시멘트로 고결된 사질토의 일축압축강도와 취성적인 거동을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 모래에 포틀랜드시멘트와 콘크리트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올 섬유를 무작위로 보강하였다. 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 다음 5층 다짐으로 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 적은 양의 시멘트를 혼합하여 시멘트의 고결효과보다는 섬유의 인장력으로 인한 보강효과에 중점을 두었다. 8% 이하의 시멘트비를 가진 약하게 고결된 혼합토에 섬유비를 다르게 공시체를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 섬유비와 시멘트비에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 일축압축강도는 시멘트비가 2%인 경우 섬유비의 증가에 따라 최대 6배까지 증가하였다. 섬유의 인장력으로 공시체의 연성이 증가하여 최대응력 시의 축변형률이 시멘트비가 2%인 경우 섬유비에 따라 최대 7% 정도 증가하였다. 시멘트비가 2%인 혼합토에 1%의 섬유 보강으로 인한 효과를 마찰각의 증가와 점착력의 증가로 분리하여 해석하였으며, 마찰각의 증가로 해석한 경우 섬유로 전달되는 응력은 수직응력의 8% 정도로 계산되었다.
농도법과 카운트법에 의한 섬유 배향각 분포 측정의 정확도에 대해서 비교 검토하기 위하여, 섬유 종횡비와 면적비 및 섬유 배향 상태를 변화시켜 플로터로 섬유 배향 시뮬레이션 그림을 작도하여 섬유 배향 함수값을 구하였다. 이 섬유 배향 함수값을 시뮬레이션 그림에 대해 농도법과 카운트법으로 측정한 섬유 배향 함수값과 비교 검토하였다. 결국, 섬유 배향각 분포 측정의 정확도는 카운트법이 농도법보다 약 4% 정도 높게 나타남을 알 수 있었다.
This paper presents a prediction and simulation method of tensile stress-strain curves of Engineered Cementitious Composites (ECC). For this purpose, the bridging stress and crack opening relations were obtained by the fiber bridging constitutive law which is quantitatively able to consider the fiber distribution characteristics. And then, a multi-linear model is employed for a simplification of the bridging stress and crack opening relation. In addition, to account the variability of material properties, randomly distributed properties drawn from a normal distribution with 95% confidence are assigned to each element which is determined on the basis of crack spacing. To consider the variation of crack spacing, randomly distributed crack spacing is drawn from the probability density function of fiber inclined angle calculated based on sectional image analysis. An equation for calculation of the crack spacing that takes into quantitative consideration the dimensions and fiber distribution was also derived. Subsequently, a series of simulations of ECC tensile stress-strain curves was performed. The simulation results exhibit obvious strain hardening behavior associated with multiple cracking, which correspond well with test results.
In this research, damage behavior of singly oriented ply (SOP) fiber metal laminate (FML) subject to concentrated load was studied. The static indentation tests were conducted to study fiber orientation effect on damage behavior of FML. During the static indentation tests, Acoustic Emission technique (AE) was adopted to study damage characteristics of FML. AE signals were obtained by using AE sensor with 150kHz resonance frequency and the signals were compared with indentation curves of FML. As fiber orientation angle increases, the crack initiation load of SOP FML increases because the stiffness induced by fiber orientation is increased. The penetration load of SOP FML is influenced by the deformation tendency and boundary conditions. Cumulative AE counts were well predicted crack initiation and crack propagation and AE amplitude were useful for prediction of damage failure mode. During the matrix cracking, fiber debonding and fiber breakage, AE amplitude has $45{\sim}60dB,\;60{\sim}80dB\;and\;90{\sim}100dB$, respectively.
In order to analysis the degradation process of epoxy/glass fiber for outdoor condition, FRP laminate was exposed to high temperature and water. Then the degradation process was evaluated by comparing contact angle, surface potential decay, and surface resistivity. For the change of wettability, the contact angle of thermal-treated specimen with the high temperature of $200^{\circ}C$ increased. But that of water-treated specimen decreased. The characteristic of surface potential decay shows the tendency of the remarkable decrease on water-treated specimens, but no difference on thermal-treated specimen compared with untreated one. Also, for the surface resistivity, it shows the same trend compared with the change of contact angle.
Im Kwang-Hee;Hsu, David K.;Sim Jae-Gi;Yang, In-Young;Song, Sung-Jin
비파괴검사학회지
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제23권6호
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pp.566-576
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2003
Carbon-fiber reinforced plastics (CFRP) composite laminates often possess strong in-plane elastic anisotropy attributable to the fiber orientation and layup sequence. The layup orientation thus greatly influences its properties in a composite laminate. It could result in the part being rejected or discarded if the layup orientation of a ply is misaligned. A nondestructive technique would be very beneficial, which could be used to test the part after curing and to require less time than the optical test. In this paper, ultrasonic scanners were set out for different measurement modalities for acquiring ultrasonic signals as a function of in-plane azimuthal angle. The motorized scanner was built first for making transmission measurements using a pair of normal-incidence shear wave transducers. Another scanner was then built fer the acousto-ultrasonic configuration using contact transducers. A ply-by-ply vector decomposition model has been developed, simplified, and implemented for composite laminates fabricated from unidirectional plies. We have compared the test results with model data. It is found that strong agreement are shown between tests and the model developed in characterizing cured layups of the laminates.
In this paper, w designed an opical power distribution device for application to an optical switching and an optical subscriber loop. We fabricated PSG thin film by LPCVD. Based on the measured index of fabricted thin film, rib-type waveguide was transformed to two-dimension by the effective index method and we simulated dispersion property to find asingle-mode condition. We found that the optimum design parameters of rib-type waveguide are:cladding layer of 3.mu.m, core layer of 3.mu.m, buffer layer of 10.mu.m, and core width of 4.mu.m. Each side of the guiding region was etched down to 4.mu.m to shape the core. We used these optimum parameters of the rib-type waveguide with branching angle of 0.5.deg. and simulted the Y-branch waveguide by the BPM simulation. Numerical loss in branching area was claculated to be 0.1581dB and equal to the total loss of the Y-branch. The loss of the fabricated Y-branch waveguide on PSG film ws 1.6dB at .lambda.=1.3.mu.m before annealing but was 1.2dB after annealing at 1000.deg. C for 10 minutes. Consequently, the loss of branching area from 3000.mu.m to 6000.mu.m in the z-direction was 0.8dB, and single-mode propagation was confirmed by measuring the near field pattern. For coupling the fabricated Y-branch waveguide with an optical fiber, we fabricated V-groove which was used as the upholder of optical fiber. An etching angle was 54.deg. and the width and depth of guiding groove was 150.mu.m, 70.mu.m, respectively. The optical fiber is inserted onto V-groove. Both the Y-branch and V-groove were connected through the index matching oil. Coupling loss after connecting Y-branch and the optical fiber on V-groove was 0.34dB and that after injecting index mateching oil was 0.14dB.
본 논문에서는 이론적인 계산 모델을 이용하여 다양한 섬유 다발 구조를 갖는 직조섬유강화 복합재의 탄성 거동을 예측하였다. 직조 복합재의 기계적 물성을 대표할 수 있는 대표체적요소 (RVE)을 설정하였으며, 직조 다발의 굴곡을 다양한 정현파 함수로 정의하였다. 고전적층이론 (CLPT)를 이용하여 영률, 전단 탄성계수, 포아송비와 같은 직조복합재의 유효물성을 예측하였다. 섬유 다발의 구조와 형태 (평직, 능직)에 따라 섬유 부피 분율을 계산하였으며 각각의 탄성 거동을 이론적인 계산 모델을 통해 예측하였다. 또한, 이론적 예측 결과의 검증을 위해 진공수지주입(VARTM) 공정을 사용하여 평직 및 능직 형태의 복합재 시편을 제작 후 물성 시험을 진행하여 실험 결과를 이론적 예측 결과와 비교하였다. 결과적으로 직조 복합재의 탄성 거동에 대한 이론적 결과와 실험 결과 간에 매우 높은 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 열유도상분리법(thermally induced phase separation)을 사용하여 제조한 플라워 형태의 단면을 갖는 PVDF [poly(vinylidene fluoride)] 중공사 분리막에 대한 친수화 코팅과 그에 따른 특성평가에 대한 연구를 수행하였다. 연구에 사용한 중공사 분리막은 (주)퓨어엔비텍에서 제조한 PVDF 소재의 분리막이었으며, 친수화 코팅 실험은 PEBAX 1657, 2533, 3533의 공중합체 고분자를 사용하여 농도가 다른 용액을 제조 후 딥 코팅 방법을 이용하여 실시하였다. 친수화 코팅이 된 중공사 분리막은 친수화 정도를 파악하기 위하여 SEM 촬영 및 접촉각 측정을 실시하였다. SEM 촬영 결과 코팅의 농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 코팅층의 두께가 두꺼워짐을 확인하였고, 접촉각 측정의 경우 코팅의 농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 접촉각이 낮아짐을 확인하였다. 기체 투과 실험 결과 코팅농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 산소 기체투과량이 감소하였으며 친수성이 높은 PEBAX 1657로 코팅한 중공사의 기체투과량이 PEBAX 2533과 3533으로 코팅된 중공사보다 낮은 기체투과량을 가짐을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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