• Computers and Concrete
• /
• 제33권4호
• /
• pp.385-398
• /
• 2024

As concrete dominates the construction industry, alternatives to traditionally used steel reinforcement are being sought. This study explored the suitability of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) as a substitute within rigid frames, focusing on its impact on section ductility and overall structural durability against seismic events. However, current design guidelines address quasi-static loads, leaving a gap for dynamic or extreme circumstances. Our approach included multiscale simulations, parametric study, and energy dissipation analyses, drawing upon a unique adaptation of modified compression field theory. In our efforts to optimize macro and microparameters to improve yield strength, manage brittleness, and govern failure modes, we also recognized the potential of CFRP's high corrosion resistance. This characteristic of CFRP could significantly reduce the frequency of required repairs, thereby contributing to enhanced durability of the structures. The research reveals that CFRP's durability and seismic resistance are attributed to plastic joints within compressed fibers. Notably, CFRP can impart ductility to structural designs, effectively balancing its inherent brittleness, particularly when integrated with quasi-brittle materials. This research challenges the notion that designing bendable components with carbon fiber reinforcement is impractical. It shows that creating ductile bending components with CFRP in concrete is feasible despite the material's brittleness. This funding overturns conventional assumptions and opens new avenues for using CFRP in structural applications where ductility and resilience are crucial.

• 한국광학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.235-240
• /
• 2010

Stack-and-draw 방법을 사용하여 새로운 구조의 높은 복굴절을 가진 광자 결정 광섬유(highly birefringent photonic crystal fiber, Hi-Bi PCF)를 제작하였다. 제작된 광섬유는 공기구멍으로 구성된 클래딩 외부에 큰 공기구멍을 추가함으로써 광섬유 인출 과정중에 코어와 공기층 클래딩 영역에 비대칭적인 압력이 인가되어 코어가 타원형으로 변형되어 복굴절이 유도된다. 제작된 Hi-Bi PCF의 복굴절은 1550 nm에서 $2.29{\times}10^{-4}$로 측정되었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.326-332
• /
• 2011

구조물의 내력증진 방법으로 적용되는 섬유재료에는 탄소섬유와 아라미드섬유 브론섬유 및 유리섬유 등이 있다. 이 중에서도 탄소섬유는 가장 많이 쓰이는 재료로서 다른 종류의 섬유올이 2방향성인 반면 탄소섬유 올은 1방향성으로서 부착되는 섬유올 방향으로만 인장내력에 의해 보강되므로 현장적용 시 섬유올의 부착방향이 매우 중요한 요소이나 보강설계 시 이에 대한 뚜렷한 도시가 되지 않아 구조적 지식이 없는 현장기술자 또는 인부들의 무개념적인 시공으로 보강성능을 전연 확보하지 못하는 사례가 종종 발생되곤 한다. 본 연구는 콘크리트 기둥에 대한 탄소섬유쉬트 방향에 따른 보강성능을 파악코자 각 실험체별로 섬유 올의 경사, 수평 및 수직방향으로 보강한 후 가력을 통한 보강성능을 비교 분석하여 섬유올 방향이 보강성능에 미치는 영향을 대비분석함으로서 섬유방향에 대한 최적의 보강설계 방안을 제시하고자 하였으며, 실험결과 수평방향의 보강성능은 153.43%인 반면 수직보강은 겨우 104.61%로서 거의 보강효과가 없는 것으로 나타났다. 이는 섬유올 방향의 인장내력 증진에 따른 구속효과에 의한 보강효과로서 보강설계와 현장관리에 철저한 관리가 절대적이다.

• 열처리공학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.107-112
• /
• 2019

In order to investigate the effect of plastic deformation and annealing process parameters on strength and electrical conductivity of Cu-Fe alloys, Cu-10wt%Fe, Cu-15wt%Fe alloys were drawn up to ${\eta}=4$ and annealed in the temperature range of $300^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$, followed by measurements of tensile strength and electric conductivity. As draw strain increases, tensile strength increases while electrical conductivity decreases. These observations result from reduction of dislocation density and decrease in Fe fiber spacing. Raising annealing temperature brought about decrease of tensile strength and increase of electrical conductivity up to $500^{\circ}C$, being followed by decreasing above $500^{\circ}C$. Such results are thought to be caused by decrease of dislocation density below $500^{\circ}C$ and rapid solubility increase of Fe in Cu above $500^{\circ}C$. For the purpose of obtaining both high strength and high conductivity, annealing process should be incorporated just prior to reaching to final draw strain. For Cu-10wt%Fe alloy, the tensile strength 706.9 MPa and the electrical conductivity 54.34%IACS were obtained through the processes of drawing up to ${\eta}=3$, annealing at $500^{\circ}C$ for 1 hour and additional drawing up to total strain of ${\eta}=4$.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.439-448
• /
• 1996

광투과성 BK10 glass fiber/PMMA 복합재료의 합성조건을 변화시켜 복합재료가 온도와 파장을 감지하는 센서로서의 응용 가능성이 있는지를 연구하였다. 유리섬유 제조시 뽑아내는 속도와 온도등의 공정조건에 따른 유리섬유의 직경 및 굴저율을 측정하였고 유리섬유에 코팅되는 coupling agent의 용매 및 코팅방법에 대하여 연구하였다. 복합재료의 최대광투과도를 나타내는 온도($T_{max%}$)는 복합재료에 강화되는 유리섬유의 크기(굴정율), 유리섬유 vol%, PMMA의 분자량등을 변화시키면 $13~50^{\circ}C$ 범위에서 조정될 수 있었으며, 측정파장을 변화시킬 경우 $T_{max%}$ 값이 $35~55^{\circ}C$ 범위가 되도록 합성하는 것이 가능하였다. 한편 복합재료를 파장의 함수로서 광투과도를 측정하였을 때 최대광투과도가 나타나는 파장($\lamda_{max%}$)은 나타나지 않았다.

• 대한화학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.431-435
• /
• 1989

완전히 불순물을 제거한 투명한 polymethylmethacrylate(PMMA)의 prerod를 제조하여 연속 열연신하여 얻은 플라스틱 섬유의 연신온도($T_d$)에 따른 굴절율, 굴절율분포, 복굴절율 및 전송손실율을 측정하였다. $T_d$가 높을수록 다소 낮은 굴절율을 보였으나, 섬유의 중심에서 주변으로 감에 따른 굴절율분포는 오히려 낮은 $T_d$에서가 현저했고, 높은 $T_d$에서는 주변에서만 급격한 굴절율의 강하를 보였다. 또한 $T_d$가 220$^{\circ}C$ 미만에서는 복굴절을 ${\Delta}$n = $5{sim}6{\times}10^{-4}$을 보이고 그 보다 높은 온도의 $T_d$에서는 이러한 현상이 나타나지 않았다. Attenuation은 높은 $T_d$일수록 낮은 값을 보였다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
• /
• 제21권1호
• /
• pp.145-150
• /
• 2010

The regenerated silk fibroin with various molecular weights (MW) was prepared by different dissolution condition and the effect of coagulant on the wet spinnability of the various MW silk fibroin solutions dissolved in formic acid was investigated by the observation of wet spun filament in coagulant and the measurement of maximum draw ratio. The observation on the wet spun filament in coagulation bath revealed that good fibers without bead were formed in a high MW and a very high MW silk fibroin samples. In contrast, beads were observed in the silk fibroin sample with medium MW. The maximum draw ratio of wet spun silk fibroin filament decreased with MW reduction. The decrease of maximum draw ratio in isopropanol, acetone, DMF and THF was remarkably higher than that in methanol and ethanol, indicating that the coagulant type strongly influenced the wet spinnability. The two simple evaluation methods used in this study showed complementary information for wet spinnability: (a) The observation of filament in coagulant was effective to check a continuous fiber formation and a bead formation, and (b) the maximum draw ratio measurement was useful to examine the post drawing ability related to molecular orientation.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제47권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2009

Magnesium alloys are drawing a lot of attention and have been extensively studied. The major obstacle to the practical application of the alloys is the poor formability at room temperature, originating basically from the insufficient number of slip system. Development of a proper texture is one promising solution to improve the formability. In the present work, after extrusion and full annealing, microstructures, texture developments and tensile properties of AZ31 Mg alloys are studied. After full annealing strong <1010>||ED fiber texture and weak <1120>+<1230>||ED fiber texture (c-axes in the radial direction) were developed. The textures are distinctly influencing the tensile properties, which can be understood in terms of the activation of basal slip modes. With the random orientation, which is developed in the $45^{\circ}$ sample to the extrusion direction, the better workability can be achieved at room temperature.

• 폴리머
• /
• 제34권6호
• /
• pp.579-587
• /
• 2010

PET 필름의 물성을 연구하기 위하여 PET의 $T_m$ 보다 높은 다양한 온도에서 압출 후, $18^{\circ}C$로 급냉하였고, 종방향(MD)과 횡방향(TD)으로 각기 다른 연신비 및 다양한 열고정 온도로 제조되었다. 압출 온도, 연신비, 열고정 온도에 따른 PET 필름의 열수축 거동, 밀도, 결정화거동, 열적거동 및 광학적 물성 등의 변화에 대하여 고찰한 결과, MD와 TD 방향의 열수축률은 열처리온도와 압출 온도가 감소함에 따라 증가하였고 연신비가 증가함에 따라 증가하였다. 결정화도와 밀도는 열처리온도와 압출 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 융해열(${\Delta}H$)과 예비융점($T_m'$)의 경우 열처리온도와 압출 온도의 증가와 함께 증가하였다. 수평균 분자량과 고유점도는 압출 온도가 증가함에 따라 감소하였고, 인장강도와 탄성률의 경우 연신비가 증가함에 따라 증가하였으나, 열처리온도를 증가하였을 때에는 감소하는 경향을 보였다. 연신 방향과 두께 방향의 굴절률은 연신비와 열처리온도가 증가함에 따라 증가함을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권4호통권56호
• /
• pp.126-136
• /
• 2009

분사식 FRP 보강 공법은 섬유(Fiber)와 수지(Resin)를 외부에서 혼합하여 요철이 많은 콘크리트 표면에 고속의 압축 공기로 랜덤하게 분사하여 기존 콘크리트 구조물을 보강하는 공법이다. 새로운 분사식 FRP 공법을 이용하여 구조물의 보강 성능을 평가하였다. 콘크리트 보 실험체에 대한 휨강도 실험을 수행하여 분사식 FRP의 최적물성치를 찾고 이 결과를 이용하여 PSC I형 거더 표준단면을 1/5로 축소한 구조물에 적용하여 실험을 하였다. 손상된 프리스트레스트 콘크리트에 적용한 결과 무보강보에 비하여 휨강도가 49.8% 증가하였고 사용상태의 거동이 개선되었으며, 보강에 의해 처짐 및 균열 제어에 효과적이었다. 결론적으로 분사식 FRP 공법의 보강 적용은 구조물의 성능 향상에 효과적이라고 할 수 있다.