• Smart Structures and Systems
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• 제4권4호
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• pp.391-406
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• 2008

This study attempts to develop a real-time debonding monitoring system for carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) strengthened structures by continuously inspecting the bonding condition between the CFRP layer and the host structure. The uniqueness of this study is in developing a new concept and theoretical framework of nondestructive testing (NDT), in which debonding is detected without relying on previously-obtained baseline data. The proposed reference-free damage diagnosis is achieved based on the concept of time reversal acoustics (TRA). In TRA, an input signal at an excitation point can be reconstructed if the response signal measured at another point is reemitted to the original excitation point after being reversed in the time domain. Examining the deviation of the reconstructed signal from the known initial input signal allows instantaneous identification of damage without requiring a baseline signal representing the undamaged state for comparison. The concept of TRA has been extended to guided wave propagations within the CFRP-strengthened reinforced concrete (RC) beams to improve the detectibility of local debonding. Monotonic and fatigue load tests of large-scale CFRP-strengthened RC beams are conducted to demonstrate the potential of the proposed reference-free debonding monitoring system. Comparisons with an electro-mechanical impedance method and an inferred imaging technique are provided as well.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.1-6
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• 2002

하이브리드 복합재료는 FRP나 MMC와 같은 복합재료에 비하여 높은 비강도, 내피로 특성을 가지고 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 그러나 하이브리드 복합재료는 금속과 FRP의 결합구조로 되어있기 때문에 매우 복잡한 파손기구를 가지고 있다. 최근에는 비파괴 기법을 이용하여 이러한 복합재료의 파손기구를 평가하고자 하는 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 음향방출 기법을 이용하여 Al7075/CFRP 하이브리드 복합재료에 대한 손상정도 및 파손기구를 명확히 하고자 하였다. 특히 AE 사상수, 에너지, 진폭과 같은 AE 파라미터들은 Al7075/CFRP 하이브리드 복합재료의 파손과정을 평가하는데 효과적이었다. 더불어, 광학현미경을 이용하여 AE 신호와 시험편의 표면소상 특성과의 관계를 비교, 검토하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.57-62
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• 2001

Recently, it has increased that the importance of gas pressure weldment of steel bars in large construction bars. But there has hardly been any studies about it. Therefore we need more research. SD40 steel bar (32mm in diameter) which has been practically used at construction sites are tested about tension, bonding, fatigue, a macro structure and micro structure at foil gitudinal section and hardness to fed out the mechanical property and best welding ranges in some cases of mechanical cut and gas cut before gas pressure welded. It is that a gas-pressure welded zone of steel bar where was cleaned of impurities in way of two-upsetted method is more excellent bending and tension property than the regulation of KD D 0244. Also gas cut bars gained hardness from the heat affected zone so. In conclusion, to improve the weldability of steel bars, it is considered best to clean mechanically cut sutra- faces and then weld them by a method of 2 step upset way.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권2호
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• pp.357-374
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• 2015

Orthotropic decks composed of deck plate, ribs, cross beams and wearing surface are frequently used in industry to span long distances due to their light structures and load carrying capacities. As a result they are broadly preferred in industry and there are a lot of bridges of this type exist in the world. Nevertheless, some of them cannot sustain the anticipated service life and damages in form of cracks develop in steel components and wearing surface. Main reason to these damages is seen as the repetitive wheel loads, namely the fatigue loading. Solutions to this problem could be divided into two categories: qualitative and quantitative. Qualitative solutions may be new design methodologies or innovative materials, whereas quantitative solution should be arranging dimensions of deck structure in order to resist wheel loads till the end of service life. Wearing surface on deck plate plays a very important role to avoid or mitigate these damages, since it disperses the load coming on deck structure and increases the bending stiffness of deck plate by forming a composite structure together with it. In this study the effect of Elastic moduli, Poisson ratio and thickness of wearing surface on the stresses emerged in steel deck and wearing surface itself is investigated using a FE-model developed to analyze orthotropic steel bridges.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권6호
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• pp.823-829
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• 2022

This study considered the experimental parameters (Nano-graphene oxide reinforced polycarbonate, GFRP) under low-velocity impact load and vibration analysis. The effect of nano-graphene oxide (NGO) on a polycarbonate-based composite was studied. Two test procedures were adopted to obtain experimental results, vibration analysis. The mechanical tests were performed on damaged and non-damaged specimens to determine the damaging effect on the composite specimens. After the test was carried out, the effect of NGO was measured and damping factors were ascertained experimentally. 0. 2 wt% NGO was determined as the optimum amount that best affected the Vibration Analysis. The experiments revealed that the composite's damping properties were increased by adding the nanoparticles to 0.25 wt% and decreased slightly for the specimens with the highest nanoparticles content. Cyclic sinus loading was applied at a frequency of 3.5 Hz. This paper study the frequency effect of 3.5khz frequency damage on mechanical results. Found that high frequency will worthlessly affect the fatigue life in NGO/polycarbonate composite. In 3.5 Hz frequency, it was chosen to decrease the heat by frequency. Transmission electron microscopy (TEM) micrographs were used to investigate the distribution of NGO on the polycarbonate matrix and revealed a homogeneous mixture of nano-composites and strong bonding between NGO and the polycarbonate which increased the damping properties and decreased vibration. Finally, experimental modal analysis was conducted after the high-velocity impact damage process to investigate the defect on the NGO polycarbonate composites.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.609-616
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• 2010

FRP-콘크리트 합성 바닥판은 압축에 강한 콘크리트를 상부에 위치시키고 인장에 강한 FRP를 하부에 위치시켜, FRP와 콘크리트가 갖는 장점을 극대화시킴으로서 내구성, 안전성 등을 두루 향상시킨 새로운 개념의 구조이다. 그러나 서로 다른 재질의 두 재료를 합성시키기 위한 방안으로서 연구 초기에 적용된 규사코팅 공법 외에 수직부착력을 향상시킬 수 있는 기계적 합성 방안을 고안하였다. 이렇게 고안한 합성 방안이 적용된 실제 사이즈의 바닥판 실험체를 제작하여 정적 및 피로반복실험을 수행하였다. 정적실험 결과 이 연구에서 제안한 합성 방안이 적용된 바닥판이 처짐 및 균열 등에 대해서 설계기준을 충분히 만족시켜 매우 우수한 성능을 나타내고 있었으며, 피로실험 결과 파괴하중의 50%로 200만회 가력한 후에도 처짐 및 균열 등에 대해 설계기준을 만족하고 있어 충분한 피로내구성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 이에 이 연구에서 제시한 규사코팅과 기계적 합성 방안을 동시에 적용한 합성 방안은 FRP-콘크리트 합성 바닥판에 대해 충분한 적용성을 갖고 있으며, FRP-콘크리트 합성 바닥판 설계시 제시한 설계조건들이 적절하게 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.290-293
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• 2015

최근 사회기반시설물의 구조물 유지관리 분야의 관심이 높아짐에 따라 새로운 유지관리 공법 및 신소재에 관한 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 그중에서도 유지관리의 주요 대상인 교량 유지관리에는 탄소섬유를 이용한 공법이 주목을 받고 있다. 탄소섬유시트(Carbon Fiber Sheet, 이하 CFS)는 이미 여러 연구자들이 국내에서도 재료시험 및 보강공법에 관한 연구를 진행하여 연구결과가 보고되고 있지만, 탄소섬유 스트랜드 시트(Carbon Fiber Strand Sheet, 이하 CFSS)는 최근 새롭게 개발된 재료로써 아직까지 국내에는 연구 성과가 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 CFSS를 RC 상판 공시체에 접착보강하여 내피로성을 평가하였다. 그 결과, 무보강 RC 상판 공시체에 비해 약 25.3배의 보강 효과가 확인되었고, CFS 접착보강 RC 상판 공시체에 비교하여 약 1.2배의 보강 효과가 확인되었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제13권5호
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• pp.321-326
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• 2006

Electronic packaging involves interconnecting, powering, protecting, and cooling of semiconductor circuits fur the use in a variety of microelectronic applications. For microelectronic circuits, the main type of failure is thermal fatigue, owing to the different thermal expansion coefficients of semiconductor chips and packaging materials. Therefore, the search for matched coefficients of thermal expansion (CTE) of packaging materials in combination with a high thermal conductivity is the main task for developments of heat sink materials electronics, and good mechanical properties are also required. The aim of this work is to develop copper matrix composites reinforced with carbon nanofibers. The advantages of carbon nanofibers, especially the good thermal conductivity, are utlized to obtain a composite material having a thermal conductivity higher than 400 W/mK. The main challenge is to obtain a homogeneous dispersion of carbon nanofibers in copper. In this paper, a technology for obtaining a homogeneous mixture of copper and nanofibers will be presented and the microstructure and properties of consolidated samples will be discussed. In order to improve the bonding strength between copper and nanofibers, different alloying elements were added. The microstructure and the properties will be presented and the influence of interface modification will be discussed.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.231-238
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• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.1043-1051
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• 2017

노후 된 도로 포장 개량을 위한 아스팔트 덧씌우기 포장의 경우 반사균열로 인한 조기파손이 문제가 되고 있어, 반사균열을 억제하고 포장의 내구성을 확보할 수 있는 새로운 공법이 필요한 실정이다. 에폭시 아스팔트 바인더를 이용한 응력흡수층(SAMI)을 통해 아스팔트 덧씌우기 포장의 내구성을 확보하고자 하였다. 에폭시 응력흡수층의 인장성능, 접착성능, 방수성능, 내화학성, 내구성 실험을 수행하였으며, 교면 방수재료의 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 반사균열 억제 효과를 검토하기 위해 반복직접인장실험 결과 에폭시 응력흡수층 적용시 단면 두께가 감소하여도 두께 10cm의 PSMA 아스팔트 콘크리트에 비해 1.2~1.56배 높은 반사균열저항성을 나타내었다. 4점 빔피로 실험 결과 에폭시 응력흡수층을 적용하면 피로파괴횟수가 약 7.5배 높아져 포장의 내구성을 향상시킬 수 있었다. 에폭시 응력흡수층은 반사균열 억제와 피로수명 향상 및 방수층으로서의 역할을 수행하여 아스팔트 덧씌우기 포장의 내구성 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다.