• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.115-125
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• 2009

건축물의 보수 보강 시 섬유보강 폴리머를 이용한 부착공법을 이용한 보수 보강이 행해지고 있으며, 특히 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)는 이러한 RC 구조부재의 보강재로 널리 활용되고 있다. 그러나 외부 환경적 요인에 의해 열화되는 즉, 동결융해 환경이 RC 보에서의 CFRP 보강성능에 미치는 영향에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 AE 기법을 통해 CFRP와 RC 부재 내부의 손상진전에 따라 발생하는 AE 신호를 계측함으로써 CFRP로 보강 후 동결융해에 의해 열화된 RC 구조물의 파괴기구 규명을 위한 기초자료를 마련하고자 한다.

• Carbon letters
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• 제23권
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• pp.1-8
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• 2017

Polycrystalline diamond (PCD) tools possessing high hardness and abrasive wear resistance are particularly suited for drilling of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composites, where tool life and consistent hole quality are important. While PCD presents superior performance when drilling CFRP, it is unclear how it performs when drilling multi-stack materials such as CFRP-titanium (Ti) stacks. This comparative study aims to investigate drilling of a Ti plate stacked on a CFRP panel when using PCD tools. The first sequence of the drilling experiments was to drill 20 holes in CFRP only. CFRP-Ti stacks were then drilled for the next 20 holes with the same drill bit. CFRP holes and CFRP-Ti stack holes were evaluated in terms of machined hole quality. The main tool wear mechanism of PCD drills is micro-fractures that occur when machining the Ti plate of the stack. Tool wear increases the instability and the operation temperature when machining the Ti plate. This results in high drilling forces, large hole diameter errors, high surface roughness, wider CFRP exit thermal damage, and taller exit Ti burrs.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권3호
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• pp.133-138
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• 2020

In this paper, we present an experimental investigation of the friction coefficient and wear area change of carbon/epoxy and E-glass/epoxy composites depending on the fiber direction (0°/90°). We compared the results of the case where the sliding direction is parallel to the fiber direction (0°) with that of the case where it is perpendicular to the fiber direction (90°). The ball-on-plate wear test equipment was used to cause wear in both directions. Two types of specimens were prepared with thicknesses of 3 mm-one made of carbon fiber reinforced plastic composite (CFRP) and the other of glass fiber reinforced plastic composite (GFRP). A normal force of 20 N was applied to the specimen and the sliding speed was 10 mm/s and the sliding distance was set to 20 m to perform the wear test. The CFRP demonstrates superior tribological characteristics compared to the GFRP. This outcome is attributed to graphitization of carbon, which serves as solid lubricating particles. In addition, both CFRP and GFRP are worn more in the 90° direction than in the 0° direction. This is due to the greater occurrence of fiber breakage and separation in the 90° direction than in the 0° direction. This study is expected to be utilized as basic data for understanding the friction and wear characteristics of CFRP and GFRP composites along the fiber direction and to apply the appropriate material.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권5호
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• pp.629-640
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• 2019

This paper presents a theoretical and finite element (FE) study on the stress intensity factors of double-edged cracked steel beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) plates. By simplifying the tension flange of the steel beam using a steel plate in tension, the solutions obtained for the stress intensity factors of the double-edged cracked steel plate strengthened with CFRP plates were used to evaluate those of the steel beam specimens. The correction factor α₁ was modified based on the transformed section method, and an additional correction factor φ was introduced into the expressions. Three-dimensional FE modeling was conducted to calculate the stress intensity factors. Numerous combinations of the specimen geometry, crack length, CFRP thickness and Young's modulus, adhesive thickness and shear modulus were analyzed. The numerical results were used to investigate the variations in the stress intensity factor and the additional correction factor φ. The proposed expressions are a function of applied stress, crack length, the ratio between the crack length and half the width of the tension flange, the stiffness ratio between the CFRP plate and tension flange, adhesive shear modulus and thickness. Finally, the proposed expressions were verified by comparing the theoretical and numerical results.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.422-428
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• 2023

스택 체결압에 의해 접촉되는 분리판(BP)과 탄소펠트전극(CFE) 사이의 전기적 접촉저항은 상대적으로 낮은 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB) 스택의 체결압 때문에 스택 효율에 큰 여향을 미친다. 본 연구에서는 이러한 접촉저항을 줄이고 셀 성능을 향상시키기 위해 국부 가열 접합 공정을 통해 폴리에틸렌(PE) 복합재료-CFE 하이브리드 BP 구조를 개발하였다. 탄소섬유 복합재료 BP의 PE 매트릭스를 국부적으로 녹여 CFE의 탄소 섬유와 BP의 탄소 섬유의 직접 접촉 구조를 만들어 전기 접촉 저항을 감소시겼다. PE 복합재료-CFE 하이브리드 BP의 성능을 평가하기 위해 면적비저항(ASR)과 기체투과도를 측정하였다. 또한 스택 신뢰성을 측정하기 위해 내산성 시험을 수행하였다. 최종적으로, 개발된 PE 복합재료-CFE 하이브리드 BP와 기존의 BP의 성능을 비교 분석하기 위하여 VFRB 단위셀 충/방전 시험을 수행하였다.

• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.812-815
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• 2002

This paper deals with the buckling and vibration analysis of plate with a hole. We knew that in this paper, as aspect ratio rises in design parameter, the buckling strength and the natural frequency of laminated composite plate decrease and as diameter of hole for width of plate rises, the buckling strength decrease but the natural frequency increase. Also this paper compared the CFRP laminated composit plate with the hybrid composite plate, and proposed that the hybrid composite plate is stronger than the CFRP composite plate.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.185-190
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• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 평판형태의 시험편에 굽힘 모멘트가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 굽힘 응력과 전단응력, 변형에너지에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 섬유가 다축구조를 형성하고 있어 굽힘조건에서 응력을 효과적으로 분산할 수 있다. 이때 적층각도에 따라 다양한 물성을 보이게 되는데, 섬유의 수평방향인 Stacking angle $0^{\circ}$에서부터 수직방향인 $90^{\circ}$에 이르기까지의 결과에 있어, Stacking angle이 증가함에 따라 등가 응력과 전단응력이 점차 줄어들며 $60^{\circ}$를 기점으로 다시 증가함을 보이고 있다. 본 연구결과를 토대로,적층각도에 따른 평판에서의 굽힘으로 인한 파손특성을 해석적 접근을 통해 고찰하였으며, 본연구는 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있다고 사료된다. 또한 평판 형상으로서의 디자인적 요소를 융합기술에 접목함으로서 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.125-132
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• 2007

The purpose of present paper is to investigate a fracture characteristics of the finite-width single-edge-notch(SEN) carbon fiber/epoxy reinforced plastics(CFRP) plates by using an acoustic emission(AE). Uni-directionally oriented 10 plies CFRPs specimen which had different notch length were prepared for monotonic tensile test. Matrix cracking appeared over whole testing process and fiber breaking appeared later on mainly Load distribution factor of the matrix confirmed that increased according as increases of plate width ratio. The amplitude distribution of AE signal from a specimens is an aid to the determination of the different fracture mechanism such as matrix cracking, disbonding, interfacial delamination, fiber pull-out, fiber breaking, and etc. In the result of AE amplitude distribution analysis, matrix cracking, fiber disbonding or interfacial delamination, and fiber pull-out or fiber breaking signal correspond to <65dB, <75dB, and <90dB respectively, Also, changes of the slope of cumulative AE energy represented crazing phenomena or degradation of materials.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.148-154
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• 2021

탄소/에폭시 복합재료 분리판(BP)은 높은 기계적 특성과 생산성으로 인해 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 기존 흑연 분리판을 대체할 가능성이 있는 BP이다. 다기능 구조인 탄소/에폭시 복합재료 BP는 계면접촉저항(ICR)을 줄이기 위해 흑연 코팅 또는 추가 표면 처리가 필요하다. 그러나 팽창 흑연 코팅은 VRFB 작동 조건에서 낮은 내구성을 가지며 별도의 표면 처리는 추가 비용이 발생한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 폴리에스테르 직물을 적용하여 탄소/에폭시 복합재료 BP 표면의 잉여 수지층을 균일하게 제거하여 탄소섬유를 노출시키는 잉여 수지 흡수법을 개발하였다. 이 방법은 BP 표면에 탄소섬유를 노출하여 ICR을 감소시킬 뿐만 아니라 탄소 펠트 전극을 효과적으로 고정할 수 있는 고유한 도랑 패턴을 형성한다. 잉여 수지 흡수법에 의해 제작된 복합재료 BP의 산성 환경 내구성, 기계적 특성 및 기체 투과도에 대해 실험적으로 검증하였다.