• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권5호
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• pp.589-608
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• 2005

There is a growing need for the development and implementation of new methods for the rapid and cost-effective rehabilitation of deteriorating steel structural components to offset the drawbacks related to welding and/or bolting in the field. Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites provide a potential alternative as externally bonded patches for strengthening and repair of metallic structural members for building and bridge systems. This paper describes results of an investigation of tensile and fatigue response of steel/CFRP joints simulating scenarios of strengthening and crack-patching. It is shown that appropriately designed schemes, even when fabricated with levels of inaccuracy as could be expected in the field, can provide significant strain relief and load transfer capability. A simplified elasto-plastic closed form solution for stress analysis is presented, and validated experimentally. It is shown that the bond development length remains constant in the linear range, whereas it increases as the adhesive is deformed plastically. Fatigue resistance is shown to be at least comparable with the requirements for welded cover plates without attendant decreases in stiffness and strength.

• 천문학회보
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• 제40권1호
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• pp.81.3-81.3
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• 2015

Carbon Fiber Re-enforced Polymer (CFRP) has replaced steel, especially for mobile devices. As CFRP is stiff and light-weight, it has been applied to airplane, sport car, golf clubs, semiconductor transporter, satellites, etc. In the telescope, the plastic material was introduced to the supporting tubes or rods connecting the primary mirror assembly and the secondary mirror structure. Nowadays, even the mirror itself is produced by CFRP. In this poster, material properties and production of CFRP telescopes are presented, and pros and cons are discussed.

• Carbon letters
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• 제16권3호
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• pp.147-170
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• 2015

In recent decades, there has been an increasing interest in the use of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) in aerospace, renewable energy and other industries, due to its low weight and relatively good mechanical properties compared with traditional metals. However, due to the high cost of petroleum-based precursors and their associated processing costs, CF remains a specialty product and as such has been limited to use in high-end aerospace, sporting goods, automotive, and specialist industrial applications. The high cost of CF is a problem in various applications and the use of CFRP has been impeded by the high cost of CF in various applications. This paper presents an overview of research related to the fabrication of low cost CF using polyethylene (PE) control technology, and identifies areas requiring additional research and development. It critically reviews the results of cross-linked PE control technology studies, and the development of promising control technologies, including acid, peroxide, radiation and silane cross-linking methods.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.185-194
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• 2016

본 연구에서는 탄소섬유쉬트로 보강된 각형강관 기둥의 유한요소 해석결과를 소개하고 있다. 실험체 개수는 총 6개이며, 각형강관에 대해서는 비조밀 단면 단주, 세장판 단면 단주, 비조밀 단면 장주로 구성되어 있다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수이다. AFRP 스트립과 강재사이의 부착거동과 부착응력-슬립관계를 규명하였다. 총 6개의 실험체에 대하여 ANSYS V.14.0을 사용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 파괴모드, 하중-변위곡선, 최대내력, 초기강성에 대해 실험결과와 비교하였다. 끝으로, AISC cold-formed steel structures 기준에 근거하여 세장비에 따른 좌굴응력값을 산정하였으며, 각 단면타입에 대한 좌굴응력값 및 보강효과를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.199-204
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• 2013

최근 차량 경량화를 통한 에너지 절감을 위해서 무거운 철강재료를 경금속이나 복합재료로 대체하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이중, 폴리머 기반의 복합재료는 사출성형을 통해서 복잡한 형상의 제작이 가능하고, 유리섬유나 탄소섬유를 함께 사용하여 철강재료 수준으로 기계적 물성을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 엔진의 고온과 우기에서의 높은 습도 환경은 폴리머의 기계적 물성을 낮추기 때문에 재료선택 과정에서 반드시 고려해야 한다. 본 연구에서는 사출성형을 통해 만들어진 유리섬유강화플라스틱을 엔진룸 내부 온도와 유사한 $85^{\circ}C$ 환경과 우기시의 최대 수분흡수 환경하에서의 기계적 물성변화를 인장시험을 통해 알아보았다. 그 결과, 고온환경에서 최대인장강도가 약 23% 감소를 보였고, 수분에 의해서는 약 30% 감소하였으며, 고온과 수분 모두에 대해서는 약 70% 감소를 확인하였으며 이는 재료 선정시 반드시 고려해야 할 영향으로 판단되었다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.122-127
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• 2018

섬유강화고분자복합재료(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 경량화는 자동차 및 항공 분야에서 끊임없이 요구되고 있으며, 구조용 폼과 CFRP를 혼합하여 샌드위치 복합재료로 사용되고 있다. 본 연구에서는 열경화성 소재인 에폭시 폼과 폴리우레탄 폼 및 열가소성 소재인 PET 폼과 PVC 폼의 조성 차이에 따른 폼의 형상 및 열 노화를 통해 변화되는 기계적 특성 변화를 관찰하였다. 성형한 에폭시 폼, 폴리우레탄 폼 및 상용화된 PET 폼과 PVC폼을 180도에서 열 노화시켰으며, 30, 60, 120, 180분의 노화시간에 따라 구조용 폼의 변화를 광학 현미경 및 만능시험기로 폼 셀의 형상 및 압축강도를 평가하였다. 궁극적으로 에폭시 폼이 가장 높은 2.6 MPa의 압축강도를 가졌으며, 열 노화 조건에서도 물성저하나 형상의 변화가 거의 발생되지 않았다. 이는 에폭시 폼이 타 구조용 폼에 비해 열 노화 조건에서 후경화되어 강직한 조성을 이루며, 타 구조용 폼과는 다르게 내열 특성이 우수하기 때문에 고온용 구조용 폼으로 적용하기 적합한 소재임을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.347-358
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• 2022

탄소섬유 복합소재의 우수성은 이미 여러 산업분야에서 입증되었으며, 조선산업 또한 예외는 아니다. 특히, 해양선진국에서는 탄소섬유 복합소재 선체의 해군과 해경의 특수선박이 이미 실전 배치된 바 있다. 국내에서도 10톤 급 레저선박 혹은 30톤 급 고속정 등에 탄소섬유 복합소재가 적용된 바 있으나, 아직까지 수 백 톤 이상의 경비함급에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 해외 유사사례 분석을 통해 탄소섬유 복합소재 선체의 500톤 급 경비함에 대한 건조가능성 검토를 수행하였다. 연구결과, 기존 알루미늄 혹은 FRP 선체 대비 약 21%~25%의 경량화가 가능함을 확인할 수 있었으며, 이러한 경량화 효과는 동급 선박보다 최대 운항 속력의 향상과 함께 작전 반경의 향상효과 또한 기대할 수 있는 것으로 시뮬레이션되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.197-208
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• 2020

본 연구에서는 콘크리트 원형 교각의 동적거동 특성을 향상시키기 위하여 최적의 탄소섬유강화 플라스틱 설치 방법에 대해서 해석적 기법을 적용하여 평가하였다. 범용구조해석 프로그램인 ABAQUS가 해석연구에 사용되었으며, 소성 및 손상 콘크리트 재료특성을 적용하여 구조물의 비선형해석을 실시하였다. CFRP 적용에 따른 내진성능 향상도를 분석하고자 교각높이와 보강된 높이 비율, 교각 지름 대비 CFRP 보강 두께를 해석변수로 고려하여 거동특성과 연성도를 비교 분석하였다. 해석결과를 토대로 보강에 따른 정량적인 성능향상을 확인할 수 있었으며, 보강 재료 두께 증가보다는 교각높이 대비 보강높이 비율이 보다 성능에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.293-298
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• 2006

The reinforced concrete(RC) structures strengthened with fiber reinforced plastic(FRP) has been accepted by the construction engineering community for rehabilitation. FRP composites can present many advantages like a corrosion resistance, strength-weight ratio, relatively short application time, and cost effectiveness. The beams under design load, however, are cracked and result in degrading the strength. It is difficult to recognize cracks and deflections on the surface of the concrete members retrofitted with FRP through the life cycle. For these reasons, if they result in the effects, which were below the expected strength, we must monitor the state of concrete structures all the time in order to take an appropriate measure. Fiber Bragg Grating(FBG) sensor excel as monitoring of investigating the stress state of the retrofitted beams with FRP. The main objective of this study is to measure strain by experiment and analyze the behavior of RC beams retrofitted with FRP using FBG sensor. The kinds of FRP which were used in research are carbon, glass and improved hybrid FRP(IFRP) that has capacity than any other FRP. Other variables are the length of FRP, the number of sheet.

• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.103-108
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• 2014

섬유강화복합재는 단위중량당 강도와 강성이 뛰어나고, 단위중량이 작으며, 내부식성이 뛰어난 점 등의 다양한 재료성질의 장점이 있는 재료로서 건설분야에 적용이 점차 증가하고 있으며, 섬유강화복합재의 건설분야에 활용한 예로 수상 부유식 태양광발전 구조물이 있다. 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 저탄소 녹색성장의 대표적인 사례로 각광받고 있으며, 안전성 및 경제성을 확보하기 위한 연구가 다수 진행되었다. 또한 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 국내에 상용화 단지가 시공되었다. 본 논문에서는 상용화 과정에서 경제성 및 시공성을 위해 개발된 수상 부유식 태양광발전 구조물의 요소기술의 연구 개발 내용을 제시하였다.