• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.103-108
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• 2014

섬유강화복합재는 단위중량당 강도와 강성이 뛰어나고, 단위중량이 작으며, 내부식성이 뛰어난 점 등의 다양한 재료성질의 장점이 있는 재료로서 건설분야에 적용이 점차 증가하고 있으며, 섬유강화복합재의 건설분야에 활용한 예로 수상 부유식 태양광발전 구조물이 있다. 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 저탄소 녹색성장의 대표적인 사례로 각광받고 있으며, 안전성 및 경제성을 확보하기 위한 연구가 다수 진행되었다. 또한 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 국내에 상용화 단지가 시공되었다. 본 논문에서는 상용화 과정에서 경제성 및 시공성을 위해 개발된 수상 부유식 태양광발전 구조물의 요소기술의 연구 개발 내용을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.29-35
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• 2013

복합재료 샌드위치 구조는 굽힘 강성을 향상시키고 복합재 적층판에 비해 30% 이상의 무게를 절감할 수 있다. 그러나 일반 금속에 비해 제작과정에서 발생되는 재료물성의 불확실성이 많이 내재되어 있으므로 신뢰성 기반 확률론적 설계방법이 요구된다. 본 논문에서는 안전계수를 이용한 고전적인 설계 방법이 구조물의 안전을 보장하지 않는다는 확률론적 증거를 제시하기 위하여 단순화된 복합재 샌드위치 동체에 대해 PMS(Probabilistic Margin of Safety)를 계산하였다. 이 과정에서 CMCS(Crude Monte-Carlo Simulation)에 의해 계산된 확률밀도함수를 이용하였다. 더 나아가 신뢰성 기반 최적설계를 수행하고 효율적인 계산을 위해 RBDO-MPDF(RBDO by Moving PDF) 방법을 제시하였다. 본 논문의 결과는 구조물의 신뢰성을 보장하기 위한 개선된 설계 방법과 효율적인 신뢰성 기반 최적설계 방법 연구에 유용할 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권6호
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• pp.747-762
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• 2019

Based on the ball-screw mechanism, a tuned viscous mass damper (TVMD) has been proposed, which has functions of amplifying physical mass of the system and frequency tuning. Considering the sensitivity of a single TVMD's effectiveness to frequency mistuning like that of the conventional tuned mass damper (TMD) and according to the concept of the conventional multiple tuned mass damper (MTMD), in the present paper, multiple tuned mass viscous dampers (MTVMD) consisting of many tuned mass dampers (TVMD) with a uniform distribution of natural frequencies are considered for attenuating undesirable vibration of a structure. The MTVMD is manufactured by keeping the stiffness and damping constant and varying the mass associated with the lead of the ball-screw type inerter element in the damper. The structure is represented by its mode-generalized system in a specific vibration mode controlled using the mode reduced-order method. Modal properties and fundamental characteristics of the MTVMD-structure system are investigated analytically with the parameters, i.e., the frequency band, the average damping ratio, the tuning frequency ratio, the total number of TVMD and the total mass ratio. It is found that there exists an optimum set of the parameters that makes the frequency response curve of the structure flattened with smaller amplitudes in a wider input frequency range. The effectiveness and robustness of the MTVMD are also discussed in comparison with those of the usual single TVMD (STVMD) and the results shows that the MTVMD is more effective and robust with the same level of total mass.

• Composites Research
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• 제17권3호
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• pp.15-22
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• 2004

위성 발사체의 추진 기관에 의한 음향 하중은 이륙 시 작용하는 주요한 동적 하중 중 하나로서, 이에 의한 위성이나 탑재물의 파손이 보고되고 있다. 위성이나 탑재물에 작용하는 음향 하중의 강토를 저감하기 위해서는 노즈 페어링의 구조 설계 시 차음 성능을 고려한 설계가 필요하다. 특히 복합재 구조의 경우 금속재 구조에 비해 비강성이 커서 음향 하중의 차음 측면에서는 불리하다. 본 논문에서는 위성 발사체의 노즈 페어링용 복합재 평판의 차음 특성을 살펴보았다. 노즈 페어링 구조로 사용 가능한 4종의 복합재 구조에 대하여 무한판 이론 및 통계적 에너지 해석법(SEA)을 이용하여 차음 성능을 평가하였다. 해석 결과를 토대로 두 종류의 복합재 평판을 제작하여 이에 대한 차음 성능을 측정하고 예측치와 비교를 수행하였다. 이를 바탕으로 무게 대비 차음 성능이 우수한 노즈 페어링용 복합재 구조를 선정할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권5호
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• pp.589-603
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• 2020

This paper presents an investigation of the thermal performance of composite floor slabs with profiled steel decking exposed to fire effects from floor. A detailed finite-element model has been developed by representing the concrete slab with steel decking under of it and steel beam both steel parts protected by intumescent coating. Although this type of floor systems offers a better fire resistance, passive fire protection materials should be applied when a higher fire resistance is desired. Moreover, fire exposed side is so crucial for composite slab systems as the total fire behaviour of the floor system changes dramatically. When the fire attack from steel parts, the temperature rises rapidly resulting in a sudden decrease on the strength of the beam and decking. Herein this paper, the fire attack side is assumed from the face of the concrete floor (top of the concrete assembly). Therefore, the heat is transferred through concrete to the steel decking and reaching finally to the steel beam both protected by intumescent coating. In this work, the numerical model has been established to predict the heat transfer performance including material properties such as thermal conductivity, specific heat and dry film thickness of intumescent coating. The developed numerical model has been divided into different layers to understand the sensitivity of steel temperature to the number of layers of intumescent coating. Results show that the protected composite floors offer a higher fire resistance as the temperature of the steel section remains below 60℃ even after 60-minute Standard (ISO) fire and Fast fire exposure. Obtaining lower temperatures in steel due to the great fire performance of the concrete itself results in lesser reductions of strength and stiffness hence, lesser deflections.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권10호
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• pp.1329-1335
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• 2005

An aluminum or CFRP (Carbon Fiber ReinfDrced Plastics)is representative one of light-weight materials but its axial collapse mechanism is different from each other. The aluminum member absorbs energy by stable plastic deformation, while the CFRP member absorbs energy by unstable brittle failure with higher specific strength and stiffness than those in the aluminum member. In an attempt to achieve a synergy effect by combining the two members, aluminum CFRP compound square members were manufactured, which are composed of aluminum members wrapped with CFRP outside aluminum square members with different fiber orientation angle and thickness of CFRP, and axial collapse tests were performed fur the members. The axial collapse characteristics of the compound members were analyzed and compared with those of the respective aluminum members and CFRP members. Test results showed that the collapse of the aluminum CFRP compound member complemented unstable brittle failure of the CFRP member due to ductile characteristics of the inner aluminum member. The collapse modes were categorized into four modes under the iuluence of the fiber orientation angle and thickness of CFRP. The absorbed energy Per unit mass, which is in the light-weight aspect was higher in the aluminum CFRP compound member than that in the aluminum member and the CFRP member alone.

• 대한인간공학회지
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• 제30권5호
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• pp.571-579
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• 2011

Objective: The purpose of this research is to provide exercise programs for the prevention of work related chronic back pain. Background: In order to prevent musculoskeletal disease, including proper medical care health promotion programs are needed. Method: This is a research of musculoskeletal disease looking at 618 workers working at a car engine manufacturing factory from April to July of 2008. Through questionnaire specific areas of musculoskeletal diseases experienced by the workers were identified and preventative exercise program for chronic low back pain was recommended. Result: Research showed that of the musculoskeletal disease experienced by the workers, 197 presented with low back pain, 171 presented with shoulder pain, 64 presented with neck pain and 44 presented with knee pain. The symptoms of low back pain included stiffness(143), twinge and burning sensation(24) and absence of sensation(19). Using this result 4 types of exercise programs were recommended for prevention of chronic low back pain. Conclusion: Preventative exercise programs recommended for the workers in this research is easily accessible for the workers. Use of the suggested exercise programs will inevitably decrease work related low back pain. Also 2 other recommendations were made: 1) Internal structural change may be necessary using ergonomics. 2) More exercise programs to be used to increase adaptation and tolerance of joints and muscles that are constantly used for repetitive work. Application: This study can be used to provide for the prevention of work-related Chronic Low Back pain.

• Composites Research
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• 제24권6호
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• pp.49-55
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• 2011

복합재는 금속보다 높은 비강성과 비강도를 갖는 장점 때문에 군용기와 민항기의 주요 구조물로 사용이 증대되고 있다. 하지만 복합재의 기계적인 특성은 충격에 의해 심각하게 저하된다. 특히, 우박, 고속 택싱에 의한 파편과의 고속 충격은 작은 질량임에도 불구하고 구조물과 서브시스템에 심각한 손상을 줄 수 있다. 그러나 한 가지 센서 또는 기존의 기법을 사용하여 복합재의 손상을 탐지하기는 쉽지 않다. 본 논문에서는 복합적층판의 고속충격에 의한 손상 개시와 전파를 모니터링하기 위해 PVDF 센서와 AE 센서를 사용하였다. 센서 신호를 분석하기 위해 웨이블릿 변환을 사용하였다. 충격에너지가 증가할수록 고주파 신호가 증가하였고 PVDF 센서와 AE 센서 신호에서 유사한 경향을 알 수 있었다. 결과적으로 복합적층판의 고속충격손상을 감지하고 특성화하는 다양한 센싱 기법을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.105-110
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• 2013

이 연구에서는 기존의 부유식 태양광발전 구조시스템의 형태와 비교했을 때 구조적, 경제적인 면에서 향상된 새로운 형식의 부유식 태양광발전 구조물을 제안하였다. 펄트루젼 FRP는 다른 일반적인 구조 재료들에 비해 좋은 재료의 물리적, 화학적 성질을 가지고 있다. 특히, 펄트루젼 FRP는 내부식성, 경량성, 비강도 및 비강성이 뛰어나기 때문에 유해한 환경에 설치되는 부유식 태양광발전 구조물을 설계하고 제작하는데 매우 적합한 재료이다. 이 연구에서는 새로운 형식의 부유식 태양광발전 구조물과 새롭게 적용된 구조부재에 대한 안전성을 검토하기 위하여 유한요소법을 적용한 구조해석을 수행하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.219-224
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• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 아치형태의 시험편에 인장각도가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 등가응력과 변형량에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 각 섬유가 하나의 축으로 작용하며 이를 통해 금속과 비교할 때 높은 비강도와 비강성을 가질 수 있다. 본 연구에서 사전연구에 의해 최적 적층각도는 $60^{\circ}$로 구성된 아치형 구조에서 반경에 따른 응력분포를 결과를 검토하며 같은 적층각도에서 그 반경이 증가할수록 내구성이 낮아짐을 알 수 있다. 이를 통해 본 연구 결과를 적층 각도에 따른 아치형 구조의 설계에 적용함으로써, 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있으며, 패드 형상의 디자인적인 요소를 융합기술에 접목하여 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.