• 토지주택연구
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• 제2권4호
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• pp.407-413
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• 2011

본 논문에서는 콘크리트 보의 표면에 부착된 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) 보강재의 박리 손상 진단을 위한 구조 건전성 모니터링 기법을 소개한다. 이를 위해 압전 능동 센서를 이용한 셀프센싱 회로 기반의 다중 스케일 계측 기법이 적용되었다. 다중 스케일 계측 시스템으로부터 셀프센싱 임피던스 계측을 통한 주파수 영역 구조 응답 및 셀프센싱 유도 초음파 계측을 통한 특정 주파수에서의 구조 응답을 획득할 수 있다. 박리 손상의 정량화를 위하여 임피던스 및 유도 초음파 신호로부터 추출된 손상 특성을 이용하여 2차원 손상 지수를 도출하고 이를 지도학습 기반 확률론적 패턴인식 기법에 적용하였다.

• 한국재료학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-6
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• 2009

In this study, the stress-strain response and the cracking behaviors of ITO film on a PET substrate are investigated. The cracking behaviors of ITO thin films deposited on a thermoplastic semi-crystalline polymer developed for flexible display applications was investigated by means of tensile experiments equipped with an electrical measurement apparatus and an in-situ optical microscope. Electrical resistance increased gradually in the elastic-to-plastic transition region of the stress strain curves and cracks formed. Numerous cracks were found in this region, and the increase of the resistance was linked to the cracking of ITO thin films. Upon loading, the initial cracks perpendicular to the tensile axis were observed at about 1% of the total strain. They propagated to the entire sample width as the strain increased. The spacing between the horizontal cracks is thought to be determined by the fracture strength and the thickness of the ITO film as well as by the interfacial strength between the ITO and PET. The effect of the strain rate on the cracking behavior was also investigated. The crack density increased as the strain increased. The spacing between the horizontal cracks (perpendicular to the stress axis) increased as the strain rate decreased. The increase of the crack density as the strain rate decreased can be attributed to the higher fraction of the plastic strain to the total strain at a given total strain. The higher critical strain for the onset of the increase in the resistance and the crack initiation of the ITO/PET with a thinner ITO film (300 ohms/sq.) suggests a higher strength of the thinner ITO film.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.212-219
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• 2016

뿜칠 방수 멤브레인은 숏크리트 사이에 시공되어 라이닝 크랙을 통한 누수를 방지하는 목적으로 최근 유럽 국가를 중심으로 시공 사례가 늘어가고 있다. 뿜칠 방수 멤브레인은 방수 시트에 비해 복잡한 단면에도 시공이 용이하기 때문에 이용 사례가 늘어갈 것으로 전망된다. 뿜칠 방수 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로서 투수성이 매우 낮지만 수분의 이동에 의해 포화가 되고 이로인해 콘크리트 재료에 간극수압이나 동결 문제를 일으킬 수 있는 우려가 있다. 본 연구에서는 뿜칠 방수 멤브레인의 수분이동과 계절변화를 고려하여 숏크리트 라이닝의 열-습도 전달 장기 해석을 수행하였다. 해석을 통해 뿜칠 방수 멤브레인의 수분 흡수 작용과 수분 이동으로 인한 상대습도 변화를 고찰할 수 있었으며 이로 인한 장기적 변화를 모사할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.157-163
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• 2012

6종의 에폭시 아크릴레이트와 전도성 카본블랙을 이용하여 감광성 저항 페이스트를 제작하고, 그들의 알칼리 수용액에 대한 현상성과 열경화 후 저항값을 평가하였다. 자외선에 의한 광경화성 및 알칼리 용액에 대한 현상성을 부여하기 위해서 카르복시기를 가진 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 모노머, 광개시제 등이 사용되었다. 또한 열경화성 조성물을 얻기 위하여 유기 과산화물을 페이스트에 첨가하였다. 실험 결과, 올리고머의 종류에 따라서 일부 페이스트들은 현상이 되지 않았으며, 현상된 페이스트 중, 측정된 저항값은 동일한 카본블랙 함량에서도 페이스트 조성에 따라 다른 값들을 나타내었다. 최종적으로 최적의 올리고머를 선정하고, 카본블랙의 함량과 모노머의 종류, 경화 온도를 조절함으로써 약 0.5 $k{\Omega}/sq.$의 면저항을 나타내는 감광성 저항 페이스트 조성물을 얻을 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제29권4호
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• pp.219-235
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• 2022

Strengthening slender reinforced concrete (RC) columns is a challenge. They are susceptible to overall buckling that induces bending moment and axial compression. This study presents the precise three-dimensional finite element modeling of slender RC columns strengthened with fiber-reinforced polymer (FRP) composites sheets with various patterns under concentric or eccentric compression. The slenderness ratio λ (height/width ratio) of the studied columns ranged from 15 to 35. First, to determine the optimal modeling procedure, nine alternative nonlinear finite element models were presented to simulate the experimental behavior of seven FRP-strengthened slender RC columns under eccentric compression. The models simulated concrete behavior under compression and tension, FRP laminate sheets with different fiber orientations, crack propagation, FRP-concrete interface, and eccentric compression. Then, the validated modeling procedure was applied to simulate 58 FRP-strengthened slender RC columns under compression with minor eccentricity to represent the inevitable geometric imperfections. The simulated columns showed two cross sections (square and rectangular), variable λ values (15, 22, and 35), and four strengthening patterns for FRP sheet layers (hoop H, longitudinal L, partial longitudinal L_w, and longitudinal coupled with hoop LH). For λ=15-22, pattern L showed the highest strengthening effectiveness, pattern L_w showed brittle failure, steel reinforcement bars exhibited compressive yielding, ties exhibited tensile yielding, and concrete failed under compression. For λ>22, pattern L_w outperformed pattern L in terms of the strengthening effectiveness relative to equivalent weight of FRP layers, steel reinforcement bars exhibited crossover tensile strain, and concrete failed under tension. Patterns H and LH (compared with pattern L) showed minor strengthening effectiveness.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.221-228
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• 2010

탄소섬유시트 보강공법은 열화 손상된 콘크리트 구조물의 보강에 가장 많이 사용되는 보강공법 중 하나이다. 탄소섬유시트 보강공법은 에폭시접착제를 사용하여 탄소섬유시트를 콘크리트의 외부에 부착하는 보강공법으로 탄소섬유시트에 의한 휨보강이 에폭시 접착 경계면을 통하여 콘크리트로 전달된다. 따라서 사용기간이 경과함에 따라 에폭시 접착 경계면에 발생하는 크리프 등의 시간의존적 거동은 보강효과를 감소시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 경계면에서 발생하는 크리프 영향을 해석하기 위하여 콘크리트의 크리프 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 이를 바탕으로 에폭시 접착 경계면의 크리프 영향을 예측할 수 있는 이론적인 연구를 수행하였다. 제안된 유한요소해석기법은 기존의 콘크리트 크리프 거동 분석을 위해 사용되던 유변모델을 에폭시 접착 경계면에 적용한 것으로 기존 실험결과와 비교를 통하여 타당성을 검증하였다. 또한, 제안된 유한요소해석을 통하여 탄소섬유시트로 보강된 콘크리트 구조물의 시간의존적 거동에 경계면 재료의 크리프 영향을 반드시 고려해야 한다는 것을 입증하였다.

• 응용화학
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• 제15권1호
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• pp.17-20
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• 2011

A disposable light exposure detector kit has been developed by UV curing of a hydrogel material. The devised light exposure detector kit consisted of light sensitive structures, bottom plate, character sheet and sticky back plate. A light exposure detector kit has a serial light sensitive structures that contain various light sensitive dyes such as rhodamine and fluorescein. The light sensitive structure composed of UV curable hydrogel polymer material as a supporing material and photosensitive dye in a certain concentration. The fabrication procedure of the ligh exposure detector kit is very simple and fast due to UV curing procedure of a photopolymerizable hydrogel material such as poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate (PEGMEA) and poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) with a photosensitive dye. By the proposed fabrication method, various size and shape of a light exposure detector kit could be fabricated using a flexible elastomer mold. Due to a fast and inexpensive fabrication method, the light exposure detector kit could be use a single use for various industrial applications. According to light irradation, the light sensitive structure on a light exposure detector kit could be lose its color by decomposition of a photosensitive dye chemical in the structure. Thus the amount of the exposed light on a substrate could easily be recognised by changing color or transparency of the structure.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.71-83
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• 2008

본 논문에서는 비접촉 손상검출기법으로 관심의 대상이 되고 있는 열화상 기법의 기본 원리, 활용 예, 제한 사항 등을 국내외 주요 연구성과를 분석하고 정리하였다. 콘크리트 구조물의 내부 결함 진단, 내부 철근 부식 측정과 콘크리트 구조물 표면과 섬유 보강 시트 사이의 비부착 검출, 포장도로의 표면 결함 검출, 오래된 건물의 표면 누수 측정, 철도 트랙 자갈의 상태 측정 등을 최근 연구결과 중심으로 광범위하게 검토하였고 최근에 보고된 실험결과도 제시하였다. 검토 결과, 열화상 기법은 광범위한 형태의 토목 구조물의 넓은 표면을 빠르게 정성적으로 검사할 수 있는 장점을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 반면, 정량적 기법은 주변 온도 등 환경 요인에 민감하게 영향을 받는 것으로 판단되었으며, 다른 정밀계측장비와 혼용시 좋은 성과를 기대할 수 있을 것으로 예측된다.

• 유변학
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• 제11권1호
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• pp.18-27
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• 1999

본 연구에서는 3차원 열성형 공정 알고리듬과 이에 membrane approximation을 도입한 근사적인 알고리듬을 개발하였고, 이 알고리듬을 이용하여 몇몇 열성형계에 대한 수치모사를 수행하여 그 결과를 비교 분석하였다. 3차원 알고리듬의 경우에는 구성한 유한요소 평형 방정식에 벌칙함수를 도입하여 비압축성 조건을 만족시켜 해를 얻었으며, membrane approximation을 도입한 알고리듬의 경우에는 두께 방향의 응력을 무시하여 구성한 방정식으로부터 해를 얻었다. 구성방정식은 2nd Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Cauchy-Green 변형 텐서를 사용하여 표현하였고 수지의 물질 모델식으로는 2항의 Mooney-Rivlin 모델을 사용하였으며, total Lagrangian coordinate를 도입하여 지배방정식을 유한요소화함으로써 알고리듬을 구성하였다. 대상계로 선정한 사각평판 수지의 자유 부풀림 거동과 금형이 있는 경우에서의 수지의 부풀림 거동을 3차원 알고리듬과 membrane approximation 알고리듬을 각각 이용하여 분석하였으며 3차원 알고리듬의 경우 clamping 부분의 경계조건을 달리하여 결과를 비교하였다. 금형이 있는 계에 대해서는 slip 경계조건과 no-slip 경계조건을 각각 부여하여 수치모사를 수행, 수지의 변형거동과 응력분포를 비교 분석하였으며, 두께를 달리 한 수지에 대해 두께 방향의 응력을 비교 분석함으로써 membrane approximation 알고리듬의 한계에 대하여 논하였다. 한편 수지 온도 변화에 따른 성형품의 두께 분포의 변화를 살펴보기 위하여 ABS 수지를 대상으로 하여 $137.8^{\circ}C$에서 $171.1^{\circ}C$사이의 온도에서 수행한 인장실험 데이터를 수치모사에 사용하였다. 그 결과 수지의 온도가 높을수록 두께의 표준편차가감소하여 균일한 두께 분포를 얻을 수 있음을 확인하였고 이는 수지의 흐름성이 증가함으로써 나타나는 현상으로 해석할 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권3호
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• pp.361-370
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• 2017

Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.