• 해양환경안전학회지
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• 제26권2호
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• pp.219-226
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• 2020

선체구조의 품질검사 중 가장 일반적인 방법의 하나는 비파괴검사이다. 하지만 복합소재 선체는 강화재와 수지로 구성된 여러가지 재료가 섞여 있고 또 생산환경과 작업자에 따라 FRP(Fiber-Reinforced Plastics) 제작품질에 차이가 발생할 가능성이 크기 때문에 정확한 검사평가는 쉽지 않은 일이다. 특히 FRP 선박의 경우에는 다른 구조물보다 두께가 매우 두껍고 주로 수척층 공법을 이용하기 때문에 더욱 그렇다. 초음파 탐상의 조건 중 검사체의 밀도가 매우 중요하기 때문에 본 연구에서는 FRP 선박 제작에 널리 사용되고 있는 소재와 유리섬유강화재 중량 비율로 제작된 선박의 외판을 검사체로 선정하고, Pulse-Echo 초음파 탐상기를 활용하여 GFRP(Glass Fiber-Reinforced Plastics) 선체 외판의 초음파 탐상을 위한 적정 조건을 조사하였다. 1.00 MHz, 2.25 MHz, 5.00 MHz 세 종류 탐촉자로 A-Scan을 실시하였으며 선체 외판의 두께 검사결과와 비교분석함으로써 적정 초음파 탐상 조건을 찾고자 하였다. 연구결과 탐촉자의 초음파 주파수가 높아질수록 수신자의 반사파 음향 속력을 감소시켜야 더 정도 높은 두께 측정 결과를 얻을 수 있었으며, 상대적으로 낮은 초음파 주파수 탐촉자에서 더 적은 오차가 발생함을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.7-17
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• 2004

본 연구에서 복합재의 압축 강도에 대한 두께 효과가 $[0_4]_{ns},{\;}[45/0/-45/90]_{ns},{\;}[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$ (n=2 to 8) 등의 적층 방법을 이용하여 체계적인 실험을 통해 조사되었다. 여기서 섬유 체적비, 기공률, 섬유 굴곡도, 층간 응력 등, 적층 두께 증가에 따른 압축 강도에 영향을 주는 파라미터들이 실험과 이론적으로 연구되었다. 또한 엇교차 대칭 복합재판의 파괴강도에 대한 적층 순서 효과도 조사되었다. 이를 위해 2종류의 다른 스케일링 효과를 갖는 (1) 폰라이-레벨 기법인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$과 (2) 서브라미네이트-레벨 기법인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$가 적용되었다. 일 방향 적층 시편 $[0_4]_{ns}$과 플라이-레벨인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$에는 분명한 두께효과를 나타내었다. 그리고 섬유 굴곡도와 기공률의 두께효과에 기여하는 주요 파라미터 들임이 확인되었다. 그러나 서브라미네이트-레벨인 $[45/0/-45/90]_{ns}$의 압축강도는 시편 두께의 변화에도 불구하고 별 영향을 나타내지 않았으면, 서브라미네이트- 레벨 시편에서 구한 강토가 플라이-레벨 시편에서 구한 강도보다 약간 높았다. 이 같은 효과에 대한 이유는 섬유 굴곡도, 기공률, 자유단 효과 및 $0^{\circ}$층과 비 $0^{\circ}$층 사이의 응력 재 분포에 의한 영향인 것으로 보인다. 측정된 파괴강도는 예측 값과 비교되었다.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.169-174
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• 2017

유리섬유(GF) 강화 복합재료는 금속에 비해 경량화의 장점으로 인해 기체 부품 산업의 높은 성장률과 방산 산업의 발전으로 수요는 증가되고 있으며 제품의 형태를 다양하게 제작할 수 있는 RTM 공정으로 산업적으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 경화제의 분자량에 의한 가교 밀도 차이에 따라 변화되는 RTM의 성형성과 복합재료의 기계적 물성 및 계면 물성의 차이를 관찰하고자 하였다. 이를 위해 동일한 에폭시를 사용하였으며 유사한 화학 구조의 경화제를 이용하였다. 시편은 RTM 공법으로 제작하였으며 기지의 특성을 알아보기 위해 점도 측정 및 기지 주입시간을 측정하였다. 유리 섬유/에폭시 복합재료의 기계적 물성을 실험하여 굴곡 강도를 측정하였으며 계면 물성을 평가하기 위해 층간전단강도(ILSS)와 계면전단강도(IFSS)를 측정하였다. RTM 공정 시 기지의 점도에 의해 섬유의 함침정도에 따라 복합재료의 섬유 무게 분율(wt %)은 변화되고 이에 따라 유리섬유/에폭시 복합재료의 기계적 물성의 차이가 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.100-108
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• 2015

본 연구의 목적은 아라미드섬유의 표면개질에 의한 시멘트 복합재료의 강도특성 및 내충격성능의 향상효과를 평가하는 것이다. 단섬유 형태의 아라미드섬유를 섬유길이와 섬유의 표면유제처리율을 달리하여 시멘트 복합재료에 혼입하였다. 아라미드섬유보강 시멘트 복합재료의 강도특성은 섬유의 혼입율, 섬유의 표면유제처리율, 섬유의 길이에 따라 다르게 나타났으며, 특히, 동일한 섬유혼입율 및 섬유길이에 대한 인장강도 및 휨강도는 섬유의 표면유제처리율을 증가시킨 시험체가 향상되는 경향을 확인하였다. 이러한 정적 강도특성 결과는 고속비상체의 충돌에 의한 내충격성능에도 영향을 미쳤으며, 아라미드섬유의 표면유제처리율이 증가함에 따라 배면박리가 억제되는 것을 알 수 있었다. 하지만, 아라미드섬유를 섬유보강 시멘트 복합재료용 보강재로 활용하기 위해서는 섬유와 시멘트 복합재료간의 분산능력 및 부착효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이는 아라미드섬유의 표면특성을 소수성으로 개질하는 것에 의해 가능할 것으로 사료되며, 1.2 %이상의 표면유제처리율 및 성능개선에 대해서는 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 아라미드섬유와 후크형 강섬유를 하이브리드 한 시험체의 경우, 강도특성 및 내충격성능의 향상효과는 강섬유의 기여도가 높은 것으로 나타났다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제61권1호
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• pp.1-28
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• 2022

본 연구의 목적은 비례 문제 해결 과정에서 학생의 분수 지식이 어떻게 관련되어 나타나는지를 탐구하는 것이다. 이를 위해 단위 조정 3단계로 판단되는 중학교 1학년 학생 2명에 주목하여 분수 지식과 비례 문제 해결 과정에 대한 임상 면담 자료를 분석하였다. 분석 결과 자연수 맥락에서 단위 조정 3단계 학생으로 판단되었던 두 학생은 분수 맥락에서는 '활동을 통해' 3수준 단위를 조정하며 서로 다른 양적 조작 방식을 보여주었다. 특히 두 학생이 가분수가 포함된 곱셈 연산 과제에서 보여주었던 분할 조작과 단위 조정 활동에서 식별되었던 차이는 두 학생의 비례 문제에 대한 접근 방식에 있어서 중요한 차이로 나타났다. 이 과정에서 하나의 3수준 단위로부터 또 다른 3수준 단위 사이의 구조적 전환이 '재귀 분할의 내재화'와 관련이 되며, 합성 단위에 대한 스플리팅 조작에 중요한 근거가 됨을 시사하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.326-330
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• 2004

Thermosetting matrix composites have disadvantages in terms of moulding time, repairability and manufacturing cost. Thus the high-performance thermoplastic composites to eliminate such disadvantages have been developed so far. As a result of environmental and economical concerns, there is a growing interest in the use of thermoplastic composites. However, since their mechanical properties are very sensitive to the environment such as moisture, temperature etc., those behaviors need to be studied. Particularly the temperature is a very important factor influencing the mechanical behavior of thermoplastic composites. The effect of temperature have not yet been fully quantified. Since engineering applications of reinforced composites necessitate their fracture mechanics characterization, work is in progress to investigate the fracture and related failure behavior. An approach which predicts the tensile strength was perpormed in the tensile test. The main goal of this work is to study the effect of temperature on the result of tensile test with respect to GF/PE composite. The tensile strength and failure mechanisms of GF/PE composites were investigated in the temperature range $60^{\circ}C\;to\;-50^{\circ}C$. The tensile strength increased as the fiber volume fraction ratio increased. The tensile strength showed the maximum at $-50^{\circ}C$, and it tended to decrease as the temperature increased from $-50^{\circ}C$. The major failure mechanisms was classified into the fiber matrix debonding, the fiber pull-out, the delamination and the matrix deformation.

• Advances in concrete construction
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• 제6권2호
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• pp.199-220
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• 2018

In this study, the effects of sulphuric acid on the mechanical performance and the durability of Engineered Cementitious Composites (ECC) specimens were investigated. The carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and basalt fiber reinforced polymer (BFRP) fabrics were used to evaluate the performances of the confined and unconfined ECC specimens under static and cyclic loading in the acidic environment. In addition, the use of CFRP and BFRP fabrics as a rehabilitation technique was also studied for the specimens exposed to the sulphuric acid environment. The polyvinyl alcohol (PVA) fiber with a fraction of 2% was used in the research. Two different PVA-ECC concretes were produced using low lime fly ash (LCFA) and high lime fly ash (HCFA) with the fly ash-to-OPC ratio of 1.2. Unwrapped PVA-ECC specimens were also produced as a reference concrete and all concrete specimens were continuously immersed in 5% sulphuric acid solution ($H_2SO_4$). The mechanical performance and the durability of specimens were evaluated by means of the visual inspection, weight change, static and cyclic loading, and failure mode. In addition, microscopic changes of the PVA-ECC specimens due to sulphuric acid attack were also assessed using scanning electron microscopy (SEM) to understand the macroscale behavior of the specimens. Results indicated that PVA-ECC specimens produced with low lime fly ash (LCFA) showed superior performance than the specimens produced with high lime fly ash (HCFA) in the acidic environment. In addition, confinement of ECC specimens with BFRP and CFRP fabrics significantly improved compressive strength, ductility, and durability of the specimens. PVA-ECC specimens wrapped with carbon FRP fabric showed better mechanical performance and durability properties than the specimens wrapped with basalt FRP fabric. Both FRP materials can be used as a rehabilitation material in the acidic environment.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권3호
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• pp.329-342
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• 2017

In this paper, the dispersion characteristics of elastic waves propagation in sandwich nano-beams with functionally graded (FG) face-sheets reinforced with carbon nanotubes (CNTs) is investigated based on various high order shear deformation beam theories (HOSDBTs) as well as nonlocal strain gradient theory (NSGT). In order to align CNTs as symmetric and asymmetric in top and bottom face-sheets with respect to neutral geometric axis of the sandwich nano-beam, various patterns are employed in this analysis. The sandwich nano-beam resting on Pasternak foundation is subjected to thermal, magnetic and electrical fields. In order to involve small scale parameter in governing equations, the NSGT is employed for this analysis. The governing equations of motion are derived using Hamilton's principle based on various HSDBTs. Then the governing equations are solved using analytical method. A detailed parametric study is conducted to study the effects of length scale parameter, different HSDBTs, the nonlocal parameter, various aligning of CNTs in thickness direction of face-sheets, different volume fraction of CNTs, foundation stiffness, applied voltage, magnetic intensity field and temperature change on the wave propagation characteristics of sandwich nano-beam. Also cut-off frequency and phase velocity are investigated in detail. According to results obtained, UU and VA patterns have the same cut-off frequency value but AV pattern has the lower value with respect to them.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-509
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• 2011

ECC는 모르타르 매트릭스에 약 2% 이내 체적비의 합성 섬유를 보강하여 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동과 다수의 미세균열을 발현하도록 제조한 높은 연성의 시멘트 복합 재료이다. 최근 ECC를 적용하는 연구가 구조물 보수보강 공법, 현장 타설 및 프리캐스트화 공법 등 다양한 형태로 진행되고 있으며, 특히 연성이 요구되는 구조 부재에 적용하고 하는 시도가 끊임없이 이루어지고 있다. 이 연구에서는 성능 저하된 철근콘크리트(RC) 보의 구조 성능 및 균열 제어 성능을 개선하기 위하여 ECC와 고장력 철근을 함께 활용하는 보강 공법을 다루고 있다. 이를 위하여 RC 보실험체를 제작 실험하여 구조 성능과 파괴 형태 등을 연구하였다. 실험 결과, ECC와 고장력 철근으로 보강된 RC보는 우수한 균열 제어 성능과 더불어 휨 내하력 및 휨 강성이 크게 향상되는 것으로 평가되었다. 이 연구 결과는 ECC와 고장력 철근을 활용한 보강 공법의 설계 및 현장 적용을 위한 기초 자료로 활용될 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.66-71
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• 2011

The flexural strength of $MoSi_2$ based composites reinforced with Nb sheets has been investigated, based on the detailed examination of their microstructure and fractured surface. Both sintered density and porosity of Nb/$MoSi_2$ composites were also examined. Nb/$MoSi_2$ composites were fabricated by different conditions such as temperature, applied pressure and its holding time, using a hot-press device. The volume fraction of Nb sheet in this composite system was fixed as 10%. The characterization of Nb/$MoSi_2$ composites were investigated by means of optical microscopy, scanning electron microscope and three point bending test. Nb/$MoSi_2$ composites represented a dense morphology at the interfacial region, accompanying the creation of two types of reaction layer by the chemical reaction of Nb and $MoSi_2$. Nb/$MoSi_2$ composites possessed an excellent density at the fabricating temperature of $1350^{\circ}C$, corresponded to about 95% of theoretical density. The flexural strength of Nb/$MoSi_2$ romposites were greatly affected by the pressure holding time at the same fabricating temperature, owing to the large suppression of porosity in the microstructure. Especially, Nb/$MoSi_2$ composites represented a good flexural strength of about 310 MPa at the fabricating condition of $1350^{\circ}C$, 30MPa and 60min, accompanying the pseudo-ductile fracture behavior by the deformation of Nb sheet and the interfacial delamination.