• 융복합기술연구소 논문집
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• 제8권1호
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• pp.27-31
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• 2018

The age of electric vehicle is coming. One of the most important problems to be solved for popularization of electric vehicle is fuel economy. To increase fuel economy of electric vehicles, it is necessary to improve the performance of the battery or the car body should be lighter than now. To solve the problem of the car body, change the car body's material to carbon fiber reinforced composites can be an excellent answer. However, the part made from carbon fiber reinforced composites is vulnerable to accidents due to their high brittleness. In this study, ductile silica fume was added into the carbon fiber composites to enhance toughness. To examine this, various amounts and sizes of silica fume were considered and the toughness enhancement was examined by performing tensile tests.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권3호
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• pp.407-421
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• 2022

Prefabricated hybrid wind turbine towers (WTTs) are promising due to height increase. This study proposes the use of ultra-high performance concrete (UHPC) to develop a new type of WTT without the need to use reinforcement. It is demonstrated that the UHPC WTT structure without reinforcing bars could achieve performance similar to that of reinforced concrete WTTs. To simplify the design of WTT, a design approach for the calculation of stresses at the horizontal joints of a WTT is proposed. The stress distribution near the region of the horizontal joint of the WTT structure under normal operating conditions and different load actions is studied using the proposed approach, which is validated by the finite element method. A further parametric study shows that the degree of prestressing and the bending moment both significantly affect the principal stress. The shear-to-torsion ratio also shows a significant influence on the principal tensile stress.

• Advances in Computational Design
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• 제7권2호
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• pp.129-137
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• 2022

Compo-casting method is one of the popular technique to produce metal based matrix composites. But, one of the main challenges in this process is un-uniform spreading of reinforced subdivisions (particles) inside the metallic matrix and the lack of desirable mechanical properties of the final produced composites due to the low bonding strength among the metal matrix and reinforcement particles. To remove these difficulties and to promote the mechanical properties of these kind of composites, the WARM ARB technique was utilized as supplementary technique to heighten the mechanical and microstructural evolution of the casted Al/Al₂O₃ composite strips. The microstructure evolution and mechanical properties of these composites have been considered versus different WARM ARB cycles by tensile test, average Vickers micro hardness test, wear test and scanning electron microscopy (SEM). The SEM results revealed that during the higher warm- ARB cycles, big alumina clusters are broken and make a uniform distribution of alumina particles. It was shown that cumulating the forming cycles improved the mechanical properties of composites. In general, combined compo-casting and ARB process would consent making Al/Al₂O₃ composites with high consistency, good microstructural and mechanical properties.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권2호
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• pp.131-143
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• 2023

The CFRP bar was used to achieve more ductile and durable headed-stud shear connectors in composite components. Three series of push-out tests were firstly conducted, including specimens reinforced with pure steel fibers, steel and CFRP bars. The distributed stress was measured by the commercial PPP-BOTDA (Pre-Pump-Pulse Brillouin optical time domain analysis) optical fiber sensor with high spatial resolution. A series of numerical analyses using non-linear FE models were also made to study the shear force transfer mechanism and crack response based on the test results. Test results show that the CFRP bar increases the shear strength and stiffness of the large diameter headed-stud shear connection, and it has equivalent reinforcing effects on the stud shear capacity as the commonly used steel bar. The embedded CFRP bar can also largely improve the shear force transfer mechanism and decrease the tensile stress in the transverse direction. The parametric study shows that low content steel fibers could delay the crack initiation of slab around the large diameter stud, and the CFRP bar with normal elastic modulus and the standard reinforcement ratio has good resistance to splitting crack growth in headed stud shear connectors.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.519-525
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• 2024

In this paper, a study on the physical properties of mortar applying 3D Textile was conducted to compensate for the shortcomings of the existing concrete surface repair and reinforcement method. In the tests conducted to analyze the physical properties, compressive strength, flexural strength, and dynamic modulus measurement tests were conducted. As a result of the compressive strength test, as the number of surfaces to which the stereoscopic fiber was applied increased, the amount of displacement and strength reduction rate increased, and the flexural strength also increased as the number of surfaces to which the stereoscopic fiber was applied increased. In addition, it was confirmed that the use of stereoscopic fibers tended to decrease the dynamic modulus of elasticity. This result is a characteristic of the application of stereoscopic fibers, and it caused a decrease in compressive strength due to a decrease in the mortar content of the part to which the stereoscopic fib er was applied, and the high tensile force of the stereoscopic fiber is believed to have affected the increase in flexural strength.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.49-54
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• 2020

신축/유연한 전극을 무언가에 접착하거나 전극에 무언가를 접착하기 위해서는 전극의 특성에 맞는 전도성 접착제가 필요하다. 전도성 접착제는 접착성과 전도성이 필수적으로 요구된다. 특히 접착성 부분은 내구성과 내열성이 요구되며 기존 접착제와 다르게 전도성까지 보유해야한다. 그러기 위해서는 강도와 접착성이 좋은 에폭시를 접착제로 선정하였고 여기에 기존 주제와 경화제로 이루어진 2액형 소재가 아닌 가소제와 보강제까지 혼합하여 4액형 소재를 사용하여 신축/유연성을 고분자에 부여하였다. 전도성 필러는 비저항이 낮은 재료인 은으로 선정하였고 높은 전도성을 위해 3가지 모양의 Ag 입자를 사용해 패킹성을 높였다. 이렇게 개발된 전도성 접착제와 실제 판매되고 있는 에폭시 기반 전도성 접착제 2개와 전도성을 비교하였고 실제 판매되고 있는 제품보다 약 10배정도의 우수한 전도성 결과가 도출되었다. 그리고 가소제와 보강제 여부에 따른 전도성, 기계적 특성, 접착력, 강도를 평가하였다. 또한 120℃에서 5분 경화 후에 60%의 인장에도 문제가 없었으며 연필경도는 6H로 우수하게 측정되었다. 3M tape test를 통해 전극의 접착력을 확인한 결과 바인더의 배합 비율에 관계없이 모두 우수한 결과를 보였다. 전극 위에 Cu sheet를 전도성 접착제를 통해 부착시킨 후 접촉저항을 확인한 결과 0.3 Ω으로 우수한 성능을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.99-106
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• 2013

고속 비상체에 의한 충격을 받는 콘크리트는 그 충격력에 의해 관통, 표면관입 및 배면박리뿐만 아니라 균열의 확산에 의해 나타나는 국부적인 파괴 등 정하중을 받을 때와 다른 파괴거동을 보인다. 이러한 콘크리트의 파괴거동은 비상체의 재료적 특성, 충돌속도, 질량 및 기하학적 구조뿐만 아니라 콘크리트의 재료적 특성, 시험체의 크기 및 두께, 보강재료 및 방법 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 이 연구에서는 콘크리트 재료의 압축강도에 따른 표면관입깊이 및 배면박리성상에 대하여 평가하고, 섬유보강에 의한 배면박리억제효과에 대하여 검토하고자 하였다. 그 결과 압축강도의 증가로 인하여 표면관입깊이는 감소하였으며, 이 연구 범위의 결과는 수정 NDRC식 및 US ACE식과 유사한 경향을 나타냈다. 반면, 배면박리억제에 있어 압축강도 증가에 의한 영향은 확인할 수 없었으며, 섬유보강에 의한 인성의 향상을 통하여 배면박리를 억제할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1349-1360
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• 2013

현재 사용되는 보통 콘크리트를 이용한 PS 정착부는 응력 집중에 의한 복잡한 배근상세로 단면이 커지고, 인장응력에 저항하기 위한 추가적인 철근이 많이 배근되어 시공성이 저하된다. 그러나, 최근 개발된 UHPC를 PS 부재에 적용할 경우 높은 강도와 우수한 역학적 특성으로 인해 단면 축소 및 PS 정착부의 복잡한 배근상세를 단순화 할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 이 논문에서는 UHPC 재료의 역학적 특성을 적용하여 보통 콘크리트에 비해 단면을 축소하고 별도의 정착장치와 구속철근이 없는 PS 정착부의 역학적 거동을 유한요소해석 방법을 이용하여 수행하였다. 그 결과, 최대 파열응력은 수직균열에 의한 파괴없이 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하였으며, 발생위치는 단면 폭의 0.2배 되는 위치에서 발생하였다. 또, 도로교설계기준에서 제시된 근사해법의 파열력과 유한요소해석 결과를 비교한 결과 구속철근 보강 없이도 파열력에 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하는 결과를 확인 할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.177-185
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• 2016

이 논문에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)의 부재의 휨거동을 특성을 파악하고자 하였다. 하이브리드 강섬유보강 초고성능 콘크리트의 압축강도는 150 MPa이다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장거동 재료 특성은 구조거동 예측을 위해 매우 중요하다. 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 하중-균열개구변위 측정결과를 이용하여 인장거동 특성을 파악하였다. 실험결과는 하이브리드 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 유리한 것을 나타낸다. 또한, 강섬유 보강 UHPC 보의 연성지수는 1.6~3.0을 나타내어 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 모멘트-곡률 관계 측정결과와 해석결과를 비교하였다. 휨철근을 배근하지 않은 UHPC 보에 대한 휨강도 예측결과는 측정 휨강도를 다소 과다평가하고 있다. 전반적으로 본 연구에서 제시한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 재료 및 휨 거동 모델링 제안기법에 의해 압축강도 150 MPa 급의 강섬유 보강 콘크리트 보의 합리적인 휨성능 예측이 가능하다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.363-375
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• 1997

절취된 세로보를 갖는 강철도교량의 바닥판에서의 피로거동 및 손상시 보수 보강의 효과를 연구하기 위해 8개 대형시험체에 대한 모형시험을 수행하였다. 실교량을 대상으로 실동응력을 측정하여 기본 응력범위 빈도히스토그램을 작성하고 이에 의한 변동응력의 등가응력범위를 산출하였다. 이 등가응력범위를 기준으로 피로시험의 응력변동범위의 크기를 조정하면서 정적 및 피로시험을 보강전과 보수 보강후로 구분하여 실시하였다. 정적시험에 의하면 재하하중의 크기가 등가실동응력 수준인 시험체의 경우에서 이미 허용응력과 비슷한 응력을 나타내므로서 피로균열의 발생조건을 충족하고 있었다. 손상된 시험체에 대해 다양한 보수 및 보강을 실시하여, 각각의 결과를 비교검토하였다. 그 결과 보수효과는 stop hole을 천공하고 고장력볼트를 체결한 경우에 피로균열성장의 지체효과가 뚜렷하게 나타났다. 한편 보강효과는 휨의 지배를 받는 세로보의 경우 인장측 플랜지의 보강이 효과적이며, 복부의 보강은 보강방법으로 적절하지 않음을 알 수 있었다. 또한 직각절취된 세로보의 피로설계등급은 우리나라 시방서 피로설계규정의 E등급에 해당한다는 것을 확인할 수 있었다.