• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1053-1057
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• 2012

본 연구에서는 풍력 발전 블레이드용 재료인 GFRP(Glass fiber-Reinforced Plastic) 복합재의 인장특성의 온도에 따른 의존성을 고찰하였다. 섬유 방향이 $0^{\circ}$와 $0/{\pm}45^{\circ}$로 적층된 두 종류의 복합재로 제작된 인장 시험편으로부터 인장 강도와 탄성계수 그리고 푸아송비에 대한 특성을 상온, $-30^{\circ}C$, $-50^{\circ}C$ 그리고 $60^{\circ}C$에서 측정하였다. 인장 시험으로부터 섬유방향이 축방향으로 적층된 복합재의 인장강도와 탄성 계수는 섬유 적층 방향의 의존성을 보였고 단축으로 적층된 복합재의 강도 및 탄성 계수가 상대적으로 우수함을 보았다. 그리고 시험온도의 의존성도 확인할 수 있었으며, 푸아송비는 온도의 영향이 크지 않음을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.349-357
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• 2019

유한요소법(finite element method)은 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 더욱더 현실적으로 해석하고 예측하는 방법으로 다양한 분야의 제품 개발에 적용되고 있다. 하지만 섬유배향과 변형률 속도가 역학적 특성에 영향을 미치는 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료에 관한 수치해석을 이용한 접근 방법은 현재까지 다소 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat의 수치해석 재료 모델을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 역학적 특성을 정의하고 검증하는 것에 있다. 또한 이를 통해 좀더 현실적으로 고분자 복합재료의 거동을 예측하고자 한다. 이를 위해 다양한 고분자 중 30wt%의 단섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 섬유배향과 변형률 속도에 따른 인장 특성을 참고문헌을 통해 조사하였다. 또한 Moldflow 프로그램을 사용한 사출해석을 통해 유리섬유 배향 정보를 계산하였으며 이를 매핑(mapping) 과정을 통해 유한요소 인장 시편 모델에 전달하였다. 대표적인 유한요소 상용 프로그램 중 하나인 LS-DYNA는 유리섬유 배향과 변형률 속도에 따른 복합재료의 인장 특성을 연구하기 위해 Digimat과의 연성해석(coupled analysis)에 활용되었다. 그리고 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료를 해석하기 위한 LS-DYNA의 다양한 비등방성(anisotropic) 재료 모델들의 장단점을 서로 비교하고 평가하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권1호
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• pp.85-92
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• 2018

소경각재를 이용한 소경각재 적층목을 기둥-보 목조건축 구조재로 이용하기 위해선 장대재 제작이 가능하여야 한다. 본 연구에서는 낙엽송 소경각재의 종접합 성능평가를 실시하였다. 시험편들은 종접합 방법에 따라 6가지 형상으로 제작하였으며 인장 및 휨 강도시험으로 종접합성능을 검토하였다. 종접합 접합부의 인장시험에서 Lap 시험편의 인장강도는 Double Lap 시험편보다 양호하였으며, Scarf 시험편의 인장강도는 Hooked scarf 시험편보다 양호하였다. Rod 시험편의 인장강도는 3.6 MPa로 가장 양호하였다. 종접합 접합부의 휨 시험결과 봉형 GFRP를 삽입 접착한 시험편들은 평균 29 MPa의 휨 파괴계수가 측정되었으며, 타 접합부 시험편들은 11 MPa 이하의 휨 파괴계수 값이 관찰되었다. 봉형 GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic)를 삽입 접착한 시험편들은 인성파괴가 관찰되었고 나머지 시험편들은 취성파괴가 발생하였다. Rod + Lap 시험편의 평균 휨 파괴계수가 30.5 MPa로 종접합한 시험편 중 가장 양호한 성능을 발휘하였다. Rod + Lap 시험편의 휨 강도는 종접합하지 않은 대조군 시험편 휨 파괴계수의 66%에 해당되었다. 낙엽송 소경각재 종접합 방법으로 봉형 GFRP 삽입 접착이 가장 유효한 강도를 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.5318-5326
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• 2014

본 논문은 철근대체재로서 유리섬유보강 플라스틱봉(GFRP : Glass Fiber Reinforced Plastic Bar)으로 보강한 콘크리트 보 및 일반 RC보의 휨파괴 실험결과를 비교하여 제시한 것으로 보강비와 콘크리트의 압축강도를 주요 실험변수로 설정하여 보의 균열발생 양상과 파괴모우드, 처짐, 변형률 및 최대하중을 측정하고 분석하였다. 실험결과, GFRP 보강보의 하중강도는 보강비와 콘크리트 강도가 증가할수록 크게 나타났으며, 동일 보강비일 경우 일반 RC보에 비하여 41.3~51.6% 증가하였다. GFRP 보강보의 처짐은 일반 RC보에 비하여 약 4.1~6.3배 증가하는 것으로 나타났으며, 실측처짐이 이론값보다 평균 31% 정도 작게 나타나 GFRP 보의 처짐계산시 사용되는 휨강성이 최대하중시 과소평가되기 때문인 것으로 판단된다. GFRP 보의 균열폭은 RC보에 비하여 1.87~2.79배 크게 발생하였으며, 보강비와 콘그리트 강도가 증가할수록 다소 작은 것으로 나타났다. ACI code 440에 의해 산정한 설계휨강도는 대체적으로 안전측의 값을 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권4호
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• pp.475-487
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• 2024

The usage of fiber-reinforced polymer materials increases in the construction sector due to their advantages in terms of high mechanical strength, lightness, corrosion resistance, low density and high strength/density ratio, low maintenance and painting needs, and high workability. In this study, it is aimed to improve mechanical properties of GFRP box profiles, produced by pultrusion method, by filling the polymer concrete into them. Within the scope of study, hybrid use of polymer concrete produced with GFRP box profiles was investigated. Hybrid pressure and bending specimens were produced by filling polymer concrete (polyester resin manufactured with natural sand and stone chips) into GFRP box profiles having different cross-sections and dimensions. Behavior of the produced hybrid members was investigated under bending and compression tests. Hollow GFRP_xx profiles, polymer-filled hybrid members, and nominative polymeric concrete specimens were tested as well. The behavior of the specimens under pressure and bending tests, and their load bearing capacities, deformations and changes in toughness were observed. According to the test results; It was deduced that hybrid design has many advantages over its component materials as well as superior physical and mechanical properties.

• 한국안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.14-18
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• 2013

Blades of horizontal axis are nowadays made of composite materials. Generally, composite materials satisfy design provides lower weight and good stiffness, while laminate composites have often damages as like the delamination and cracks at the interface of laminates. The box spar and tail parts of a blade are composed of the CFRP/GFRP hybrid laminate composites. However, delamination and the interfacial crack often occur in the interface of CFRP/GFRP hybrid laminate composites under the mixed mode fracture condition, especially mode I and mode II. Therefore, there is a need for the evaluation of the mixed mode fracture behavior during the delamination of CFRP/GFRP hybrid laminates. This study shows the experimental results for the delamination fracture toughness in CFRP/GFRP hybrid laminate composites. Fracture toughness experiments and estimation are performed by using DMMB(Dissimilar mixed mode bending) specimen. The materials used in the test are a commercial woven type CFRP(Carbon fiber reinforced plastic) prepreg(CF3327) and UD type GFRP(Glass fiber reinforced plastic) prepreg(HD224A). A CFRP/GFRP hybrid laminate composite is composed by the 10 plies CFRP and GFRP prepreg for DMMB. A thickness of CFRP and GFRP layer is 2.5mm and 3.0mm, respectively. Also the fulcrum location which is a loading parameter is changed from 80 to 100mm on the specimen of length 120mm because it defines the ratio of mode I to mode II. In this study, the effects of the fulcrum location are evaluated in the viewpoint of energy release rate in mode I and mode II contribution. The results show that the delamination crack initiates at higher displacement and lower load according to the increase of the fulcrum location ratio. And the variation of the energy release rate for mode I and II contributions for the mode mixity are shown.

• 수산해양기술연구
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• 제35권4호
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• pp.410-420
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• 1999

The value of the mode I interlamina fracture toughness, GIC, is calculated by experimental compliance method, modified compliance method and beam theory. The value of the mode II interlamina fracture toughness, GIC, is evaluated by beam method, theory beam theory and compliance method. This paper describes the effect of load pint displacement rate and speicimen geometries for mode I and II interlaminar fracture toughness of glass fiber reinforced plastic composites by using double cantilever beam (DCB) and end notched flexure (ENF) specimen. For the load point displacement rate of increases whereas the value of 2,6 and 10 mm/min the value of GIC decrease as load point displacement rate increases whereas the value of GIC is found to be no significant effect. The value of GIC decreases as initial crack length increases. The fractured surface of the DCB and ENF samples are examined by scanning electron microscopy (SEM).

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.868-875
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• 2015

목구조물 접합부에 기존의 슬릿(slit)형 강판을 대체하기 위해서 FRP (Fiber Reinforced Plastic) 보강적층판을 제작하였다. 보강재, 접착제 종류에 따라 총 4가지 타입의 FRP 보강적층판을 제작하였으며, 접합부 적용 전 KSF 3021과 KSF 2160에 의거한 박리실험과 ASTM D5045-99에서 제안한 Compact Tension (CT)형 파괴인성 시험을 실시하였다. 접착성능 시험결과 GFRP textile, GFRP sheet, GFRP Textile-Sheet 타입의 FRP 보강적층판은 침지 및 내수침지박리 시험에서 모두 KS 기준인 박리율 5% 이하를 만족하였다. 그러나 Aramid 타입의 시험편은 침지박리율 4.8%로 기준을 만족하였으나 내수침지박리율 70%로 합격기준을 만족하지 못하였다. 파괴인성 시험결과 단판만을 교차적층 시킨 대조군시험편보다 목재 대비 보강재 체적비를 23%로 함으로서 FRP 보강적층판의 내력이 2~4배 증가하였다. 그중에서도 GFRP Textile-Sheet 타입의 시험편이 하중 평행방향의 유리섬유 배열로 인해 할렬파단을 억제하면서 대조군 대비 응력확대계수 비가 61% 증가되어 파괴를 가장 크게 억제하는 것으로 확인되었다. FRP 보강적층판과 비금속 dowels을 사용한 접합부의 인장형 전단내력은 금속접합에 비해 약 12% 낮은 내력이 측정되었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.211-214
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• 1999

The stress distribution around the cutout of composite cylindrical shells with a circular or elliptical reinforced cutout subjected to axial compression or tension is studied by asymptotic method. Analytical solutions used a Donnell type orthotropic shell theory are presented by the defined stress concentration factor and are compared to experimental results. The experiment used the universal testing machine (UTM), strain gage and fixtures designed/manufactured for axial tension test of a cylindrical shell is carried and the composite material used in the experiment is plain weave glass fiber reinforced plastic (GFRP).

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.91-96
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• 2015

GRP pipe (Glass-fiber Reinforced Plastic Pipe) lines making use of FRP (Fiber Reinforced Plastic) are generally thinner, lighter, and stronger than the existing concrete or steel pipe lines, and it is excellent in stiffness/strength per unit weight. In this study, we present the result of field test for buried GRP pipes with large diameter(2,400mm). The vertical and horizontal ring deflections are measured for 387 days. The short-term deflection measured by the field test is compared with the result predicted by the Iowa formula. In addition, the long-term ring deflection is predicted by using the procedure suggested in ASTM D 5365(ANNEX) in the range of 40 to 60 years of service life of the pipe based on the experimental results. From the study, it was found that the long-term vertical and horizontal ring deflection up to 60 years is less than the 5% ring deflection limitation.