• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.481-486
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• 2010

Carbon Fiber Reinforced Plastic(CFRP) 복합재료는 높은 비강성 및 우수한 화학적 특성 등으로 인하여 여러분야에서 점점 사용이 증가하고 있다. 대부분의 CFRP 복합재료는 여러 부품들의 조립을 통해 제작된다. 이러한 독립된 부품들은 볼트, 핀 등과 같은 기계적인 방법을 통해 체결된다. 볼트나 핀에 의한 hole은 구조내에서 노치로 작용하여 부품의 강도저하의 원인이 된다. 본 논문에서는 홀의 크기와 시험편 폭이 노치재의 파괴강도에 끼치는 영향을 평가하여 hole을 포함하고 있는 평직 CFRP 복합재료의 정하중 파괴 강도를 실험적으로 평가하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 홀 크기와 시험편 폭에 따른 점응력 조건의 특성길이를 평가하였으며, 특성길이와 노치재의 파괴강도의 관계를 확인하였다. 이를 이용하여 노치재의 정하중 파괴기준을 재정의하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권2호
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• pp.151-161
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• 2018

The application of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites for rehabilitation of steel structures has become vital in recent years. This paper presents an experimental program and a finite element (FE) modelling approach to study the effectiveness of CFRP patch for repair of notch damaged circular hollow sectional (CHS) steel beams. The proposed modeling approach is unique because it takes into account the orthotropic behavior and stacking sequence of composite materials. Parametric study was conducted to investigate the effect of initial damage (i.e., notch depth) on flexural performance of the notched beams and effectiveness of the repair system using the validated FE models. Results demonstrated the ability of CFRP patch to repair notched CHS steel beams, restoring them to their original flexural stiffness and strength. The effect of composite patch repair technique on post-elastic stiffness was more pronounced compared to the elastic stiffness. Composite patch repair becomes more effective when the level of initial damage of beam increases.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.125-130
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• 2002

The most important material parameters are fracture energy and the stress-crack opening displacement($\sigma$-w) curve to determine the behavior of concrete. Especially, the relationship between the $\sigma$-w curve is strongly important to determine the load-displacement curve of concrete that has a major influence on the fracture behavior of a concrete. In this paper, notched plain concrete beams with different strength level were tested under three-point bending and fracture energy, the load-deflection curve, and the load-crack mouth opening displacement(CMOD) curve were obtained from the experimental data. Also, the fictitious crack model(FCM) was applied to determine the load-deflection curve of notched plain concrete beams using various types of $\sigma$-w curve model proposed by Petersson and we compared experimental results with numerical ones carried out by Finite Element Method(FEM).

• Elastomers and Composites
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• 제28권4호
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• pp.283-292
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• 1993

The morphology and impact strength of alloys of high density polyethylene(HDPE) and nylon-6(PA) with modified $ethylene-{\alpha}-olefin$ copolymer(OCP) as compatibilizer and impact modifier were measured by the scanning electron microscope(SEM) and the notched Izod impact test(and the high rate impact test), respectively. HDPE is incompatible with PA and specimens obtained from simple mechanical mixing show the inferior properties. However, it was indicated that OCP played roles of not only impact modifier but also compatibilizer. High rate impact test results were different from those of the notched Izod impact test, but in both tests OCP was effective for HDPE/PA blends. From SEM observation, the size of the dispersed phase in alloys prepared with OCP is much smaller than that of alloys without OCP and the interfacial adhesion of alloys prepared with OCP is also better. Toughening mechanism of polymer blends was discussed by combining the morphology analysis with mechanical and thermal properties.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권2호
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• pp.153-174
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• 2012

Micromechanical facture models can be used to predict ductile fracture in steel structures. In order to calibrate the parameters in the micromechanical models for the largely used Q345 steel in China, uniaxial tensile tests, smooth notched tensile tests, cyclic notched bar tests, scanning electron microscope tests and finite element analyses were conducted in this paper. The test specimens were made from base metal, deposit metal and heat affected zone of Q345 steel to investigate crack initiation in welded steel connections. The calibrated parameters for the three different locations of Q345 steel were compared with that of the other seven varieties of structural steels. It indicates that the toughness index parameters in the stress modified critical strain (SMCS) model and the void growth model (VGM) are connected with ductility of the material but have no correlation with the yield strength, ultimate strength or the ratio of ultimate strength to yield strength. While the damage degraded parameters in the degraded significant plastic strain (DSPS) model and the cyclic void growth model (CVGM) and the characteristic length parameter are irrelevant with any properties of the material. The results of this paper can be applied to predict ductile fracture in welded steel connections.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1411-1417
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• 2010

탄소섬유강화 복합재료는 높은 비강도, 비강성, 설계유연성 및 우수한 화학적 특성 등으로 인하여 여러분야에서 각광받고 있는 구조재료이다. 대부분의 CFRP 복합재료 제품들은 여러 부품들을 주로 볼트, 핀 등의 기계적인 방법으로 조립하여 제작된다. 볼트나 핀에 의해 발생하는 hole 은 구조물 내에서 노치로 작용하여 부품의 강도저하의 원인으로 작용한다. 본 논문에서는 피로하중에 의한 CFRP 복합재료 홀 노치재의 잔류강도를 실험적으로 평가하였다. 이를 위하여, 시편에 일정 반복 수만큼 피로하중을 부여하였으며, 이후 파괴시험을 통하여 홀 노치재의 잔류강도를 측정하였다. 그 결과, 피로하중으로 인해 하중방향의 균열이 발생하는 것을 확인하였으며 이 균열이 홀의 노치효과를 감소시켜 잔류강도를 증가시키는 것으로 생각되었다. 시편의 잔류강도는 일정 수준까지 증가하다가 감소하는 것으로 평가되었으며, 이를 Reifsneider 등의 평활재 잔류강도 저하모델과 Yip 등의 홀 노치재 응력재분포 함수를 이용하여, 피로하중 하의 홀 노치재 잔류강도 변화를 수식으로 나타내었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.158-165
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• 2002

This study was to evaluate mechanical properties and toughness of the Al5083-O aluminum alloy welding zone according to the mixing shield gas ratio and heat input change. The GMA(Gas Metal Arc) welding of the base metal was carried out with four different mixing shield gas ratios(Ar100%+He0%, Ar67%+He33%, Ar50%+He50%, and Ar33%+He67%) and three different heat inputs(low, medium, and high). To investigate the Charpy absorbed energy of the weld zone, the specimens were divided base metal, weld metal, fusion line, and HAZ notched specimen according to the worked notch position. The different gas ratio and heat input had little effect upon the tensile strength. But Ar33%+He67% mixture had the greatest mechanical properties considering that the more He gas ratio concentrations, the higher yield strength and elongation. The maximum load and displacement of the weld metal notche specimen was so much low more than that of the base metal, but fusion line and HAZ notched specimens showed almost same regardless of the mixing shield gas ratio and heat input. The Charpy absorbed energy was lowest in weld metal notched specimen, and increased in the fusion line, and HAZ notche specimen in order. Ar33%+He67% mixture had the greatest toughness considering that the more He gas ratio, the higher absorption energy.

• 공업화학
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• 제10권5호
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• pp.682-689
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• 1999

본 연구는 용융법에 의한 폴리아미드 6,6과 EPM 및 EPM-g-MA와 블렌딩시 탄성 중합체 함유량, 조성비(wt %), 혼합온도, 혼합속도 등의 변화에 따른 이성분 PA 6,6/EPM(or EPM-g-MA) 블렌드물과 삼성분 PA 6,6/EPM/EPM-g-MA 블렌드물을 제조하여 블렌드물 내 탄성 중합체 평균 입자 크기, 입자 형상 및 분포 등의 변화를 분석하고, 이에 따른 블렌드물의 기계적, 열적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 연구결과, 혼합속도 250 rpm하에서 압출기 내 다섯 영역의 온도를 270, 265, 265, 255 및 $255^{\circ}C$로 변화시켜 탄성 중합체의 함유량 변화에 의하여 제조된 이성분 블렌드물중 높은 충격강도는 PA 6,6/EPM-g-MA(70/30) 블렌드물에서 확인되었으며 폴리아미드 6,6의 충격강도에 비하여 25배 증가하였다. 동일한 압출기 내 조건하에서 제조된 삼성분 블렌드물 중 PA 6,6/EPM/EPM-g-MA(70/15/15) 블렌드물 내 탄성 중합체 평균 입자크기는 $0.56{\mu}m$이면서 고른 입자분포를 나타내었으며 충격강도는 제조된 모든 블렌드물 중 가장 높았다. 이러한 블렌드물의 조성비하에서 혼합온도와 혼합속도 변화에 의하여 제조된 블렌드물의 기계적 특성과 블렌드물 내 탄성 중합체 분산정도는 감소하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.275-282
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• 2012

본 연구에서는 탄소강 배관 재료의 동적변형시효 거동에 미치는 노치에 의한 응력과 변형 집중 효과를 파악하기 위해서, 표준 시편과 노치 시편을 이용하여 다양한 온도와 시험 속도에서 인장시험을 수행하였다. 또한, 시편의 형상에 따른 응력과 변형률 상태의 차이를 파악하기 위해서, 각 시편에 대한 유한요소 시뮬레이션을 수행하였다. 노치 시편을 이용한 인장시험 결과에서도 표준 시편에서 관찰된 것과 같은 동적변형시효의 증거인 serration과 인장강도의 증가 현상이 관찰되었다. 동일한 시험 속도에서 인장시험이 수행된 경우에 표준 시편에 비해 노치 시편에서 동적변형시효 현상이 고온에서 나타났다. 유한요소 해석 결과에 의하면 표준 시편에 비해 노치 시편에서 동적변형시효가 고온에서 나타나는 것은 노치부에서 응력과 변형의 집중으로 인한 높은 변형률 속도에 기인하는 것으로 확인되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.57-67
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• 1993

The fracture behavior of plain woven glass/epoxy composite plates with a crack is investigated under static tensile loading. It is shown in this paper that the characteristic length associated with the point stress criterion depends on the crack length. To predict the not ched tensile strength, the point stress criterion proposed by Whitney and Nuismer are modified. An excellent agreement is found between the experimental results and the analytical prediction of the modified point stress criterion. The condition of unstable crack growth in the presence of a per-existing flaw(machined notch) is examined by means of the maximum stress intensity factor $K_max$ using maximumload P$_max$. The values of $K_max$ evaluated from energy release rate G$_max$(the compliance me thod) indicate a wide difference. Therefore in regard to anisotropy and heterogeneity of the composite materials studied, the modified shape correction factor f(a/W) is obtained. $K_max$evaluated by the compliance method a little or insignificantly depends on the initial crack length a, the specimen thickness B, the crack angle .theta. and the specimen geometry.