• Smart Structures and Systems
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• 제20권3호
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• pp.329-342
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• 2017

In this paper, the dispersion characteristics of elastic waves propagation in sandwich nano-beams with functionally graded (FG) face-sheets reinforced with carbon nanotubes (CNTs) is investigated based on various high order shear deformation beam theories (HOSDBTs) as well as nonlocal strain gradient theory (NSGT). In order to align CNTs as symmetric and asymmetric in top and bottom face-sheets with respect to neutral geometric axis of the sandwich nano-beam, various patterns are employed in this analysis. The sandwich nano-beam resting on Pasternak foundation is subjected to thermal, magnetic and electrical fields. In order to involve small scale parameter in governing equations, the NSGT is employed for this analysis. The governing equations of motion are derived using Hamilton's principle based on various HSDBTs. Then the governing equations are solved using analytical method. A detailed parametric study is conducted to study the effects of length scale parameter, different HSDBTs, the nonlocal parameter, various aligning of CNTs in thickness direction of face-sheets, different volume fraction of CNTs, foundation stiffness, applied voltage, magnetic intensity field and temperature change on the wave propagation characteristics of sandwich nano-beam. Also cut-off frequency and phase velocity are investigated in detail. According to results obtained, UU and VA patterns have the same cut-off frequency value but AV pattern has the lower value with respect to them.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.78-86
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• 2003

섬유보강재를 사용한 철근콘크리트 부재의 보강공법은 재료의 내부식성 및 시공의 편리성 등 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 현저하게 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 여러 가지 종류의 섬유보강재를 사용하여 휨보강된 철근콘크리트 보의 휨성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하였다. 섬유보강재의 종류(아라미드, 유리, 탄소섬유) 및 보강비에 따른 철근콘크리트 보의 휨성능을 검토하기 위하여 3.2m 스팬의 단순보에 대한 실험을 실시하였으며, 실험의 결과를 최대내력, 강성 및 연성도의 관점에서 분석하였다. 본 연구의 실험결과, 부재의 휨보강내력은 보강재의 종류에 따른 인장강도보다는 강성에 주로 관계하는 것으로 나타났으며, 연성도는 강성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서는 이와 같은 실험결과를 기반으로 휨보강설계식을 제안하였으며, 이를 신뢰성있는 선행 연구자들의 연구결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권2호
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• pp.133-139
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• 2003

노후 된 콘크리트 사회기반시설 구조물의 활용성 증대와 수명의 연장을 위하여 여러 가지의 보수보강 방법이 시행되어지고 있으나 최근에는 시공이 용이하고 보강효과가 좋은 탄소섬유시트를 활용하는 방법이 널리 쓰여지고 있다. 탄소 섬유로 보수보강을 할 경우 강도가 증진되고 강성이 향상되어 좋은 방법으로 알려져 있으나, 철근 콘크리트에 비해 연성이 떨어져 파괴 시 취성 파괴의 형태를 보일 수 있다, 그리고 보수보강된 구조물을 보강재로 인하여 크랙의 진전을 맨눈으로 확인하기가 어려워지게 된다. 따라서 구조물의 취약함을 드러내는 시기인 보수보강시 광섬유센서를 내장케 하여 취성파괴를 감시하고 구조물의 거동을 모니터링함으로써 안전한 구조물이 되도록 할 수 있다. 이를 위하여 본 논문에서는 광섬유센서를 이용하여 모재와 보강재의 구조거동을 분석하였으며, Peel out 효과라 불리는 계면 파괴현상을 효과적으로 자기진단 할 수 있음을 입증하였다.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.77-81
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• 2014

본 연구에서는 전기체 복합재가 적용되어 설계된 소형 항공기의 손상 평가 및 유지 보수 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발 중인 항공기의 스킨 부위는 샌드위치 구조가 적용되었다. 본 연구에서는 노멕스 허니컴코어와 카본 면재가 적용된 샌드위치 복합재 구조에 대해 구멍 손상 이후의 잔류 강도 평가에 대한 연구를 수행하였다. 4점 굽힘 시험을 통해 시편의 굽힘 강도를 확인하고, 시편에 손상을 모사하기 위하여 시편의 중앙 부위에 구멍 손상을 가하였다. 손상된 시편을 손상 전 시편과 동일한 시험을 통해 손상 전의 강도와 비교하였다. 또한 손상된 복합재 구조는 손상 부위 제거 후 패치 수리 기법을 적용하고 손상된 시편과 보수된 시편의 굽힘 강도 시험결과를 비교하였다. 샌드위치 복합재 구조 시편의 유지 보수 후 굽힘 강도 시험 결과 손상 전 시편의 강도와 비교하여 강도의 95%까지 회복되는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.187-194
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• 2017

To reuse a broken plain concrete (PC) arch, a retrofitting method was proposed to ensure excellent structural performances, in which carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) were applied to repair and strengthen the damaged PC arch through bonding and wrapping techniques. Experiments were carried out to reveal the deformation and the load carrying capacity of the retrofitted composite arch. Based on the experiments, repairing and strengthening effects of the CFRP retrofitted broken arch were revealed. Simplified analysing model was suggested to predict the peak load of the CFRP retrofitted broken arch. According to the research, it is confirmed that absolutely broken PC arch can be completely repaired and reinforced, and even behaves more excellent than the intact PC arch when bonded together and strengthened with CFRP sheets. Using CFRP bonding/wrapping technique a novel efficient composite PC arch structure can be constructed, the comparison between rebar reinforced concrete (RC) arch and composite PC arch reveals that CFRP reinforcements can replace the function of steel bars in concrete arch.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권3호
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• pp.42-51
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• 2004

Wood veneer-bamboo zephyr composite board (WBCB) was manufactured to evaluate the properties of bamboo as alternative raw materials for the manufacture of composite panels. Bamboo zephyr was prepared using Moso bamboo (Phyllostachys pubesens Mazel. et Z), Giant timber bamboo (Phyllostachys bambusoides Sieb. et Zucc), and Hachiku bamboo (Phyllostachys nigra var. henosos Stapf). The effect of age and species of bamboo on zephyr production was investigated in terms of the pass number of bamboo split through the rollers, and the width increasing rate of bamboo split. Five-ply WBCBs were produced with Keruing veneers as face and back layers, leading to three layers of bamboo zephyr sheets as core layer. Each layer was placed so that its grain direction was at right angles to that of the adjacent layer and the layers were bonded together with phenol-formaldehyde (PF) resin.The pass number of bamboo split was increased with an increase of the thickness of culm wall. At the same thickness, Moso bamboo showed no effect of the age of bamboo on the pass number. The pass number of split of Giant timber bamboo was lower than that of Moso bamboo. No significant effect of bamboo species and age on the width of zephyr produced was observed. The width of zephyr obtained could be expressed as a function of diameter multiplied by thickness of culm wall. The physical and mechanical properties of WBCB manufactured in all given conditions did not show any significant differences, and they were above the requirement of Korean Standard (KS).

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.1-13
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• 2018

Gold functionalized graphene oxide (GOAu) nanoparticles were reinforced in acrylonitrile-butadiene rubbers (NBR) via solution and melt mixing methods. The synthesized NBR-GOAu nanocomposites have shown significant improvements in their rate of curing, mechanical strength, thermal stability and electrical properties. The homogeneous dispersion of GOAu nanoparticles in NBR has been considered responsible for the enhanced thermal conductivity, thermal stability, and mechanical properties of NBR nanocomposites. In addition, the NBR-GOAu nanocomposites were able to show a decreasing trend in their dielectric constant (${\varepsilon}^{\prime}$) and electrical resistance on straining within a range of 10-70%. The decreasing trend in ${\varepsilon}^{\prime}$ is attributed to the decrease in electrode and interfacial polarization on straining the nanocomposites. The decreasing trend in electrical resistance in the nanocomposites is likely due to the attachment of Au nanoparticles to the surface of GO sheets which act as electrical interconnects. The Au nanoparticles have been proposed to function as ball rollers in-between GO nanosheets to improve their sliding on each other and to improve contacts with neighboring GO nanosheets, especially on straining the nanocomposites. The NBR-GOAu nanocomposites have exhibited piezoelectric gauge factor (${GF_{\varepsilon}}^{\prime}$) of ~0.5, and piezo-resistive gauge factor ($GF_R$) of ~0.9 which clearly indicated that GOAu reinforced NBR nanocomposites are potentially useful in fabrication of structural, high temperature responsive, and stretchable strain-sensitive sensors.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.153-160
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• 2020

질화붕소(BN)는 높은 열전도도를 가지는 2D 형상의 부도체로 복합재료의 강화 필러로 연구되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 판상의 육방정 질화붕소(h-BN)를 탄소섬유 다발 사이에 첨가하여 BN이 함유된 탄소섬유강화 복합소재(CFRPs)를 제조하여 BN 필러가 CFRP의 여러 물성에 어떤 영향을 주는지 탐구하였다. 사용된 프리프레그의 수지 총량의 0-15 wt%의 BN 필러가 프리프레그 층 사이에 첨가되었다. BN 필러가 첨가된 복합소재의 인장강도는 최대 13.6%, 계면간 전단응력은 최대 6.7% 증가하는 것을 관찰하였다. BN 첨가량에 따른 열전도도와 전기전도도의 변화와, BN의 첨가량에 따른 시편의 단면 형상 변화 또한 관찰되어 탄소섬유-BN-에폭시 복합소재의 물성 제어 가능성을 제시하였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권8호
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• pp.786-795
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• 1996

열가소성 고분자 복합재료 개발을 위하여 매트릭스 수지로는 폴리프로필렌섬유(PP)를 사용하고 유기계 강화소재로 폴리비닐알코올(비닐론, VF), 아라미드(케블라-49, KF) 및 폴리아미드섬유(PAF)등을 사용하였다. 복합매트제조장치로서 복합매트를 제조하고 가열.압축하여 고분자 복합재료를 성형하였다. 제조한 고분자 복합재료의 형태학, 유변학적 및 기계적특성 등을 측정하였다. 형태학에서 미트릭스와 강화섬유 간의 젖음성은 강화섬유의 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. PAF/PP와 VF/PP 복합재료에 대한 점성도는 낮은 주파수 영역에서 강화섬유의 함량이 증가됨에 따라 증가하였으나, 높은 주파주 영역에서 5-20wt%로 강화된 복합재료는 매트릭스인 PP에 근접하게 감소된 점성도를 나타냈다. 기계적 특성은 강화 섬유의 함량에 따라 변하였으며, VF/PP 및 KF/PP 복합재료가 PAF/PP 계에 비해 우수한 현상을 보였다.

• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.203-207
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• 2016

Here, we report a novel fabrication technique for patchable organic lasing sheet based on non-volatile liquid organic semiconductors and freestanding polymeric film with high flexibility and patchability. For this work, we have fabricated the second-order DFB grating structure, which leads to surface emission, embedded in the freestanding polymeric film. Using an ultra-violet (UV) curable polyurethaneacrylate (PUA) mixture, the periodic DFB grating structure can be easily prepared on the freestanding polymeric film via a simple UV curing process. Due to unsaturated acrylate remained in the PUA mixture after UV curing, the freestanding PUA film provides adhesive properties, which enable mounting of the patchable organic lasing sheet onto non-flat surfaces with conformal contact. To achieve laser actions in the freestanding resonator structure, a composite material of liquid 9-(2-ethylhexyl)carbazole (EHCz) and organic laser dyes was used as the laser medium. Since the degraded active materials can be easily refreshed by a simple injection of the liquid composite, such a non-volatile liquid organic semiconducting medium has degradation-free and recyclable characteristics in addition to other strong advantages including tunable optoelectronic responses, solvent-free processing, and ultimate mechanical flexibility and uniformity. Lasing properties of the patchable organic lasing sheet were also investigated after mounting onto non-flat surfaces, showing a mechanical tunability of laser emission under variable surface curvature. It is anticipated that these results will be applied to the development of various patchable optoelectronic applications for light-emitting displays, sensors and data communications.