討)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 마요네즈는 강복응력(降伏應力)을 갖는 시간의존적(時間依存的)인 Thixotropic 유체(流體)의 거동(擧動)을 나타내었다. 2. 전단시간(剪斷時間)의 초기(初期)에 마요네즈의 구조는 응력(應力)에 의(依)해 2차(次) 속도식(速度式)에 따라 파괴되었다. 3. 마요네즈 점도(粘度)의 온도의존성(溫度依存性)은 Arrhenius식(式)으로 나타낼 수 있었으며 시제품(試製品)에 대(對)해서는 다음의 식(式)이 성립하였다. In $${\eta}=-0.3+3.527{\times}10^3l/T$$ 4. 난황(卵黃)의 농도(濃度)가 증가(增加)할수록 마요네즈의 점도(粘度)는 높게 나타났으며 안정성(安定性)은 12%에서 가장 높았다. 5. oil의 농도(濃度)가 $65{\sim}75%$ 범위에서는 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 마요네즈의 점도(粘度)도 높아져 75%에서 최고값을 나타내었으며 그 이상(以上)의 농도(濃度)에서는 오히려 감소(減少)하였다. 한편 현미경 관찰결과 oil농도(濃度)가 높을수록 oil입자(粒子)의 직경(直徑)은 작게 나타났으며 안정성(安定性)은 75%에서 가장 높았다. 6. $2{\sim}8%$ 범위에서 수분함량(水分含量)이 증가(增加)할수록 마요네즈의 점도(粘度)가 높아지는 반면(反面)에 식초함량(食酢含量)이 증가(增加)할수록 점도(粘度)는 낮게 나타났다.

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미세역학시험법과 접촉각 측정을 통한 변형된 Jute와 Hemp섬유 강화 Polypropylene (PP)-Maleic Anhydride Polypropylene Copolymers (PP-MAPP) 복합재료의 계면 및 표면에너지 평가 (Interfacial and Surface Energies Evaluation of Modified Jute and Hemp Fibers/Polypropylene (PP)-Maleic Anhydride Polypropylene Copolymers (PP-MAPP) Composites using Micromechanical Technique and Contact Angle Measurement)

  • 박종만;트란콩손;정진규;김성주;황병선
    • 접착 및 계면
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    • 제7권2호
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    • pp.1-11
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    • 2006
  • 미처리 Jute와 Hemp섬유와 처리된 Jute와 Hemp섬유가 강화된 polypropylene-maleic anhydride-g-polypropylene copolymer (PP-MAPP) 복합재료의 계면 물성을 미세역학시험법과 동적접촉각 측정을 통해서 평가하였다. Jute와 Hemp섬유의 통계적인 인장강도의 경우 두 형태 와이블 분포가 단일 형태 분포보다 더 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 천연섬유 복합재료의 계면전단강도(IFSS)에 대한 산-염기 상호작용변수는 접착일($W_a$)의 계산을 통해 그 특성을 기술 할 수 있다. 천연섬유에 대한 알칼리, 실란커플링제의 영향은 PP-MAPP 기지재의 MAPP 함량을 변화시킴으로써 얻을 수 있었다. 알칼리 처리된 Jute와 Hemp섬유의 경우 약한 계면층이 모두 제거되고 표면적이 증가됨으로 인해 표면에너지는 더 증가하였다. 반면 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리된 Jute와 Hemp 섬유의 경우 차단된 높은 에너지의 기들로 인해 표면에너지는 감소하였다. PP-MAPP기지재속의 MAPP의 함량증가는 산-염기 기의 도입으로 인해 표면에너지는 증가하였다. 두 천연섬유 복합재료의 미세파괴 형상은 두 섬유의 인장강도가 다르기 때문에 명확히 구분되었다.

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