• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.267-279
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• 2009

이 논문에서는 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물의 단조증가 하중에서 비선형 해석모델을 소개하고 있다. 일반콘크리트에 비해 압축강도와 인장강도가 증가한 초고강도 강섬유보강 콘크리트는 그 거동이 일반콘크리트와 다른 특성을 가지고 있다. 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 해석을 하기에 앞서 실험결과를 이용하여 압축영역에서 응력-변형률, 관계를 회귀분석을 통하여 유추하였고, 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물 거동의 정확한 예측을 위하여 등가일축 응력-변형률 관계를 이용하였다. 또한 균열의 진전에 따른 균열각을 모사하기 위해 평면응력 요소를 이용하였고, 분산철근모델을 이용하여 해석에 적용하였다. 한편, 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트의 인장영역에서 응력-변형률 관계를 정의하기 위해 철근과 콘크리트의 부착응력-부착슬립 관계와 강섬유의 영향 등을 고려한 새로운 인장강화 모델을 제안하고 있다. 끝으로 제안된 알고리즘과 응력-변형률 관계 및 인장강화 모델을 한국건설기술연구원에서 실험한 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 부재에 대한 수치해석을 수행하여 실험결과와 비교, 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6A호
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• pp.943-953
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• 2006

본 연구에서는 섬유강화 플라스틱(FRP) 소재로 제작된 사각형 중공 교량 바닥판의 약축방향 거동을 보완하기 위해서 바닥판의 중공 내부를 구조용 폼(foam)으로 충전하였다. 충전폼의 유무와 폼의 강도에 따른 약축방향 정적거동 특성을 실험적으로 분석하여 충전폼의 역할을 검토하였다. FRP에 비하여 탄성계수가 현저히 낮은 구조용 폼으로 바닥판 내부를 충전하여 도 본래의 경량성을 유지하면서 공칭강도, 강성 등의 횡방향 구조성능이 획기적으로 개선되었다. 웨브의 개수에 따른 파괴거동을 비교하여 내부충전 FRP 바닥판에서 웨브의 역할을 파악하였다. 웨브가 내부충전 FRP 바닥판의 약축방향 강도에 미치는 영향은 미미하였으나, 폼 내부에서 발생한 균열의 전파를 차단함으로써 파괴모드의 취성을 경감시켰다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.259-266
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• 2009

본 연구에서는 전단보강이 없는 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 보의 제작 및 파괴실험을 통하여 FRP bar와 철근의 탄성계수비, 휨보강근비 및 전단지간비의 영향을 동시에 고려하여 콘크리트 전단강도를 평가할 수 있는 수식을 제안하였다. 실험변수로서 2종류의 FRP bar, 3종류의 전단지간비 및 3종류의 휨보강근비를 사용하였으며, 총 36개의 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 보를 제작하고 4점 휨 실험을 수행하였다. 전단지간비의 영향을 상세히 분석하기 위하여 앞서 연구된 2종류의 전단지간비에 대한 실험결과를 인용하였다. 실험자료들을 회귀분석하여 콘크리트 전단강도 계산에 필요한 전단강도보정계수를 구하는 수식을 제안하였다. 제안된 수식의 검증을 하기 위하여 여러 문헌으로부터 조사된 31개의 실험결과에 대하여 본 연구의 제안식과 다른 연구자들이 제안한 수식들을 함께 적용하여 비교 분석하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안된 수식은 실험결과에 가장 근접하는 결과를 주는 것을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권5호
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• pp.741-752
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• 2022

Earlier works have shown that excessive shear stiffness at the steel-concrete interface causes a non-uniform distribution of shear force in composite structures. When the shear studs are wrapped at the fixed end with flexible materials with a low elastic modulus, the shear stiffness at the interface is reduced. The objective of this study was to investigate the effect of silicone rubber-sleeve mounted on shear studs on the shear stiffness of steel-concrete composite structures. Eighteen push-out tests were conducted to investigate the mechanical behavior of silicone rubber-sleeved shear stud groups (SRS-SSG). The dimension and arrangement of silicon rubber-sleeves (SRS) were taken into consideration. Test results showed that the shear strength of SRS-SSG was higher than that of a shear stud group (SSG), without SRS. For SRS-SSG with SRS heights of 50 mm, 100 mm, 150 mm, the shear strengths were improved by 13%, 20% and 9%, respectively, compared to the SSG alone. The shear strengths of SRS-SSG with the SRS thickness of 2 mm and 4 mm were almost the same. The shear stiffness of the SRS-SSG specimens with SRS heights of 50 mm, 100 mm and 150 mm were 77%, 67% and 66% of the SSG specimens, respectively. Test results of specimens SSG-1 and predicted values based on the three design specifications were compared. The nominal single stud shear strength of SSG-1 specimens was closest to that calculated by the Chinese Code for Design of Steel Structures (GB50017-2017). An equation is proposed to consider the effects of SRS for GB50017-2017, and the predicted values based on the proposed equation agree well with the tested results of SRS-SSG.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.177-183
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• 2023

유리섬유로 보강된 보강된 보의 경우 초기조건 및 보강형태에 따라 다양한 파괴모드가 발생한다. 본 연구에서는 콘크리트 탄성계수보다 약간 큰 유리섬유 보강재를 적용한 무근 콘크리트보의 파괴거동을 분석하였다. 실험을 위해 24 MPa 강도를 가지는 보를 제작하였으며, 초기 노치, 겹이음, 단부보강, 파이버 앵커 등의 영향을 분석하였다. 노치 및 노치부의 겹이음은 일반보강효과와 비슷한 하중증가를 나타내었는데, 이는 함침된 유리섬유의 에폭시가 노치 단면을 충분히 수복하기 때문이다. 보강하지 않은 기준기편에 비하여 초기 노치의 경우 0.78을, 보강한 경우는 4.43~5.61의 보강효과를 나타내었으며 휨파괴에서 시작되는 계면파괴가 지배적이었다. 높이의 1/3 이상의 단부 스트립과 파이버 앵커를 가진 경우 가장 이상적인 파괴거동(보강재 파단)을 나타내었는데, 일반 보강시편보다 150 % 이상의 파괴하중을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권6호
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• pp.588-593
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• 2023

The advantage of OTFT technology is that large-area circuits can be manufactured on flexible substrates using a low-cost solution process such as inkjet printing. Compared to silicon-based inorganic semiconductor processes, the process temperature is lower and the process time is shorter, so it can be widely applied to fields that do not require high electron mobility. Materials that have utility as electrode materials include carbon that can be solution-processed, transparent carbon thin films, and metallic nanoparticles, etc. are being studied. Recently, a technology has been developed to facilitate charge injection by coating the surface of the Al electrode with solution-processable titanium oxide (TiOx), which can greatly improve the performance of OTFT. In order to commercialize OTFT technology, an appropriate method is to use a complementary circuit with excellent reliability and stability. For this, insulators and channel semiconductors using organic materials must have stability in the air. In this study, carbon-doped Mo (MoC) thin films were fabricated with different graphite target power densities via unbalanced magnetron sputtering (UBM). The influence of graphite target power density on the structural, surface area, physical, and electrical properties of MoC films was investigated. MoC thin films deposited by the unbalanced magnetron sputtering method exhibited a smooth and uniform surface. However, as the graphite target power density increased, the rms surface roughness of the MoC film increased, and the hardness and elastic modulus of the MoC thin film increased. Additionally, as the graphite target power density increased, the resistivity value of the MoC film increased. In the performance of an organic thin film transistor using a MoC gate electrode, the carrier mobility, threshold voltage, and drain current on/off ratio (I_on/I_off) showed 0.15 cm²/V·s, -5.6 V, and 7.5×10⁴, respectively.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권5호
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• pp.319-338
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• 2023

The study presents a new hybrid data-driven method by combining radial basis functions neural networks (RBF-NN) with the Jaya algorithm (JA) to provide effective structural health monitoring of arch dams. The novelty of this approach lies in that only one user-defined parameter is required and thus can increase its effectiveness and efficiency, as compared to other machine learning techniques that often require processing a large amount of training and testing model parameters and hyper-parameters, with high time-consuming. This approach seeks rapid damage detection in arch dams under dynamic conditions, to prevent potential disasters, by utilizing the RBF-NNN to seamlessly integrate the dynamic elastic modulus (DEM) and modal parameters (such as natural frequency and mode shape) as damage indicators. To determine the dynamic characteristics of the arch dam, the JA sequentially optimizes an objective function rooted in vibration-based data sets. Two case studies of hyperbolic concrete arch dams were carefully designed using finite element simulation to demonstrate the effectiveness of the RBF-NN model, in conjunction with the Jaya algorithm. The testing results demonstrated that the proposed methods could exhibit significant computational time-savings, while effectively detecting damage in arch dam structures with complex nonlinearities. Furthermore, despite training data contaminated with a high level of noise, the RBF-NN and JA fusion remained the robustness, with high accuracy.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.369-376
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• 2023

본 연구에서는 복합소재의 기지재로 활용되고 있는 에폭시 고분자의 가교율이 항복표면에 미치는 영향을 분자동역학 해석을 통해 평가하고자 한다. 분자동역학 해석을 활용하여 가교율에 따른 에폭시 모델을 형성한 후, 상온-대기압 조건하에서 단축 변형 해석 및 평면응력 조건을 고려한 다축 변형 해석을 수행하였으며, 해석 데이터를 통하여 가교율에 따른 영률, 항복점, 항복표면, 그리고 경화지수를 도출하였다. 해석 결과, 영률 및 응력은 기존 선행 연구들에서 조사되었듯이, 가교율에 따라 증가하는 경향을 확인하였다. 다축 변형 시에는, 이러한 가교율과 도출된 응력간의 관계가 하중의 방향에 따라 의존적임을 확인하였는데, 가교율이 증가할수록 단축 인장 영역에 비해, 이축 압축 영역의 항복표면은 빠른 속도 팽창하였으며, 이로 인한 항복표면의 상이함을 관측하였다. 이를 통해, 고분자 소재의 항복 표면의 압력의존성은 소재의 가교 정도에 의존적이며, 항복이 진행될수록, 압력의 존성은 동일 소재 하에서도 변할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_3호
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• pp.1297-1303
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• 2023

Research on enhancing the mechanical strength, lightweight properties, electrical conductivity, and thermal conductivity of composite materials by incorporating nano-materials is actively underway. Thermoplastic resins can change their form under heat, making them highly processable and recyclable. In this study, Polyamide-Nylon 6 (PA6), a thermoplastic resin, was utilized, and as reinforcing agents, fused carbon nano-materials (FCN) formed by structurally combining Carbon Nanotube(CNT) and Graphene were employed. Nano-materials often face challenges related to cohesion and dispersion. To address this issue, Silane functional groups were introduced to enhance the dispersion of FCN in PA6. The manufacturing conditions for the composite materials involved determining the use of a dispersant and varying FCN content at 0.05 wt%, 0.1 wt%, and 0.2 wt%. Tensile strength measurements were conducted, and FE-SEM analysis was performed on fracture surfaces. As a result of the tensile strength test, it was confirmed that compared to pure PA6, the strength of the polymer composite with a content of 0.05 wt% was improved by about 60%, for 0.1 wt%, about 65%, and for 0.2 wt%, the strength was improved by 50%. Also, when compared according to the content of FCN, the best strength value was shown when 0.1 wt% was added. The elastic modulus also showed an improvement of about 15% in the case of surface treatment compared to the case without surface treatment, and an improvement of about 70% compared to pure PA6. Through FE-SEM, it was confirmed that the matrix material and silane-modified nanomaterial improved the dispersibility and bonding strength of the interface, helping to support the load evenly and enabling effective stress transfer.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2024

본 논문에서는 회전익 블레이드의 단면 구조 정보를 통해 블레이드의 단면 강성을 예측하고, 재료 정보를 이용하여 단면 강성을 예측할 수 있는 심층 신경망 기반 네트워크 예측 모델의 설계 및 적절성 검토를 수행하였다. 재료 정보를 네트워크 입력으로 갖는 예측 모델의 경우, 블레이드 단면 부재 재료의 탄성 계수를 네트워크의 입력으로 고려하여 단면 강성을 예측하도록 설계하였다. 또한, 단면 구조 정보를 네트워크 입력으로 갖는 예측 모델의 경우, 블레이드의 단면을 구성하는 단면 부재의 위치와 두께 정보를 네트워크 입력으로 고려하여 단면 강성을 예측하도록 설계하였다. 각 예측 모델은 심층신경망 구조를 기반으로 설계하였으며, 단면 해석 프로그램인 KSAC2D를 통한 단면 해석 결과를 네트워크의 훈련 및 검증 데이터로 사용하였다.