• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.22-27
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• 1999

고급복합재료(advanced composite material)는 여러 가지 훌륭한 장점에도 불구하고 건설기술자에게는 그 이론이 너무 복잡하여 건설구조에 대한 응용이 지연되고 있다. [$\alpha/\beta/\beta/\gamma/\alpha/\alpha/\beta$]r, $\alpha$=-$\beta$, $\gamma$=0$^{\circ}$ 또는 90$^{\circ}$ 와 같은 몇 가지 배향각을 갖은 적층판은, r이 증가함에 따라, $B_{i,j}$강성이 0으로 접근한다(1995). 건설구조물은 그 치수가 커서 r이 증가해도 지간 대 두께비가 충분히 커서, 횡방향 변형율(${\varepsilon}_{xz}$,${\varepsilon}_{yz}$)의 영향이 무시될 수 있다. 이 경우 판의 지배방정식은 간단한 특별직교이방성판의 식으로 변화된다. 김덕현은 토목구조물에 흔히 적용될 수 있는 이러한 배향각을 가진 적층판의 지배방정식을 취급이 간단한 특별직교 이방성 판의 경우로 변경시킨 다음 해석을 더 간단히 진행할 수 있도록 기술자들이 유사 등방성 상수(quasi-isotropic constant)를 사용하여 낮익은 등방성판의 방정식을 사용하여 답을 구한 다음 그가 개발한 "수정계수(correction factor)"를 사용하여 "정확한"해를 구하는 방법을 발표한바 있다(1991).는 방법을 발표한바 있다(1991).

• 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.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.35-40
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• 2010

본 연구에서는 거더와 가로보로 이루어진 패널을 특별직교이방성 판 이론을 응용하여 해석하였다. 거더와 가로보는 H 형단면을 사용하였다. 본 논문에서는 특별직교이방성 판 이론을 압연형교에 응용하였으며 해석한 결과를 제시하였다. 해석결과는 보 이론과 비교하였다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 $D_{22}$ 강성의 영향을 철저히 검토하였다. 본 연구에서는 판 이론에 의해 수치해석을 해본 결과 보 이론보다 강성이 2.43배가 되는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권6호
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• pp.546-555
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• 2009

이 연구에서는 목재의 효율적인 이용의 일환으로 스프루스 직교형적층재의 중층을 중밀도섬유판(medium density fiberboard, MDF), 파티클보드(particle board, PB) 및 배향성스트랜드보드(oriented strand board, OSB)의 3종류의 시판용 목질보드를 복합적층한 3층 목질계 복합적층재(패널)를 제작하여, 중층목질재료라미나의 구성엘리멘트가 복합적층재(패널)의 휨 강도성능에 미치는 영향을 조사하였다. 목질계 복합적층재의 휨 탄성계수는 중층에 배향성스트랜드보드(OSB)를 배열한 복합적층재에서 가장 높은 값을 나타내었고, 중밀도섬유판(MDF)을 중층에 배열한 복합적층재에서 가장 낮은 값을 나타내었다. 이 값은 중층에 섬유직각방향라미나를 배열한 다양한 종류의 직교형적층재 보다 높은 값을 나타내는 것이 확인되었다. 표층이 스프루스 섬유직각방향으로 된 복합적층재의 휨 탄성계수 예측치는 실측치와 비슷한 값을 나타내었으나, 표층이 스프루스 섬유방향으로 된 복합적층재의 휨 탄성계수 예측치는 실측치보다 높은 값을 나타내었다. 복합적층재의 휨 강도는 배향성스트랜드보드(OSB)를 중층에 배열한 타입에서 가장 높은 값을 나타내었고, 파티클보드(PB)를 중층에 배열한 타입에서 가장 낮은 값을 나타내어 휨 탄성계수와 약간 차이를 나타내었다. 복합적층에 의해, 복합적층재의 휨강도 성능의 이방성은 스프루스소재의 그것에 비해 현저히 감소하였고, 보드상호간의 강도성능의 차이도 현저히 감소하는 것이 확인되었다.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.42-51
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• 2001

본 연구에서는 복합재료에 삽입된 광섬유센서의 인장하중하에서의 정적 물성치와 피로하중하에서의 동적 물성치를 실험적인 방법과 유한요소해석을 통하여 고찰하였다. 결과에 의하면 삽입된 광섬유센서는 인접한 강화섬유에 수직한 방향으로 삽입된 피로하중의 경우를 제외하고 복합재료의 기계적인 물성치에 큰 영향을 끼치지 않는다고 결론지을 수 있다. 광강도형 광섬유센서를 복합재료 적층판에 삽입하여 복합재 적층판의 강성저하를 측정함으로써 직교적층판 피로손상을 검출하였다. 이 실험의 결과에 의하면 광강도형 광섬유센서는 간단하고 저렴한 장치와 측정된 신호의 복잡한 후처리 과정이 필요 없다는 장점으로 인하여 구조물의 강성저하를 측정하여 피로손상을 감시하는데 있어서 큰 잠재력을 가진다고 할 수 있다. 또한 삽입된 광강도형 광섬유센서는 우수한 내 피로성과 넓은 강성측정 범위를 보였다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.6-12
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• 2019

본 논문에서는 Cross-ply 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 모드 I 층간분리 특성을 분석하였다. 이를 위하여 Cross-ply 시편에 대한 Double-Cantilever Beam(DCB) 시험을 수행하였다. Cross-ply DCB 시편의 경우 층간 및 층내 파괴를 포함한 복합적인 균열 성장과 기하학적 대변형에 의한 비선형성을 수반하였다. 따라서 변형률 에너지 해방률과 유한요소해석을 기반으로 비선형성을 수반한 DCB 시험에서도 적용되는 모드 I 층간 파괴인성 평가방법을 제안하고 기존의 선형이론으로 구한 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 방법으로 Cross-ply DCB 시편의 모드 I 층간 파괴인성과 모드 I 층내 파괴인성을 분류하였고 모드 I 층내 파괴인성이 더욱 낮음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.1-7
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• 1999

비선형 하중/변위 거동을 나타내는 모재 지배 복합재료의 피로수명 예측을 이론과 실험에 의해 연구하였다. 재료의 비선형성을 고려하기 위해 초기 피로계수와 탄성계수의 관계를 나타내는 응력함수를 도입하였다. 피로계수와 참고계수 개념을 기반으로 하여 새로운 피로수명 예측식이 가한 하중 수위의 함수로 유도되었다. 예측 결과는 직교이방성 탄소섬유/에폭시 적층판을 사용한 원통형 시편의 비틀림 피로 실험과 비교되었으며, 제안된 식은 실험치와 잘 일치하였다.

• 센서학회지
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• 제5권6호
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• pp.15-24
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• 1996

본 연구에서는 광섬유센서를 지능형 복합재 구조물에 적용하기 위한 기초적 연구의 일부로서, 구조물내에서의 광섬유센서의 건전성 평가와 주조물에 유발된 변현 및 손상에 대한 광섬유센서의 신호검출 거동을 연구 검토하였다. 첫째로, 최약체결파손이론에 거한 광섬유센서의 누적파손분포를 비교하고 수정계수를 도입함으로써, 굽힘시험이 인장시험을 대신할 수 있음을 보였다. 실험에 의해 Weibull 파라미터를 얻고, 굽힘시험에서 유도된 누적파손분포에 적용될 수정계수를 구했다. 열처리한 강섬유센서와 열처리하지 않은 광섬유센서의 인장강도 평균값을 비교함으로써 복합재료 적층관의 경화 사이클 동안 열처리에 의해 야기되는 광섬유센서의 건전성을 평가하였다. 둘째로, 직교적층판과 일방향적층판의 인장시험에서 측정된 시편의 응력-변형률과 삽입된 광섬유센서를 통과한 레이저신호 세기와의 관계를 검토하고, 광섬유센서를 이용한 효과적 손상검출 가능성을 연구 검토하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권1호
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• pp.1-10
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• 2010

이 연구에서는 목재의 효율적인 이용의 일환으로 스프루스 직교형적층재의 중층을 중밀도섬유판(medium density fiberboard, MDF), 파티클보드(particle board, PB) 및 오에스비(oriented strand board, OSB)의 3종류의 시판용 목질보드를 복합적층한 3층 목질계 복합적층재(패널)를 제작하여, 중층 목질보드라미나의 구성엘리멘트가 복합적층재의 휨 크리프성능에 미치는 영향을 조사하였다. 복합적층재의 휨 크리프곡선은 우측상변이 급증하는 지수함수 그래프를 나타내었고, 각 복합적층재의 중층 목질보드라미나의 종류에 따라 다른 경향을 나타내었다. 복합적층재의 크리프변형은 표층섬유직각방향($C_{\perp}$ 타입)에서는 중층에 PB, MDF, OSB를 배열한 $C_{\perp}$(P)타입 > $C_{\perp}$(M)타입 > $C_{\perp}$(O)타입의 순으로, OSB를 중층에 배열한 타입의 크리프변형이 MDF나 PB를 중층에 배열한 것의 2배 이상 적은 것이 확인되었고, 복합적층에 의해 스프루스 섬유직각방향의 크리프변형의 현저한 감소가 나타났다. 한편, 표층섬유방향($C_{\parallel}$ 타입)의 크리프변형은 중층에 PB, OSB, MDF를 삽입한 $C_{\parallel}$(P)타입 > $C_{\parallel}$(O)타입 > $C_{\parallel}$(M)의 순이었으나, 복합적층에 의해 적층재상호간의 비는 현저히 감소하였고, 중층에 PB와 OSB를 배열한 복합적층재의 크리프변형의 차이는 매우 적은 것이 확인 되었다. 이 값은 목질보드의 크리프변형보다는 0.108~0.464배의 적은 크리프변형을 나타내어 복합적층에 의해 목질보드의 크리프변형의 현저한감소가 나타났다. 복합적층재의 표층섬유방향에 대한 표층섬유직각방향의 크리프이방성은 초기변형보다 크리프변형이 현저히 컸지만, 스프루스 평행형적층재의 크리프이방성보다는 현저히 감소하는 것이 확인되었다.