• 한국안전학회지
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• 제34권3호
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• pp.1-7
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• 2019

A variety of composite materials are applied to industries for the realization of light weight and high strength. Fiber-reinforced composites have different strength and range of application depending on the weaving method. The mechanical performance of CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) in many areas has already been demonstrated. Recently, the application of hybridization has been increasing in order to give a compensation for brittleness of CFRP. Target materials are UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene), which has excellent cutting and chemical resistance, so it is applied not only to industrial safety products but also to places that lining performance is expected for household appliances. In this study, the CFRP and UHMWPE of plain weave, which are highly applicable to curved products, were molded into laminated hybrid composite materials by autoclave method. The mechanical properties and the mode I failure behavior between the layers were evaluated. The energy release rate G has decreased as the initial crack length ratio increased.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.27-34
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• 2017

최근 유통 물류 산업의 발달로 산업용 창고 바닥의 중요성a이 점점 높아지고 있다. 본 연구에서는 기존의 바닥재료로 사용되어 온 일반 시멘트계 모르타르가 가지고 있는 유동성의 한계 및 긴 양생 시간 등의 단점을 보완할 수 있는 속경성 폴리머 모르타르 바닥소재를 개발하였다. 속경성 확보를 위해 초속경 시멘트를 결합재로 사용하였고, VAE 폴리머 분말수지를 5%~20% 혼입 범위로 설정한 4종류의 배합과 혼입하지 않은 Proto배합에 대한 기초물성을 유동성실험, 압축강도실험, 휨강도실험, 부착강도실험 및 마모실험을 통해 평가하였다. 유동성 실험결과를 통해 고성능 감수제량를 조절함으로써 플로우 250 mm 이상의 고유동 특성을 확보할 수 있었다. VAE 폴리머 혼입은 압축강도 감소에 영향을 미치는 것으로 나타났지만 휨강도는 Proto배합에 비해 우수하게 증진시킬 수 있어 압축강도/휨강도비를 증가시키는 것으로 평가되었다. 또한 최소 2.6배 이상의 부착강도 향상과 4배 이상의 마모저항성을 확보할 수 있었다. 역학적 실험을 통해 VAE 폴리머 최적 혼입률을 10%로 결정하였고, 현장적용 및 모니터링을 수행한 결과 VAE 폴리머를 혼입하지 않은 바닥재에 비해 오염도, 충격에 의한 저항, 부착성능 등이 우수한 것으로 나타났다.

• 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.

• 미래기술융합논문지
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• 제2권2호
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• pp.9-14
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• 2023

이 연구는 1050MPa급 경량 연성 주철 주관류 컨트롤 암을 개발하기 위한 첫 해의 결과를 보여줍니다. 첫째, 최적 설계 구조를 위한 레이아웃 설계 및 구성 요소 개발, 그리고 컨트롤 암 강성과 최적 구조 디자인 및 강건성 설계를 통해 예상 응력을 제어하는 중점 영역의 강건성을 달성합니다. 둘째, 높은 강성과 고성능 경량 구조를 반영하는 컨트롤 암을 개발합니다. 중공을 통해 소비자가 요구하는 설계와 강성을 충족시키기 위해 개발된 컨트롤 암은 코어 제작 공정을 개발합니다. 셋째, 최적의 합금 조성과 열처리 방법을 통해 철 합금 (Cu, Ni, Mo)의 양과 Austempered 열처리 및 조화 상태를 도출합니다. 넷째, 저강도, 고강성 구성 요소 개발을 위해 최적의 성형기술 개발을 통해 최적의 주조 기술 개발로 이어지는 구성 요소 개발을 위한 높은 강도의 주조 형성 기술을 개발하기 위한 시도를 합니다.

• Computers and Concrete
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• 제19권3호
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• pp.263-273
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• 2017

In this paper, a finite element model (FEM) in ATENA-3D software was constructed to investigate the behavior of circular ultra high performance concrete (UHPC) filled steel tube stub columns (UHPC-FSTCs) under concentric loading on concrete core. The "CC3DNonLinCementitious2User" material type for concrete in ATENA-3D software with some modifications of material laws, was adopted to model for UHPC core with consideration the confinement effect. The experimental results obtained from Schneider (2006) were then employed to verify the accuracy of FEM. Extensive parametric analysis was also conducted to examine the influence of concrete compressive strength, steel tube thickness and steel yield strength on the compressive behavior of short circular UHPC-FSTCs. It can be observed that the columns with thicker steel tube show better strength and ductility, the sudden drop of load after initial peak load can be prevented. Based on the regression analysis of the results from parametric study, simplified formulae for predicting ultimate loads and strains were proposed and verified by comparing with previous analytical models, design codes and experimental results.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권3호
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• pp.405-421
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• 2023

An experimental study on six axially-loaded composite short columns with different thicknesses of steel tube and that of the concrete plate was carried out. Compared to the mechanical behavior of component specimens under axially compressed, the failure modes, compression deformation, and strain process were obtained. The two main parameters that have a significant enhancement to cross-sectional strength were also analyzed. The failure of an axially loaded UHPC-CFST short column is due to the crushing of the UHPC plate, while the CFST member does reach its maximum resistance. A reduction coefficient K'c, related to the confinement coefficient, is introduced to account for the contribution of CFST members to the ultimate load-carrying capacity of the UHPC-CFST composite short columns. Based on the regression analysis of the relationship between the confinement index ξ and the value of fcc/fc, a unified formula for estimating the axial compressive strength of CFST short columns was proposed, combined with the experimental results in this research, and an equation for reliably predicting the strength of UHPC-CFST composite short columns under axial compression were also proposed.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.100-107
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• 2018

초고강도 섬유보강 콘크리트 50M 합성 박스거더에 대한 재료적 비선형 및 기하학적 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 인장과 압축구역에서 구성방정식을 실험에 근거하여 모델링하였다. 비선형 유한요소해석의 정확성은 UHPFRC 50M 합성거더의 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 1.5% 체적대비 섬유혼입률, 135MPa 압축강도 및 18MPa 휨인장강도 특성을 가진 UHPFRC 50M 합성거더에 대한 휨실험이 수행되었다. 포스트텐션힘으로 결합된 UHPFRC 합성거더는 3개의 UHPFRC 분절 U거더와 고강도 철근콘크리트 슬래브로 구성되었다. Midas FEA를 사용하여 UHPFRC 거더 부분은 8개 절점을 가진 3차원 6면체 모델링을 하였고, 철근와 강연선은 2개 절점을 가진 선형 요소로 모델링하였다. Total strain crack 모델에 기반을 둔 압축 및 인장 다중 선형모델을 사용하여 구성방정식을 설정하였고 균열은 smeared crack model로 구성하였다. 철근과 강연선의 비선형성은 Von Mises 규준을 적용하였다. 비선형 정적해석은 Newton-Rhapson 기법의 수렴치를 사용한 점진적 반복기법을 사용하여 해를 수행하였다. 유한요소해석은 하중-변위관계, 중립축 변화관계 및 균열양상에 대하여 실험 결과와 수치 해석 결과를 비교하여 검증하였다. 하중-변위 관계는 실험 결과와 비교해볼 때 매우 정확한 결과를 보여주고 있다. 본 논문에서 수행한 비선형 유한요소해석법은 철근보강 포스트텐션닝 초고강도 섬유보강 합성 박스거더의 휨거동 해석에 만족한 결과를 보여주고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.173-183
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• 2012

최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상에 관한 메커니즘의 연구와 더불어 폭렬을 방지하는 방법으로써 섬유혼입에 의한 콘크리트의 수증기압을 낮추는 방법이 선호되고 있는 실정이다. 주로 단일 형태의 폴리프로필렌 섬유를 혼입하여 폭렬을 저감하는 방법들이 사용하고 있으나 초고강도 콘크리트 영역에서는 실제로 급격하게 온도가 상승하는 경우에 있어서 폭렬 및 급격한 수증기 팽창압을 고려할 수 없다는 점을 들 수 있다. 따라서 이 연구에서는 콘크리트 내부온도상승조건에 따라 섬유의 용융점에 따른 공극의 형성 및 폭렬의 상관성을 분석하고자 하였으며, W/B 12.5%의 초고강도 콘크리트를 대상으로 용융점이 다른 PE섬유, PP섬유, 나일론섬유를 각각 0.15vol%, 0.25vol% 혼입하여 폭렬 성상, 수증기압, 시차열 중량 분석, 해석적 검토를 행하였다. 실험 결과, 동일 섬유 혼입률 조건에서 섬유의 용융점이 낮더라도 초고강도 콘크리트에서는 섬유의 기화에 의한 섬유의 중량손실이 발생하지 않으면 초기 폭렬의 방지가 어렵고, 가열시간 10분 전후의 빠른 공극을 형성하는 섬유가 폭렬의 방지에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국항공운항학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-67
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• 2013

Human Powered Aircraft (HPA) should be light in weight and have high efficiency because power source of propulsion is human muscles. Airframe structure takes up most of empty weight of aircraft, so weight reduction of structure is very important issue for HPA. In this paper, design/analysis/test procedures for ultra light weight structure of the HPA developed by Korea Aerospace Research Institute (KARI) are explained briefly. Structural design is conducted through case studies on HPA in the USA and Japan. Loads analysis is performed to calculate design loads which is needed for structural design and analysis. Structural analysis is conducted for structure sizing. Static strength test of main wing spar which is primary structure of wing is performed to verify structural integrity.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권1호
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• pp.86-91
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• 2010

In the present study, two-dimensional plane deformation thermo elasto-plastic analysis has been carried out, in order to investigate the thermal and mechanical behaviour (residual stress, plastic strain, magnitude of stress and their distribution and production mechanism) on multi-pass FCA butt weldment of high strength EH36-TMCP ultra thick plate. Moreover, this study can be considered as a basis for analysing the fracture toughness, KIC, and its effect on welding residual stress redistribution with notch on multi-pass FCA butt weldment, in future. The results of welding residual stress obtained from thermo elasto-plastic analysis has been compared and verified with the results measured by XRD.