• Advances in concrete construction
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• 제9권5호
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• pp.459-467
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• 2020

Mechanical and thermal properties of composite sandwich wall panels are affected by changes in their external environment. Humidity and temperature changes induce stress on wall panels and their core connectors. Under the action of ambient temperature, temperature on the outer layer of the wall panel changes greatly, while that on the inner layer only changes slightly. As a result, stress concentration exists at the intersection of the connector and the wall blade. In this paper, temperature field and stress field distribution of UHPC-RW-RC (Ultra-High Performance Concrete - Rock Wool - Reinforced Concrete) wall panel under high temperature-sprinkling and heating-freezing conditions were investigated by using the general finite element software ABAQUS. Additionally, design of the connection between the wall panel and the main structure is proposed. Findings may serve as a scientific reference for design of high performance composite sandwich wall panels.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.474-480
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• 2018

최근 구조물의 장수명화에 대한 관심이 증가하면서 내부식, 고내구성이 뛰어난 재료적 특성으로 인해 유지관리비용이 현저히 절감되는 FRP를 건설 구조물에 활용하기 위한 연구가 다방면에서 시도 되고 있다. 본 연구에서 대상으로 하는 복합소재 패널은 곡선을 가지는 부재로서 터널 등의 구조물에 가장 많이 사용되는 아치형 부재이다. 최근 복합소재 곡면패널은 자동화 제작장치에 의해 고품질, 대량생산이 가능하게 되었으며 성형공정을 토대로 강화섬유의 공급 및 배열에서 최종 제품의 절단까지 일괄공정으로 이루어진다. 하지만 아직까지는 구조부재로서의 적용 빈도가 낮아 관련 설계기준 및 실험데이터가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 FRP 곡면패널의 구조부재로서 성능을 검증하기 위하여 우선적으로 부재 단위의 역학적 성능을 검토하는 것이다. 이를 위해 섬유방향 복합소재 패널로부터 시편을 제작하여 부재단위의 인장실험, 압축실험, 연결부 성능실험을 수행하여 FRP 패널에 적용된 부재의 역학적 특성을 파악하고자 한다. 인장 실험결과 곡률이 큰 시험체의 인장강도가 더 크게 나타났으며, 압축 시험결과 복합소재 단면이 콘크리트 단면보다 압축강도가 더 크게 나타났다. 마지막으로 연결부 성능 시험결과 연결부의 부착성능은 FRP 복합소재 패널의 강도보다 동등 이상의 강도를 가지고 있는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제25권4호
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• pp.29-38
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• 1997

The effect and control of wood property of reconstituted composite panels for improved board properties by wood-waste materials and development of combination method for heterogeneous materials have been of interest to the wood science researchers. The purpose of this study is to consider the properties in relation to hot pressing conditions and to develope the optimum hot pressing condition with waste wood and waste tire for the manufacturing of composite boards. The study of composite boards for recycling of wood and waste tire is nothing up to the present. Physical and mechanical properties such as specific gravity, moisture content, swelling coefficient, modulus of rupture and modulus of elasticity in bending test were studied. The condition of 3-stage press time for the lowest moisture content of composite board was $4{\rightarrow}3{\rightarrow}3$ minutes. Specific gravity of composite panels was affected mainly by the amount of rubber chip. Because of the low rigidity and high elasticity in rubber chip, it is considered the composite panel was adequate material in the place of compression load, but not bending load. Therefore, it was concluded that a use of rubber-based wood composite panel is proper to the interior materials such as floor a room than exterior materials. From the test results, the most optimum hot pressing conditions were $4{\rightarrow}3{\rightarrow}3$ minutes for 3-stage press time and $45{\rightarrow}20{\rightarrow}5kg/cm^2$ for 3-stage press pressure. The rubber-based wood composite panel was very excellent in elasticity by combination of rubber chip in comparison with existing other wood-based materials. Therefore, it was considered that rubber-based wood composites can be applicable to every interior materials such as floor a room and will be expected to effective reuse and recycle of waste tires and wood-waste materials, and will be contribute to protection of environment pollution in earth.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권2호
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• pp.159-172
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• 2014

A finite element model with the consideration of damage initiation and evolution has been developed for the analysis of the dynamic response of a composite sandwich panel subject to low velocity impact. Typical damage modes including fiber breakage, matrix crushing and cracking, delamination and core crushing are considered in this model. Strain-based Hashin failure criteria with stiffness degradation mechanism are used in predicting the initiation and evolution of intra-laminar damage modes by self-developed VUMAT subroutine. Zero-thickness cohesive elements are adopted along the interface regions between the facesheets and the foam core to simulate the initiation and propagation of delamination. A crushable foam core model with volumetric hardening rule is used to simulate the mechanical behavior of foam core material at the plastic state. The time history curves of contact force and the core collapse area are obtained. They all show a good correlation with the experimental data.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권6호
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• pp.505-534
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• 2012

The present work deals with second order statistics of post buckling response of piezoelectric laminated composite cylindrical shell panel subjected to hygro-thermo-electro-mechanical loading with random system properties. System parameters such as the material properties, thermal expansion coefficients and lamina plate thickness are assumed to be independent of the temperature and electric field and modeled as random variables. The piezoelectric material is used in the forms of layers surface bonded on the layers of laminated composite shell panel. The mathematical formulation is based on higher order shear deformation shell theory (HSDT) with von-Karman nonlinear kinematics. A efficient $C^0$ nonlinear finite element method based on direct iterative procedure in conjunction with a first order perturbation approach (FOPT) is developed for the implementation of the proposed problems in random environment and is employed to evaluate the second order statistics (mean and variance) of the post buckling load of piezoelectric laminated cylindrical shell panel. Typical numerical results are presented to examine the effect of various environmental conditions, amplitude ratios, electrical voltages, panel side to thickness ratios, aspect ratios, boundary conditions, curvature to side ratios, lamination schemes and types of loadings with random system properties. It is observed that the piezoelectric effect has a significant influence on the stochastic post buckling response of composite shell panel under various loading conditions and some new results are presented to demonstrate the applications of present work. The results obtained using the present solution approach is validated with those results available in the literature and also with independent Monte Carlo Simulation (MCS).

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.340-348
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• 2009

본 연구에서는 소경저질재를 원료로 한 목재 파티클과 폐플라스틱 중에서도 많이 발생되고 있는 열가소성 재생폴리에틸렌을 결합제로 사용하여 복합패널을 제조하였다. 목재 파티클의 크기(1/32", 1/4", 1/2")와 재생폴리에틸렌의 혼합비(10%, 30%, 50%)에 따라 복합패널을 제조하여 물성을 조사하였다. 복합패널의 밀도는 같은 혼합비에서 목재 파티클이 클수록 다소 감소하는 경향을 나타냈다. 흡수 두께팽창률과 수분흡수율은 재생폴리 에틸렌의 혼합비가 증가할수록 감소하였으며, 재생폴리에틸렌이 30% 이상 혼합될 경우 14일간의 침지실험에서 치수안정성이 매우 우수하였다. 재생폴리에틸렌의 혼합비가 증가할수록 박리강도가 높아 졌으며, 휨강도 또한 같은 경향을 나타냈다. 습윤 휨강도 실험에서 30% 이상 재생폴리에틸렌을 혼합하여 제조된 복합패널은 기건 휨강도와 큰 차이를 보이지 않았다. SEM 사진 관찰을 통해 재생폴리에틸렌이 용융되어 목재 조직 내에 일부 침투되어 쐐기 형태의 기계적 결합을 형성하고 있었으며, 목재 파티클을 감싸는 매질(matrix)로써 결합되어 있는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.92-98
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• 2012

본 연구에서는 건축 외장재로 많이 사용되고 있는 알루미늄복합패널의 일반재와 난연재에 대한 실제 화재에서의 화재성상을 분석하기 위하여 실대형 시험(ISO 13785-2)을 수행하였다. 시험결과, 일반재인 경우 최고 온도가 210초에 $1,021^{\circ}C$가 측정되었으며, 난연재는 약 1,200초에 $1,190^{\circ}C$가 측정되었다. 화재성상은 알루미늄복합패널 중 난연재의 경우 착화가 더디게 진행되었으며, 일반재의 알루미늄복합패널은 연소착화와 동시에 화재가 빠르게 확산되었다. 일반재와 난연재의 알루미늄복합패널은 연소착화하는데는 분명한 차이를 보였지만, 일단 착화된 이후에는 수직화염의 확산의 연소형태는 일반재나 난연재 모두 빠르게 수직확산되는 비슷한 양상을 보였다. 이에 본 연구결과, 알루미늄복합패널에 대한 화재위험성을 줄이기 위해서는 난연재 사용을 적극적으로 유도하도록 하며, 또한, 일단 착화 후에는 이를 진압할 외장재 전용 소화설비의 적용이 시급함을 알 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.373-380
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• 2016

본 연구에서는 기존 구조물의 방호 방폭에 대한 보강 방법으로서 프리캐스트 패널의 단층구성 재료에 경량성, 고강도, 내화성능 등을 향상시켜 단층 각각의 개별적인 특수성능과 복합적인 패널 구성물로서 방호 방폭 성능을 극대화 할 수 있는 복합섬유 패널을 제작하기 위해, 아라미드섬유(Aramid Fiber, 이하 AF)와 폴리에스터섬유(Polyester Fiber, 이하 PF)로 혼합된 내피와 외피의 기초물성을 평가하였다. 또한, 내화성능이 우수하고 경량인 Nano size의 복합소재를 이용한 충전재의 압축강도, 휨강도, 인장강도를 평가하여 복합섬유패널의 성능에 대한 기초 연구를 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제37권5호
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• pp.529-542
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• 2011

Three dimensional solutions for free vibrations analysis of functionally graded fiber reinforced cylindrical panel are presented, using differential quadrature method (DQM). The orthotropic panel is simply supported at the edges and is assumed to have an arbitrary variation of reinforcement volume fraction in the radial direction. Suitable displacement functions that identically satisfy the simply supported boundary condition are used to reduce the equilibrium equations to a set of coupled ordinary differential equations with variable coefficients, which can be solved by differential quadrature method to obtain natural frequencies. The main contribution of this work is presenting useful results for continuous grading of fiber reinforcement in the thickness direction of a cylindrical panel and comparison with similar discrete laminate composite ones. Results indicate that significant improvement is found in natural frequency of a functionally graded fiber reinforced composite panel due to the reduction in spatial mismatch of material properties.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.85-91
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• 2012

건축물에서 화재 시 인명과 재산의 피해를 줄이기 위해서는 초기의 화염의 확산을 억제하는 것이 우선되어야 한다. 화염의 확산을 방지하기 위한 화재확산방지 대책은 일반적으로 방화구획에서의 구조부재의 내화 성능 확보, 마감재료의 연소 성능에 따른 사용 제한 등이 있다. 마감재료의 연소 성능 판단은 화염의 확산을 판단하기 위해 가장 기초적인 화재 안전 설계이지만 국내의 연소 시험은 시편 크기의 화재 시험 방법으로 연소 성능을 판단하고 있어 샌드위치패널 등과 같은 복합재료의 연소 성능을 판단하기에는 많은 제약을 가지고 있다. 특히 외벽 마감재료의 경우 내부 마감재료에 비해 드라이비트, 알루미늄복합패널, 메탈패널 등과 같은 다양한 복합재료 등이 사용되고 있기 때문에 본 연구에서는 외벽 마감재료의 국제시험규격인 ISO 13785-2 시험방법을 통해 외벽 마감재료의 실물 화재 실험을 통해 외벽 마감재료의 수직화재 확산 특성을 판단하고자 하였다.