• 한국해양공학회지
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• 제33권5호
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• pp.377-386
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• 2019

Flexible composite propellers have a relatively large deformation under heavy loading conditions. Thus, it is necessary to accurately predict the deformation of the blade through a fluid-structure interaction analysis. In this work, we present an LST-FEM method to predict the deformation of a flexible composite propeller. Here, we adopt an FEM solver called OOFEM to carry out a structural analysis with an orthotropic linear elastic composite material. In addition, we examine the influence of the lamination direction on the deformation of the flexible composite propeller.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.16-23
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• 2021

The fracture characteristic of the bonded interface under the application of a sliding load to a double cantilevered specimen manufactured using lightweight material was examined. Inhomogeneously bonded materials such as Al6061-T6, CFRP, and CFRP-Al were employed. In the experiment, the specimen was loaded on both directions by applying a shearing load to the bonding interface. The experimentally obtained stress, specific strength and energy release rate values were examined. CFRP exhibited excellent specific strength. The experimental results demonstrated that the inhomogeneous bonded material CFRP-Al exhibited an overall high performance in comparison with the single materials.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권3호
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• pp.289-298
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• 2022

In the present study, structural behavior of steel beams strengthened with CFRP strips and cables was investigated by a series of experiments. For this purpose, two groups of experimental studies were carried out: one for the beam series strengthened only with CFRP strips and the other for the steel beam series strengthened with CFRP strips and prestressed wires. From this test, it is found that the flexural stiffness and strength of the steel beams strengthened with CFRP strips and cables were significantly improved comparing to the un-strengthened one. Three failure modes such as sudden de-bonding, splitting and rupturing of CFRP strips were observed. The ultimate tensile strains of attached CFRP strips on the steel beams were noticed in the range between 8,000με and 11,000με, and this result disclose the perfect composite reaction CFRP strips and steel beams.

• 한국재료학회지
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• 제34권2호
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• pp.72-78
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• 2024

The lightweight and high strength characteristics of aluminum alloy materials make them have promising prospects in the field of construction engineering. This paper primarily focuses on aluminum alloy materials. Aluminum alloy was combined with concrete, wood and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) cloth to create a composite column. The axial compression test was then conducted to understand the mechanical properties of different composite structures. It was found that the pure aluminum tube exhibited poor performance in the axial compression test, with an ultimate load of only 302.56 kN. However, the performance of the various composite columns showed varying degrees of improvement. With the increase of the load, the displacement and strain of each specimen rapidly increased, and after reaching the ultimate load, both load and strain gradually decreased. In comparison, the aluminum alloy-concrete composite column performed better than the aluminum alloy-wood composite column, while the aluminum alloy-wood-CFRP cloth composite column demonstrated superior performance. These results highlight excellent performance potential for aluminum alloy-wood-CFRP composite columns in practical applications.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.185-192
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• 2011

CFRP 보강공법은 구조물에 내하력을 증가시키기 위해 사용되고 있는데 실제 교량에 적합하고 연구 활용성이 좋다. 하지만, CFRP로 보강된 콘크리트 보에서 휨파괴와 전단파괴 뿐만 아니라 부착파괴 또한 추가적으로 발생하게 된다. 이러한 CFRP 부착파괴는 취성파괴를 유발하게 된다. 따라서 이러한 CFRP로 보강된 콘크리트보 박리에 대한 모니터링은 매우 중요한 의미를 갖는다. 본 논문에서는 국부적인 손상 파악에 유리한 PZT센서를 이용한 임피던스 기반 손상검색 방법을 사용하여 CFRP로 보강된 콘크리트보에서 박리 모니터링에 대한 적용가능성을 검증해 보았다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.166-173
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• 2014

In this study, a laminated composite material with dispersing aluminum oxide powder between the CFRP laminate plies, and also CFRP composites without aluminium oxide powder were fabricated for Mode I experiments using the DCB specimen and a tensile test. The behavior of the crack and the change of the interfacial fracture toughness were evaluated. Also in order to evaluate the damage mechanism for the crack extension, the AE sensor on the surface of the DCB test specimen was attached. AE amplitude was estimated for CFRP-alumina and CFRP composite. And the fracture toughness was evaluated by the stress intensity factor and energy release rate. The results showed that an unstable crack was propagated rapidly in CFRP composite specimen along with the interface, but crack propagation in CFRP-alumina specimen was relatively stable. From results, we show that aluminium oxide powder spreaded uniformly in the interface of the CFRP laminate carried out the role for preventing the sudden crack growth.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권2호
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• pp.123-134
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• 2021

In this paper, the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) grids embedded in polymer cement mortar (PCM) shotcrete (CFRP-PCM method) was conducted to repair the degraded tunnel linings with a cavity. Subsequently, the reinforcing effect of the CFRP-PCM method under different degrees of lining deterioration was quantitatively evaluated. Finally, the limit state design method of the M-N interaction curve was conducted to determine whether the structure reinforced by the CFRP-PCM method is in a safe state. The main results indicated that when the cavity is at the shoulder, the lining damage rate is more serious. In addition, the remarkably reinforcing effect on the degraded tunnel linings could be achieved by applying a higher grade of CFRP grids, whereas the optimization effect is no longer obvious when the grade of CFRP grids is too high (CR8); Furthermore, it is found that the M-N numerical values of the ten reinforcing designs of the CFRP-PCM method are distributed outside the corresponding M-N theoretical interaction curves, and these designs should be avoided in the corresponding reinforcing engineering.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.135-144
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• 2007

최근에 노후화된 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법으로 FRP를 이용한 보강이 효과적인 것으로 알려지고 있다. 본 연구의 목적은 FRP로 보강된 콘크리트 실린더의 거동을 실험적으로 조사하고자 하는 것이다. 실험 변수로는 콘크리트의 압축강도, FRP재료의 종류 및 구속비이다. 본 연구에서 아라미드, 탄소 및 유리섬유로 보강된 콘크리트의 성능을 압축강도 실험을 통한 연구 결과를 보이고 있다. 이를 위해 축방향 하중, 축방향 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 본 연구를 통하여 콘크리트의 강도와 횡방향 변형률과 횡방향 구속응력의 비로 정의되는 구속비가 구속 콘크리트의 응력-변형률을 결정하는 주요 인자인 것으로 나타났다. FRP로 더 많은 보강을 한 실험체는 우수한 구속력으로 인한 강도의 증가를 야기하였다. 고강도 콘크리트의 경우 FRP에 의한 보강으로 구속력의 증가이 증가되더라도 실험체의 압축변형률이 감소하여 취성파괴의 경향을 보였다. 구속된 콘크리트의 파괴는 FRP 재료의 극한 변형률 보다 낮은 변형률에서 FRP의 파단으로 시작되어 콘크리트의 파괴에 도달하였다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.299-305
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• 2008

본 연구는 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단거동 특성 및 파괴형상을 구명함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 탄소섬유판의 형상, 섬유판 부착 간격 및 전단보강 철근량 등의 변수를 포함하는 실험 연구가 수행되었다. 본 실험 결과 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단 강성은 보강되지 않은 보에 비해 현저하게 개선되며 최대 전단강도 증진율은 100% 이상인 것으로 나타났다. 또한 탄소섬유판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 적은 량의 탄소섬유판으로 보강했을 경우에도 전단강도의 증진 효과는 매우 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 탄소섬유판에 발생하는 변형률을 기본으로 하여 유효응력을 도출하였으며, 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단강도를 계산하였다. 이는 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.