• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.25-31
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• 2016

Bond stress between cast-in-place ductile fiber reinforced cementitious composites and CFRP plank were experimentally analyzed. As failure shape, the mixture of failure between CFRP plank and epoxy, and failure between concrete and epoxy was shown. In case of RFCON from the suggested simple bond slip relationship, the maximum average bond stress was 5.39MPa, the initial slope was 104.09MPa/mm, and the total slip length was 0.19mm. PPCON showed the maximum average bond stress of 4.31MPa, the initial slope of 126.67MPa/mm, and the total slip length of 0.26mm, while RFCON+ appeared to have 8.71MPa, 137.69MPa/mm, 0.16mm. PPCON+ had 6.19MPa maximum average bond stress, 121.56MPa/mm initial slope, and 0.34mm total slip length. To comprehend the behavior of composite structure of FRP and concrete, local bond slip relation is necessary, and thus a simple relation is suggested to be easily applied on hybrid composite system.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.102-108
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• 2012

A study of terahertz waves (T-ray) was made for the nondestructive evaluation of FRP (Fiber reinforced plastics) composite materials. The to-be-used systems were time domain spectroscopy (TDS) and continuous wave (CW). The composite materials investigated include both turbine blades of wind energy (non-conducting polymeric composites) and conducting carbon fiber composites. Terahertz signals in the TDS mode resembles that of ultrasound; however, unlike ultrasound, a terahertz pulse was not able to detect a material with conductivity. This was demonstrated in CFRP (Carbon fiber reinforced plastics) laminates. Refractive index (n) was defined as one of mechanical properties; so a method was solved in order solve the "n" in the material with the cut parts of the turbine blades of wind energy. The defects and anomalies investigated by terahertz radiation were foreign material inclusions and simulated disband. Especially, it is found that the T-ray went through the turbine blade with greater thickness (about 90mm).

• 수산해양기술연구
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• 제45권3호
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• pp.188-193
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• 2009

The present study was undertaken to evaluate the effect of temperature on the results of Charpy impact test for glass fiber reinforced polyurethane(GF/PUR) composites. The Charpy impact test were conducted in the temperature range from -50$^{\circ}$ to 50$^{\circ}$. The impact fracture toughness of GF/PUR composites was considerably affected by temperature and it was shown that the maximum value was appeared at room temperature. It is believed that sensitivity of notch on impact fracture energy were increased with decrease in temperature of specimen. As the GF/PUR composites exposed in low temperature, impact fracture toughness of composites decreased gradually owing to the decrease of interface bonding strength caused by difference of thermal expansion coefficient between the glass fiber/polyurethane resin. And decrease of interface bonding strength of composites with decrease in specimen temperature was ascertained by SEM photographs of Charpy impact fracture surface.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.511-520
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• 2007

본 연구는 복합재료 교량시스템의 규준 정립을 위한 연구로서 실제 설계 시공되어진 복합재료 교량의 정밀해석수행과 이를 통한 복합재료 교량의 파괴거동 및 설계기준 등을 조사하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 효율적인 연구를 위하여 실제 미국 NEW YORK주 내에 설계 시공되어있는 Noncomposite-FRP 복합재료 교량을 대상으로 해석적 연구를 수행하였으며 본 연구에서 사용된 해석적 모델을 토대로 실제 미국에서 기 수행되어진 교량 거동에 관한 해석 및 실험하중 평가와 그 결과를 비교하였다. 특히 국내 복합재료 교량의 해석적 설계기준 평가를 위하여 보다 실질적이고 정확한 파괴모드의 조사 및 분석이 요구되어지므로 본 연구에서는 이를 위하여 기존의 해석적 연구에서 가벼운 중량으로 인하여 무시되었던 자중의 영향과 각 적층 layer에 설계된 ply orientation을 고려하여 해석하였다. 그 결과 자중을 고려한 복합재료 패널들의 경우, 제작 결함에 따른 이음부 파괴가 없을 경우 교량 상부 구조 중 횡축 보에서의 국부 좌굴 파괴가 교량의 파괴를 지배할 것으로 본 연구결과에서 예측되었다. 이는 복합재료 교량 제작 시 복합재료 상판 패널과 보의 이음부가 Noncomposite로 제작되는 경우 실제 제작되어진 복합재료 상판의 고 강성에 의하여 재하 하중에 의한 하부 강재 거더 좌굴이 선행되는 것으로 판단된다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1-6
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• 2010

Since the fiber reinforced polymeric (FRP) composites are considered in next generation of space transportation systems, reliable thermal expansion properties should be well provided for structural design of composite materials. To obtain accurate mechanical behaviors at a cryogenic temperature, precise strain measurement and calibration must be provided. In this work, apparent strains (or thermal output) of temperature self-compensated strain gages were deliberately investigated for epoxy, CTBN modified epoxy and carbon fabric composite system from room temperature to liquid nitrogen temperature. Also, fourth-order thermal output curves were presented for the further calibration. The results showed that the thermal output is heavily dependent on test materials and a large amount of apparent strains were observed for the polymer resins.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권5호
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• pp.515-528
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• 2017

Since composite structures are widely used in structural engineering, delamination in such structures is an important issue of research. Delamination is one of a principal cause of failure in composites. In This study the electrical potential (EP) technique is applied to detect and locate delamination in basalt fiber reinforced polymer (FRP) laminate composite pipe by using electrical capacitance sensor (ECS). The proposed EP method is able to identify and localize hidden delamination inside composite layers without overlapping with other method data accumulated to achieve an overall identification of the delamination location/size in a composite, with high accuracy, easy and low-cost. Twelve electrodes are mounted on the outer surface of the pipe. Afterwards, the delamination is introduced into between the three layers (0º/90º/0º)s laminates pipe, split into twelve scenarios. The dielectric properties change in basalt FRP pipe is measured before and after delamination occurred using arrays of electrical contacts and the variation in capacitance values, capacitance change and node potential distribution are analyzed. Using these changes in electrical potential due to delamination, a finite element simulation model for delamination location/size detection is generated by ANSYS and MATLAB, which are combined to simulate sensor characteristic. Response surfaces method (RSM) are adopted as a tool for solving inverse problems to estimate delamination location/size from the measured electrical potential changes of all segments between electrodes. The results show good convergence between the finite element model (FEM) and estimated results. Also the results indicate that the proposed method successfully assesses the delamination location/size for basalt FRP laminate composite pipes. The illustrated results are in excellent agreement with the experimental results available in the literature, thus validating the accuracy and reliability of the proposed technique.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.117-126
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• 2010

본 논문은 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 휨 실험과 해석을 통하여 패널의 보강효과에 대하여 알아보고자 한다. FRP 복합재료 패널은 전통적인 재료인 강재와 콘크리트에 비해 단위 무게당 강도 및 강성이 크고 부식에 대한 높은 저항성, 절연성, 고내구성 및 낮은 열전도성 등 우수한 물성으로 유지관리 측면에서 매우 유리하여 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 극한 하중을 예측하고 실험을 수행하여 그 보강효과에 대한 고찰하였다. 복합재료 패널은 복합재료 패널 층의 유리섬유직조 형태에 따라 LT, DB, DBT로 구분하고 복합재료 패널의 층 개수에 따라 2ply, 3ply로 구분하였다. 실험을 수행한 결과, 해석과 일치하였으며 복합재료 패널로 보강한 철근 콘크리트 보가 극 한강도 측면에서 효율적이었다는 결론도 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.833-841
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• 2013

복합재료의 경우 다양한 재료에 따라 제작이 가능하며 이들 완성재료의 경우 다양한 재료특성을 나타낸다. 이 연구는 건설용 FRP복합재료의 재료특성 중 선형거동이 뚜렷이 나타나는 인장, 압축과는 달리 비선형 거동이 발생되는 전단거동 특성에 대한 실험적 연구로서 ASTM D4255 규정에 의한 2-Rail 전단시험 방법을 토대로 각각의 시편들을 제작, 실험결과를 분석하였다. 고려된 실험변수로는 함침 수지류의 종류와 섬유 체적비, 섬유배열 방향 및 온도 특성, 공장용 생산제품의 균질성 등을 고려하였다. 섬유배열 방향에 따른 특성조사의 경우 섬유 배열방향을 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 각각 시편을 제작하였으며, 온도에 따른 외부환경 변화에 의한 FRP재료의 전단거동을 조사하기 위하여 실험온도를 $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $80^{\circ}C$로 각각 고려하여 시험을 수행하였다. 이 연구를 통하여 대부분의 복합재료 시편에서 비선형 전단거동이 확인되었으며 비닐에스테르수지를 사용하고, 높은 섬유체적비와 $45^{\circ}$의 섬유배열방향을 가진 시편에서 비선형 전단거동이 가장 두드러지게 나타나는 것으로 조사되었다. 온도변화에 따른 실험결과의 경우, 온도가 증가함에 따라 전단 내 비선형 거동의 감소가 나타났으며 공장용 제작제품의 경우 hand lay-up 제작시편에 비하여 비선형 전단거동이 비교적 동등하게 나타냈다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권2호
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• pp.243-260
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• 2018

Detection of damages in fibre reinforced plastic (FRP) composite structures is important from the safety and serviceability point of view. Usually, damage is realized as a local reduction of stiffness and if dynamic responses of the structure are sensitive enough to such changes in stiffness, then a well posed inverse problem can provide an efficient solution to the damage detection problem. Usually, such inverse problems are solved within the framework of pattern recognition. Support Vector Machine (SVM) Algorithm is one such methodology, which minimizes the weighted differences between the experimentally observed dynamic responses and those computed using the finite element model- by optimizing appropriately chosen parameters, such as stiffness. A damage detection strategy is hereby proposed using SVM which perform stepwise by first locating and then determining the severity of the damage. The SVM algorithm uses simulations of only a limited number of damage scenarios and trains the algorithm in such a way so as to detect damages at unknown locations by recognizing the pattern of changes in dynamic responses. A rectangular fiber reinforced plastic composite plate has been investigated both numerically and experimentally to observe the efficiency of the SVM algorithm for damage detection. Experimentally determined modal responses, such as natural frequencies and mode shapes are used as observable parameters. The results are encouraging since a high percentage of damage cases have been successfully determined using the proposed algorithm.

• 한국재료학회지
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• 제8권1호
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• pp.13-18
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• 1998

SMC(Sheet molding compound)욕조 생산시 발생하는 폐 FRP를 보강재로서 재활용하기 위하여 불포화 폴리에스테르 매트릭스 수지에 보강하고 보강재와 매트릭스 수지의 계면 결합력을 증진시키기 위하여 보강재를 실란계 커플링제[3-methylacryloxyviny1 silane (MAOS)]로 전 처리하여 복합재를 제조하고 기계적 물성 및 계면현사에 대하여 관찰하였다. 보강률이 20wt%인 복합재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률이 각 각 110MPa, 8.0GPa로 가장 우수하였으며 커플링제(MAOS)의 노동가 0.50wt%인 복합재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률은 약 10%정도 향상되어 각 각 120MPa, 9.2GPa을 나타내었다. 또한 주사전자현미경 관찰 결과 보강재를 커플링제(MAOS)로 처리한 복합재의 보강재와 매트릭스 수지는 물리, 화학적을 잘 결합하여 보강재와 매트릭스 수지의 계면에서 pull out현상이 확인되지 않았으며 크랙도 발생하지 않았다.