• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권4호
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• pp.475-486
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• 2015

Mode II fracture toughness ($K_{IIc}$) of fiber reinforced concrete (FRC) has been widely investigated under various patterns of test specimen geometries. Most of these studies were focused on single type fiber reinforced concrete. There is a lack in such studies for hybrid fiber reinforced concrete. In the current study, an experimental investigation of evaluating mode II fracture toughness ($K_{IIc}$) of hybrid fiber embedded in high strength concrete matrix has been reported. Three different types of fibers; namely steel (S), glass (G), and polypropylene (PP) fibers were mixed together in four hybridization patterns (S/G), (S/PP), (G/PP), (S/G/PP) with constant cumulative volume fraction ($V_f$) of 1.5 %. The concrete matrix properties were kept the same for all hybrid FRC patterns. In an attempt to estimate a fairly accepted value of fracture toughness $K_{IIc}$, four testing geometries and loading types are employed in this investigation. Three different ratios of notch depth to specimen width (a/w) 0.3, 0.4, and 0.5 were implemented in this study. Mode II fracture toughness of concrete $K_{IIc}$ was found to decrease with the increment of a/w ratio for all concretes and test geometries. Mode II fracture toughness $K_{IIc}$ was sensitive to the hybridization patterns of fiber. The (S/PP) hybridization pattern showed higher values than all other patterns, while the (S/G/PP) showed insignificant enhancement on mode II fracture toughness ($K_{IIc}$). The four point shear test set up reflected the lowest values of mode II fracture toughness $K_{IIc}$ of concrete. The non damage defect concept proved that, double edge notch prism test setup is the most reliable test to measure pure mode II of concrete.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권3호
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• pp.151-155
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• 1997

본 연구에서는 방사성동위원소 $^{241}Am$의 감마선 감쇠를 이용하여 유리섬유 및 탄소섬유 복합적층판의 섬유체적분율을 비파괴적으로 측정하였다. NaI(Tl) detector에 의해 섬유와 기지의 방사선 감쇠계수를 측정하고, 시험체의 두께를 $2{\sim}20mm$로 변화시키면서 섬유체적분율을 측정하였으며, 적층판과 에폭시판을 겹쳐서 섬유체적분율을 변화시키면서 섬유체적분율을 측정하였다. 연구 결과 단면을 현미경으로 관찰하여 구해진 값과 비교 할 때 오차 ${\pm}1{\sim}2.5%$ 범위 이내로 측정이 가능하였으며, 방사선원의 energy, activity의 선택에 따라서 대부분의 복합재료에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제23권5호
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• pp.281-285
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• 2013

In the present work, ZnO nanofibers were applied to electrode materials for the detection of cholesterol. ZnO nanofibers were synthesized using the electrospinning technique with zinc acetate as a precursor. Electrospinning-synthesized ZnO nanofibers were uniformly distributed by properly controlling the electrospinning parameters. After the calcination treatment, nanofibers of pure ZnO phase were synthesized. Then, these fibers were successfully placed on Au-coated glass substrates by dispersion of ZnO nanofibers in ethanol, dropping, and drying, in sequence. Cholesterol oxidase was then immobilized onto the surface of the ZnO nanofibers. To enhance the immobilization, Nafion was additionally applied. The sensing performances of the fabricated ZnO nanofibers-based sensors were analyzed by cyclic voltammetry in terms of cholesterol concentration ranging from 100 to 400 mg/dl. In the I-V curves, measured by cyclic voltammetry, the ZnO nanofiber-based sensor showed a proportional current behavior with cholesterol concentrations in phosphate buffered saline solution. The sensitivity was measured and found to be $30.7nA/mM{\cdot}cm^2$, which is comparable to the values reported in the literature. After not only optimizing the shape of the ZnO nanofibers but also improving the adhesion nature between the ZnO nanofibers and the Au conducting layer, these fibers can be a good candidate for electrode materials in devices used to detect low concentrations of cholesterol in blood.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권1호
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• pp.39-46
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• 2013

Smart material such as SMA (Shape Memory Alloy) has been studied in various ways because it can perform continuous, flexible, and complex actuation in simple structure. Smart soft composite (SSC) was developed to achieve large deformation of smart material. In this paper, a shell actuator using woven type SSC was developed to enhance stiffness of the structure while keeping its deformation capacity. The fabricated actuator consisted of a flexible polymer and woven structure which contains SMA wires and glass fibers. The actuator showed various actuation motions by controlling a pattern of applied electricity because the SMA wires are embedded in the structure as fibers. To verify the actuation ability, we measured its maximum end-edge bending angle, twisting angle, and actuating force, which were $103^{\circ}$, $10^{\circ}$, and 0.15 N, respectively.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.727-734
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• 2007

철근과 fiber-reinforced polymer (FRP)의 물리적, 역학적 특성의 차이 및 슬래브 상부 보강재의 기둥 인접부 집중 배근, 그리고 기둥 인접부 슬래브에 강섬유 콘크리트 (SFRC)의 타설 등에 따른 2방향 슬래브의 펀칭 전단 거동에 대한 효과를 평가하였다. 펀칭 전단강도, 강성, 연성, 변형률 분포 그리고 균열 제어 성능 등을 파악하였다. 실험 결과 기둥 인접부의 슬래브에 집중 배근을 하거나 SFRC를 타설하는 것은 glass fiber-reinforced polymer (GFRP) 바로 보강된 슬래브의 펀칭 전단 거동을 향상시켰다. 기둥 인접 구역에 집중 배근된 슬래브의 실험 결과를 다양한 설계기준과 타 연구자에 의해 제안된 예측식과 비교하였으며, 집중 배근으로 인한 이점을 예측식에 반영할 수 있도록 집중 배근된 슬래브의 철근비를 산정하는 합리적인 방법도 제안하였다.

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.16-23
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• 2001

인발 와인딩에 의한 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이 목적의 수행을 위해 새롭게 제작된 와인더를 전통적 인발 시스템에 부탁하여 시편을 제작하였다. 또한 인발-와인딩된 시편을 제작할 수 있는 새로운 공법을 개발하였다. 이 연구를 위해 유한요소 해석 프로그램 POSTII를 확장 개발하였다. 비선형유한요소 수식화에는 2차 피올라-키르히호프 응력 텐서와 그린 변형률 텐서에 기초한 업데이트된 라그란지언 표현법이 사용되었다. 복합재료 중공봉의 유한요소 모델링을 위해 8절점 응축쉘요소를 사용하였다. 파손평가를 위해 모든 유한요소의 각 단층에서의 평균응력을 최대음력 판정법에 대입하였다. 수치해석 예로서 불포화 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동을 초기 하중상태에서 최종 붕괴가지 조사하였다. 파손에 따른 강성저하와 응력제하를 고려한 유한요소해석 결과는 극만 하중과 파손 및 변형에서 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1671-1676
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• 2015

폴리-L-유산 (PLLA)/폴리-D-유산(PDLA)의 스테레오컴플렉스(SC) 특유의 결정 거동은 PLLA/PDLA의 블렌드의 특정한 용융 조건에서 나타난다. 이를 적용하여 PLA 스테레오컴플렉스를 제조하기 위해 전반적인 조성에서 PLLA와 PDLA를 블렌드 하였다. 또한 충격 강도와 열변형온도 같은 기계적 물성 및 열적 특성을 향상시키기 위해 충격보강제, 탈크와 유리섬유(GF) 등의 보강제를 첨가하였다. 그 결과로 열변형 온도가 $115^{\circ}C$ 에서 관찰 되는 조성의 복합재를 제조하였다. 더 경제적인 방법으로, PLLA와 상용화된 폴리프로필렌(PP)을 전반적인 조성에서 블렌드 하였다. 그 결과, 특정 조성에서 상용화된 PP/탈크 복합재와 ABS에 적용시킬 수 있는 물성을 나타내었다. 이러한 결과는 PP와 PLLA같은 매트릭스 수지에 유리섬유 및 충격보강제를 잘 분산시키는 것에서 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.393-401
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• 2014

복합재료 구성성분은 수 마이크로미터 수준의 크기를 가지고 있으므로 시험을 통한 정확한 물성 측정이 매우 어렵다. 그러므로 본 논문에서는 역해석을 이용하여 복합재료 구성성분의 열팽창계수를 예측할 수 있는 기법을 제안한다. 복합재료에 대한 등가 열팽창계수를 예측할 수 있는 Mori-Tanaka 기법과 결합된 역해석기법을 이용하면, 라미나 수준의 목적함수를 최소화함으로써 구성성분의 열팽창계수를 효율적으로 구할 수 있다. 본 연구에서 제안한 기법을 검증하기 위하여 다양한 섬유(glass fiber, P75, P100, M55J)에 대한 열팽창계수를 예측하고 이를 시험결과와 비교하였다. 또한 라미나와 기지 물성치에 대한 불확실성이 섬유 물성치 예측에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.349-360
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• 2012

본 논문은 GFRP 슬래브 교량 상부구조에 대한 장기성능, 내하력, 사용성 및 구조적 안전성의 상세한 평가를 기술하고 있다. 국내 최초로 완전 GFRP 슬래브 교량이 2002년 5월에 가설되었다. GFRP 슬래브 교량은 단순지지로 지간 10.0 m, 폭 8.0 m 인 2차선으로 설계되었다. 본 GFRP 슬래브교량은 콜루게이트(corrugate) 심재를 갖는 샌드위치 구조로서 유리섬유와 비닐 에스테르를 사용하여 수적층으로 제작되었다. GFRP 슬래브 교량의 장기성능 평가는 2002년 수행되었던 동일한 현장재하시험으로 2004, 2011년에 실시되었다. GFRP 슬래브교량은 예상되었던 대로 공용 중에서 구조적 문제점이 없이 성능이 잘 발휘되고 있었음을 평가를 통하여 나타내고 있다. 본 평가 자료는 GFRP 슬래브 교량의 내하력 평가에 대한 기초자료와 완전 GFRP 슬래브교량 상부구조의 장기성능의 일부자료로서 제공될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1591-1597
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• 2012

복합재료 접합부의 접착강도에 대한 접착면 성질의 영향을 알아 보기 위해 불포화폴리에스테르, 우븐과 매트 유리섬유를 사용하여 복합재료 접합시편들을 제작하였다. 접착제, 복합재료 접착물, 말단접합과 이차접합 시편들의 기계적 성질을 실험에 의해 구하고 실험결과를 접합이론에 적용하였다. 6 개의 접합부들에서 발생하는 최대 및 평균 전단 응력은 최대 인장력과 접합 시편의 기하학적 변수들로부터 계산되었다. 실험 결과 접합면을 연마한 후 아세톤으로 처리한 경우가 말단접합의 3 가지 형태 중 가장 큰 강도를 가지고 있음이 관찰되었다. 마찬가지로 매트-매트와 매트-우븐 접합이 거의 같은 값으로 이차 접합의 3 가지 형태 중 가장 큰 강도를 가지고 있었다. 반대로 아무 처리도 하지 않은 접합시편과 우븐-우븐 접합시편은 매우 낮은 강도를 가졌다. 각각의 경우 파손은 접합부 양끝에서 심하게 발생하였고 접합부 가운데로 이동하였다.