• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1993년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.65-72
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• 1993

Steel fiber reinforced concrete(SFRC) which is made by short, randomly distributed steel fibers in concrete is superior in its tensile mechanical properties to plain concrete in enhancement of tensile strength and tensile ductility. These improvements are attributed to crack arresting mechanism and formation of longer crack paths due to fibers , which as a consequence lead to increase in energy absorption capacity of SFRC. In the post-peak region under tensile stresses, major macrocrack forms at critical section. The opening of this macrocrack is mainly resisted by both of the fiber pull-out bridging the cracked surfaces and the resistance by matrix softening. In this study, micromechaincal approach has been made in order to simulate tensile behavior of SFRC and based on which the theoretical model is presented. This model reflects the features of both the composite material concept and the spacing concept in predicting tensile strength of SFRC. The model also takes into account for the effects of matrix tensile softening and fiber bridging by pull-out on the resistance for the post-peak behavior of SFRC. It has been shown that the developed model satisfactory predicts the experimental results.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.162-166
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• 2023

복합재료는 일반적인 고강도 구조체에 활용성이 증가하고 있지만 최신의 복합적인 전자기기 내부 소자 등과 같은 multifunctional 재료들의 성능 특성 요구가 증가하고 있다. 기기의 방열 특성의 경우 대표적으로 요구되는 물성인 반면 복합재료의 경우 적층 공정으로 인해 수직 방향의 열적 특성 제어는 해결해야 될 문제 중 하나이다. 본 연구에서는 vacuum filtration 방법을 이용하여 Carbon fiber reinforced polymer를 제작하였다. 복합재료 제작 공정에서는 섬유들의 분산에 활용성이 가장 뛰어난 세 가지 solvent들을 사용하여 solvent의 영향을 살펴보았다. 또한 세가지의 aspect ratio를 가지는 단섬유 carbon fiber들의 수직 방향의 배열성을 확인하기 위해 현미경을 통한 morphology를 관찰하였고 제작된 시편의 열전도도 측정을 통해 배열성을 검토하였다. 시편의 열전도도 측정 결과 단섬유 carbon fiber의 aspect ratio가 낮을수록 높은 열전도도를 보였으며 through-plane 방향의 열전도도는 DMF, NMP, Acetone 순으로 각각 8.69 W/m·K, 10.32 W/m·K, 13.01 W/m·K의 증가되는 값을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.705-712
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• 2009

일반 콘크리트에 비해 많은 양의 섬유 혼입으로 인하여 상대적으로 연성적이고 인성적인 고성능 시멘트계 복합체는 극심한 하중을 받거나 내구성의 문제가 있는 곳에 사용될 수 있다. PVA 섬유를 사용하는 고성능 시멘트계 복합체의 경우 기존의 국내외 연구에 의하면, 2%의 섬유 혼입비에서 가장 높은 성능을 발휘한다고 알려져 있다. 따라서 이 연구에서는 PVA 섬유의 총 혼입비를 2%로 일정하게 유지시킨 채, 서로 다른 형상비를 가진 PVA 섬유를 사용하여 최적의 배합을 선정하고자 고성능 시멘트계 복합체의 휨 성능 실험을 실시하였다. 뿐만 아니라 이러한 고성능 시멘트계 복합체에 강섬유를 혼입하여 그 성능의 변화를 비교, 분석하였다. 또한 높은 변형률을 갖는 하중에 대하여 고성능 시멘트계 복합체의 거동을 확인하고자 충격 시험을 실시하였다. 이와 동시에 분사식 FRP를 도포한 고성능 시멘트계 복합체의 충격 저항 성능 역시 평가하였다. 위의 실험 결과 1.6%의 단섬유(REC15)와 0.4%의 장섬유 (RF4000)가 혼입된 시편이 휨 성능 및 충격 성능에 대해 탁월한 성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권3호
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• pp.310-320
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• 2007

Statement of the problem. The fracture of acrylic resin dentures remains an unsolved problem. Therefore, many investigations have been performed and various approaches to strengthening acrylic resin, for example, the reinforcement of heat-cured acrylic resin using glass fibers, have been suggested over the years. But problems such as poor workability, rough surface, poor adhesion of glass fiber resin complex are not solved yet. Purpose. The aim of the present study was to investigate the effect of short glass fibers on the transverse strength of heat-polymerized denture base acrylic resin and roughness of resin complex after abrasion test. Material and methods. To avoid fiber bunching and achieve even fiber distribution, glass fiber bundles were mixed with acrylic resin powder in conventional mixer with a non-cutting blade, to produce the glass fiber($10{\mu}m$ diameter, 3mm length, silane treated) resin composite. Glass fibers were incorporated at 0%, 3%, 6% and 9% by weight. Transverse strength were measured. After abrasion test, surface roughness was evaluated and scanning electron microscope view was taken for clinical application. Results. 1. 6% and 9% incorporation of 3mm glass fibers in the acrylic resin enhanced the transverse strength of the test specimens(p<0.05). 2. Before abrasion test, incorporation of 0%, 3%, 9% glass fiber in the resin showed no dirrerence in roughness statisticaly(p>0.05). 3. After abrasion test, incorporation of 0%, 3%, 6% glass fiber in the resin showed same surface roughness value statistically(p>0.05). 4. In SEM, surface roughness increased as the percentage of the fibers increased. 5. In the areas where glass fiber bunchings are formated, a remarkably high roughness was noticed. Conclusion. 6% and 9% addition of silane-treated short glass fibers into denture base acrylic resin increased transverse strength significantly. Before and after abrasion test, incorporation of 0%, 3%, 6% glass fiber in the resin showed same surface roughness value statistically.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권2호
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• pp.89-99
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• 1997

단섬유강화금속복합재료는 최근 항공기, 자동차산업에 있어서 관심의 대상이 되고 있는 재료중의 하나이나 재료의 제조 및 성형중에 재료내의 기지재 및 강화재의 열팽창계수의 차이로 인해 재료 내부에 발생되는 열적잔류응력으로 인한 재료 특성의 변화로 실제적인 재료 적용상에 많은 문제점들이 보고되고 있다. 이와 같은 금속복합재료의 잔류응력의 평가에는 몇가지 비파괴적 방법이 적용되고 있으나 그 측정에 많은 어려움이 보고되고 있다. 따라서 금속복합재료의 보다 실제적인 응용을 위하여는 이와 같은 열적잔류응력을 평가하기 위한 이론적모델의 확립이 요구된다. 본 연구에 있어서는 비방향성을 가진 강화재가 2차원 평면 상태로 기지재내에 존재하는 단섬유강화금속복합재료에 있어서 재료에 균일한 온도 변화가 주어질 때 기지재와 강화재의 열팽창계수의 차로 인해 재료 내부에 발생하는 열적잔류응력을 평가, 예측하기 위한 이론적 탄성 모델을 확립하고자 한다. 본 연구에서 해석하고자 하는 이론 모델은 Eshelby의 등가 개재물 방법을 토대로 하고 있으며 과거 제안되고 있는 이론모델을 포함하는 보다 일반성을 가지는 해석 모델로서, 이 해석 모델을 이용하여 열적잔류응력에 미치는 강화재의 체적률, 종횡비, 분포 상태, 분포 cut-off 각도들에 대한 각 인자의 영향을 검토하였다. 그 결과 강화재의 체적률, 종횡비, cut-off 각도들이 강화재의 분포 상태보다도 금속복합재료의 열적잔류응력에 미치는 영향이 현저함을 알 수 있었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.53-59
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• 2000

단섬유 보강 복합재료의 종횡비(aspect ratio)를 변화시키며 기계적 특성(탄성계수, 인장강도)을 평가하였다. 2차원 다중 파이버(multi-fiber) 모델을 이용하여 엇갈린(staggered) 배열과 규칙적(aligned) 배열에 대해 유한요소 해석을 하였다. 단섬유 복합재료의 유효탄성계수 및 인장강도는 섬유와 기지의 탄성계수비, 섬유 배열상태, 그리고 단섬유 종횡비의 함수로 표현되었으며, 해석결과의 탄성계수와 인장강도는 이론 모델의 결과와 사출 성형된 PEEK 복합재료 시험편의 결과와 비교하였다. 시험결과는 낮은 종횡비에서 이론 모델 결과와 일치함을 보였다. 단섬유 보강 복합재료의 배열 및 종횡비 변화에 따른 섬유보강 효과에 따른 계면응력 상태는 기계적 특성 결정에 중요한 영향을 보였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1995년도 특별강연 및 춘계학술발표 개요집
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• pp.155-159
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• 1995

A16061 alloy reinforced with 10 vol% $\delta$-A1$_2$O$_3$ short fiber have been fabricated by Rheo-compocasting and squeeze casting and extruded at high temperature using conical shape die and curved shape die with various extrusion ratios.. Tensile and hardness tests were carried out to examine mechanical properties of extruded materials and SEM observation of fractured surface was capable of accounting for fracture mechanism and bonding state of fiber and matrix.

• 한국주조공학회지
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• 제13권3호
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• pp.248-258
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• 1993

A semi-solid alloy in which solid and liquid phase are co-existing is obtained by stirring of A17075 molten metal. A semi-solid alloy is dependent on the corresponding temperature within the solid-liquid range, and the process parameters should be controlled accurately to obtain the homogeneous semisolid alloy. The fabrication possibility of fiber-reinforced aluminum alloy containing $Al_2O_3$ short fibers with vigorous agitation of short fibers were obtained by control of stirring time, solid fraction and impeller speed in extrusion billet fabrication processes. The microstructure to extrusion billet fabricated by low pressure casting was investigated for fiber dispersion state. The relationship between the extrustion force and velocity at hot extrustion, the flow strain and extrusion ratio were theoretically described. The surface defects with lubricants and without lubricant after hot extrusion were investigated. The composites materials after hot extrusion were measured by vickers hardness with extrusion ratio. It has become clear that the secondary working such as hot extrusion was very useful to obtained improved the mechanical properties of metal matrix composites.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.100-108
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• 2015

본 연구의 목적은 아라미드섬유의 표면개질에 의한 시멘트 복합재료의 강도특성 및 내충격성능의 향상효과를 평가하는 것이다. 단섬유 형태의 아라미드섬유를 섬유길이와 섬유의 표면유제처리율을 달리하여 시멘트 복합재료에 혼입하였다. 아라미드섬유보강 시멘트 복합재료의 강도특성은 섬유의 혼입율, 섬유의 표면유제처리율, 섬유의 길이에 따라 다르게 나타났으며, 특히, 동일한 섬유혼입율 및 섬유길이에 대한 인장강도 및 휨강도는 섬유의 표면유제처리율을 증가시킨 시험체가 향상되는 경향을 확인하였다. 이러한 정적 강도특성 결과는 고속비상체의 충돌에 의한 내충격성능에도 영향을 미쳤으며, 아라미드섬유의 표면유제처리율이 증가함에 따라 배면박리가 억제되는 것을 알 수 있었다. 하지만, 아라미드섬유를 섬유보강 시멘트 복합재료용 보강재로 활용하기 위해서는 섬유와 시멘트 복합재료간의 분산능력 및 부착효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이는 아라미드섬유의 표면특성을 소수성으로 개질하는 것에 의해 가능할 것으로 사료되며, 1.2 %이상의 표면유제처리율 및 성능개선에 대해서는 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 아라미드섬유와 후크형 강섬유를 하이브리드 한 시험체의 경우, 강도특성 및 내충격성능의 향상효과는 강섬유의 기여도가 높은 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제15권3호
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• pp.11-17
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• 2002

본 연구에서는 분산형 강화복합재료에 균열이 발생하면 하중부하능력이 감소와 더불어 재료의 손상을 초래할 수 있어 재료의 완전한 게재물과 균열이 존재한 게재물이 있는 경우를 상정하여 하중부하능력과 탄성 음력분포를 평가한다. 무한체가 전단음력을 받을 때 완전한 게재물과 균열이 내재한 경우에 대하여 3차원 유한요소해석이 수행되어 완전한 게재물의 경우는 게재물의 영역의 음력은 동일하고 게재물의 계면은 다소 불균일하게 나타났다. 그리고 균열이 내재한 경우에는 균열주변에는 음력이 집중되는 경우를 볼수 있을 뿐만아니라 아주 복잡한 분포를 볼수 있었다. 불균질물의 평균응력은 하중부하능력으로 표현이 가능하였고 완전만 게재물과 균열의 경우도 균열손상에 의해 하중부하능력의 차이를 볼 수 있었다. 특히, 균열이 내재한 경우에 에스펙터비(aspect ratio)가 증가할수록 하중부하능력이 증가함을 알 수 있었다.