• 대한기계학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1238-1245
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• 1988

본 연구에서는 단섬유가 첨가된 복합재료의 마찰 및 마멸특성에 대하여 보고 하고자 하며, 최근 공업용 고분자(engineering plastic)로 중오시되고 있는 PAI를 모 재로 하여 탄소섬유(graphite fiber), 유리섬유(glass fiber), TiO$_{2}$ 등이 첨가된 복합재료의 트라이볼로지(tribology) 특성에 대하여 고찰하고자 한다. 본 연구에서 사용된 복합재료에 포함된 단섬유들은 일정한 배열방향이 없이 마구잡이로 분포되어 있으며, 섬유특성에 따라 마멸메카니즘에 큰 차이가 있음을 본 연구 결과를 통하여 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.241-250
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• 2007

폭발하중을 받는 콘크리트 구조물을 섬유 복합재 등의 보강 재료를 사용하여 보강하는 경우에는 강성 증가와 함께 적절한 연성을 확보할 수 있어야 한다. 그러나, 폭발하중을 받는 구조물의 설계 및 해석에 일반적으로 사용되는 기존의 근사적이며 단순화 모델은 보강 재료에 대한 효과를 정확히 반영할 수 없을 뿐 아니라 해석 결과의 정확성 및 신뢰성에 문제가 제기되어왔다. 또한, 동적 하중에 대한 콘크리트와 철근의 응답은 정적 하중에 대한 응답과 상이하기 때문에 기존의 정적, 준정적하에서 정의된 재료물성값들을 폭발하중에 대한 응답 계산에 사용하는 것은 부적절하다. 따라서, 본 연구에서는 명시적(explicit) 해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 매우 빠른 재하속도를 갖는 폭발하중에 대하여 강도 증진 및 변형률 속도 효과가 반영된 재료 모델을 포함하고 있는 정밀 HFPB(high fidelity physics based) 유한요소해석 기법을 제시하였다. 제시된 해석적 기법을 통하여 탄소섬유 복합재와 유리섬유 복합재를 사용하여 보강된 콘크리트 벽체의 폭발하중에 대한 거동을 해석하였으며, 이를 보강하지 않은 벽체의 해석 결과와 비교함으로써 보강 성능 분석을 실시하였다. 해석 결과 보강에 따른 최대 처짐이 약 $26{\sim}28%$ 감소하는 보강 성능을 확인하였으며, 제안된 해석 기법이 보강 재료와 보강 기법의 유효성을 평가하는데 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.529-536
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• 2020

본 논문에서는 동결융해 작용을 받는 철근콘크리트 압축부재의 내구성 증진 효과를 알아보기 위하여 DFRCC(고인성 섬유 시멘트 복합재료)와 탄소섬유시트를 사용하여 보수·보강을 실시한 철근콘크리트 기둥을 대상으로 동결융해시험을 실시하여 압축강도 및 동탄성계수를 측정하고 비교 평가한 실험적 연구결과를 제시하였다. 이를 위해 100x100x400mm 크기의 기둥형 부재를 총 24개 제작하여 KS F 2456 및 KS F 2453에 따른 동결융해시험과 압축강도 시험을 각각 실시하였다. 부재단면에 4D10의 압축철근을 배치하였으며, 보수보강은 부재의 4면에 각각 실시하였다. 동결융해시험에서는 100, 200, 300Cycle의 각 세단계마다 동탄성계수를 산정하였다. 실험결과, 압축강도에서는 섬유시트를 사용한 경우가 DFRCC의 경우보다 약 5% 정도 큰 양상을 보였으며, 동탄성계수에서는 비슷한 결과를 나타내었다. 이는 공시체 크기에 비해 상대적으로 철근양이 많이 배근되어 간섭을 일으킨 것으로 추정되며, 실제 노후화된 기둥부재의 보수보강을 통한 실질적이고 추가적인 연구와 실험이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.349-356
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• 2008

FRP 보강재는 기존 구조물의 보수 및 보강뿐만 아니라 신설구조물의 철근을 대체할 재료로 최근에 광범위하게 사용되고 있다. 외부에 부착되는 FRP 쉬트 및 판은 콘크리트 보와 슬래브의 휨 및 전단보강을 목적으로 사용되는 가장 일반적인 기술이지만 많은 경우에 있어서 외부에 부착된 FRP 쉬트 및 판이 파괴되기 전에 FRP와 콘크리트 계면에서 부착파괴와 같은 조기파괴가 발생하는 문제점이 대두되어 표면매립공법이 도입되었다. 본 연구에서는 표면매립공법으로 보강된 RC보의 거동 특성 및 보강성능을 파악하기 위해 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 표면부착공법과 표면매립공법의 성능을 비교하고 탄소판 및 탄소로드의 매립 개수를 변수로 하여 보강성능을 고찰하였다. 또한 파괴모드 예측을 위해 해석모델을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.183-190
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• 2006

본 연구는 철근콘크리트 보에 대해 선가력 후 보강재료별로 보강 효과를 파악하기 위하여 휨 실험한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 실험결과, CB 보강 실험체가 콘크리트 내부에 매입되어 일체 거동함으로써 휨내력 향상 및 연성능력 면에서 가장 우수한 것으로 나타났으며, 섬유계 보강재인 CFS와 GFS 보강 실험체 또한 우수한 내력을 가지는 것으로 나타났다. GSP 보강실험체의 경우 다른 보강 실험체에 비해 보강재 자체의 내력은 큰데 반해 콘크리트와 부착성이 떨어져 상대적으로 낮은 보강효과를 보였으며 실제 구조체에서는 콘크리트와 부착성이 개선 되어 보다 큰 보강효과를 발휘할 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.133-140
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• 2010

탄소 섬유소재는 가벼우면서고 강건한 특성과 화학적 안정성 등으로 인해 항공기, 자동차, 레저, 우주항공, 풍력, 연료전지, 방위 산업 등의 분야를 비롯하여 최근에는 다양한 산업용 복합재료 및 보강용 분야에서 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유의 기능성 향상 및 다양한 응용 분야 확대를 위하여 물리적, 화학적 특성이 우수한 탄소나노튜브와 같은 다양한 탄소나노구조체를 탄소섬유상에 하이브리드화 하는 연구를 진행하였다. ELP(Electroless plating)법을 이용하여 탄소섬유 표면처리 및 촉매 입자 형성을 동시에 진행하였으며, Thermal CVD법을 이용하여 탄소나노구조체를 형성한 결과, 탄소섬유상 Pd/Ni 복합 촉매의 비율에 따라서 탄소나노튜브, 탄소나노필라멘트 등 다양한 형태의 탄소섬유상 탄소나노구조체가 형성되는 것을 알 수 있었다. Pd촉매의 비율이 높을 수록 다중벽 탄소나노튜브(Multiwall carbon naotube)의 생성 비율이 높아지고, Ni촉매의 비율이 상대적으로 증가할 수록 탄소나노필라멘트(Carbon nanofilament)의 생성 비율이 높아짐을 알 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.149-152
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• 2005

In order to extend the life time of building and civil infra-structure, nowadays, patch type carbon sheets are widely used as repairing meterials. Repaired concrete columns and beams with carbon sheets gain their stiffness and strength, but they lose toughness and show brittle failure behaviors. Usually, the cracks of concrete structures are visible with naked eyes and the status of the structure in the life cycle is estimated with visible inspection. After repairing of the structure, crack visibility is blocked by repaired carbon sheets. Therefore, structural monitoring after repairing is indispensible and self diagnosis method with optical fiber sensor is very useful. In this paper, peel-out effects is detected with optical fiber sensors and the strain difference between main structure and repaired carbon sheets when they separate each other.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.143-148
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• 1999

In this paper we present the results of an analytical investigation on the existing concrete structures which are reinforced with carbon fiber grid. The carbon fiber grid and polymer mortar are utilized in the reinforcement of concrete column, beam, and tunnel lining. The physical and mechanical properties of the carbon fiber grid and polymer mortar were obtained experimentally and then used in the analytical investigation. In the analysis concrete structures are modeled with 3-D solid finite elements and the carbon fiber grid is modeled with space frame elements. Through the investigation reinforcing effect of carbon fiber grid on the existing concrete structures is confirmed.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.154-159
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• 1999

In this paper we present tile results of an experimental investigation on the physical and mechanical properties of carbon fiber grid, polymer mortar, and carbon fiber grid reinforced plain concrete flexural members. In order to repairing and reinforcing damaged and/or deteriorated existing concrete structural members, new materials have been developed and utilized in the construction industries. But the physical and mechanical behaviors of the material are not well understood. To use the material effectively various aspects of the material must be throughly investigated analytically as well as experimentally. In this investigation we found the physical and mechanical properties of carbon fiber grid and polymer mortar which are directly utilized in the repair and reinforcement design of damaged or deteriorated concrete structures. In addition, we also investigate the strengthening effect of carbon fiber grid on the plain concrete flexural test specimens. It was found that the material can be used to repair and strengthen the concrete structures effectively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.121-127
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• 2013

최근 경량 자전거에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라 탄소섬유 복합재료가 자전거 프레임 및 부품 제작에 널리 활용되고 있다. 복합재료는 일반적인 등방성 재료와는 달리 적층판의 방향과 순서에 따라 그 구조적인 특성이 변화하기 때문에 복합재료 자전거의 디자인을 검증하기 위해서는 구조 해석을 수행하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 CFRP 소재를 적용하여 자전거 프레임을 설계하였고, 유한요소해석을 통하여 그 구조적 성능을 분석하였다. 다양한 적층 순서와 하중조건 하에서 섬유와 매트릭스의 파손지수를 측정함으로써 복합재의 적층 조건이 자전거의 구조 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 취약 부분은 추가적인 복합재 적층판을 이용하여 보강함으로써 자전거 프레임의 구조적 안전성을 확보할 수 있었다.