• Coupled systems mechanics
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• 제12권2호
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• pp.151-165
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• 2023

In this study, a simple method for the determination of the shear correction factor for composites beam with a rectangular cross section is presented. The plane stress elasticity assumption is used after simplifications of the expression of the stress distribution in the beam. The different fiber orientation angle and volume fraction are considered in this work. The studied structure is subjected to various loading type (thermal and hygrothermal). The numerical results obtained show that there is a dependence of the shear coefficient on the orientation of the fibers. The evolution of the shear correction factors depends not only on the orientation of the fibers and also on the volume fraction and the environment. the advantage of this developed formula of the shear correction factor is to obtain more precise results and to consider several parameters influencing this factor which are neglected if the latter is constant.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.35-41
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• 2017

The use of engineering plastics in automotive components is increasing with the trend towards improving the car strength and reducing weight. Among the different choices of materials, engineering plastic emerged as the necessary material for achieving lower costs, reduced weight and improved production efficiency. To produce the automotive parts, it is important to predict defect and validation of injection molding prior to design. Injection molding analysis and structural analysis are widely applied as a part of the design process when developing automotive parts. Injection molding analysis, in particular, involves a highly complicated mechanism that requires deep knowledge of polymer properties as well as an analytic approach different from that used for a general isotropic material when the molded material is used as a structural material. This is because the parts made of polymer have pre-stress factors such as intrinsic deformation and residual stress. The most important factors for injection molded plastic products are injection molding condition and cavity design, taking into account ease of molding, mass production and application. Despite optimal injection molding conditions and cavity design, however, glass fiber orientation is critically linked to strength reduction. The application of injection molding and structural coupled analysis provides a low-cost solution for product molding and structural validation, all prior to the actual molding. The purpose of this study involves the validation, pre-study, and solution of defect in injection-molded polymer automotive parts using the simulation software for injection molding and structural coupled analysis. Finally, this thesis provides validation of an injection molding and structural coupled analytic mechanism that can demonstrate the effect of glass fiber orientation on mechanical strength. Design improvement ideas for the injection molded product of PPS (Poly Phenylene Sulfide)+40% glass fiber are also suggested.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.341-348
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• 1997

Fibers have been used to improve the tensile strength or toughness of concrete. Therefore many different kinds of fibers have been developed and tested to reinforcing concrete. Basalt fiber is one of the recently developed materials for this purpose. Basalt fibers have the advantage which is the fiber itself is a same kind of material as concrete. In this study, fiber length change, orientation of fiber, the strength properties of fiber reinforced concrete have been tested. The test result show that as the amount of fiber increases, 1) workability of concrete has been reduced significantly, 2) the length of fiber reduced down to less than 4mm, 3) orientation factors are between 0.248 and 0.350, 4) compressive strength and elastic modulus have been increased significantly, however, the other strength have not increased significantly.

• Advances in Automotive Engineering
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• 제1권1호
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• pp.41-59
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• 2018

In the study, investigation of fiber- reinforced composite materials that can be an alternative to conventional steel was performed by finite element analysis with the help of software. Steel and composite materials have been studied on a four axle truck chassis model. Three-dimensional finite element model was created with software, and then analyzes were performed. The analyses were performed for static and dynamic/fatigue cases. Fatigue cases are formed with the help of design spectra model and fatigue analyses were performed as static analyses with this design spectra. First, analyses were performed for steel and after that optimization analyses were made for the AS4-PEEK carbon fiber composite and Eglass-Epoxy fiber composite materials. Optimization of composite material analyzes include determining the total laminate thickness, thickness of each ply, orientation of each ply and ply stacking sequence. Analyzes were made according to macro mechanical properties of composite, micromechanics case has not been considered. Improvements in weight reduction up to %50 provided at the end of the composite optimization analyzes with satisfying stiffness performance of chassis. Fatigue strength of the composite structure depends on various factors such as, fiber orientation, ply thickness, ply stack sequence, fiber ductility, ductility of the matrix, loading angle. Therefore, the accuracy of theoretical calculations and analyzes should be correlated by testing.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권2호
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• pp.203-220
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• 2014

Stress intensity factors are numerically investigated for interfacial edge crack between two dissimilar composite plates jointed with single side composite patch. Variation of stress intensity factor under Mode I loading condition is examined for different material models and fiber orientation angles of composite plates and patch. ANSYS 12.1 finite element analysis software is used to obtain displacements of crack surfaces in the numerical solution and repaired plates are modeled in three dimensions. Obtained results are presented in the form of graphs. It is found that fiber orientation angle of composites is an effective parameter on interfacial stress intensity factor.

• 비파괴검사학회지
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• 제13권1호
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• pp.7-14
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• 1993

In order to analyze the stress distribution and stress concentration factors in composite materials, especially, in the short fiber of the reinforced composite materials by photoelastic method, it is necessary to develop the photoelastic model material having short fibers with arbitrary size and orientation. In this paper, the orthotropic photoelastic model material having short fibers for the transparent type photoelastic device was developed by the embedded corrosion fiber method. It was found that the model material was satisfactory to the properties of photoelastic model material, and also that the embedded corrosion fiber method can be employed for developing a model material with arbitrary size and direction to analyze the stress distribution and crack problems of composite materials.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.16-20
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• 2018

강섬유 보강 자기충전 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete, SFRSCC)는 사회기반 시설이나 초고층 빌딩, 원자력 발전 시설, 병원, 댐, 수로 등 전반적으로 널리 사용되어지고 있는 재료이다. SFRSCC는 짧고, 개별적인 보강 섬유로 인해 일반적인 자기충전 콘크리트(Self-Compacting Concrete, SCC) 보다 인장 강도, 연성, 휨 강성 등에서 뛰어난 성능을 보인다. 하지만 SFRSCC의 이러한 성능은 섬유의 방향성에 의해 크게 좌우되는 경향이 있다. 짧고 개별적인 섬유들은 타설 과정에서 섬유의 방향성을 컨트롤 할 수 없기 때문에 무분별하게 콘크리트 내에 위치하게 된다. 섬유의 방향이 제어되지 않은 상태에서 콘크리트의 경화가 진행될 경우 휨 강성과 인장 강도의 저하를 야기하고, 이는 예상 강도 미달의 원인이 될 수 있기 때문에 SFRSCC를 사용할 때 섬유의 정렬은 중요한 요소가 된다. 따라서 본 연구에서는 유한 요소법을 사용하여 타설 공정 중 콘크리트 매트리스의 점도 및 입구 속도가 섬유 방향에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제12권3호
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• pp.3-8
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• 1984

섬유의 방향성이 무질서한 composites에 적용되는 Smith와 Cox의 이론(理論)을 포함한 Paul과 Jones의 혼합이론식(混合理論式)은 유황(硫黃) 화합물(化合物)을 사용하여 제조한 목재섬유 복합재(複合材)에도 일차적(一次的)인 liner regression constant가 주어질 때는 사용할 수가 있음을 보여준다. $E_c=\frac{1}{3}aE_fV_f+bE_mV_m$으로 표시된 이 liner regression from에 math. rom pack을 사용한 Hewlett Packard 75C(HP 75C) computer의 계산 결과는 목재 섬유 복합재(複合材)에 사용된 matrix의 종류, 섬유판의 밀도와 목재 밑 목질 섬유의 종류에 관계없이 a=3.27~3.54와 b=-2.47~-2.80의 일정한 범위의 값을 보여주므로, 지금까지 무(無)질서한 방향성을 지닌 장(長)섬유로 된 복합재(複合材)에만 적용되어 왔던 Paul과 Jones의 혼합이론(混合理論)과 이것과 같은 방향을 지닌 단(短) 섬유로 된 목재(木材)나 목질(木質) 섬유 composites에도 적용될 수 있음을 증명하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.581-592
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• 2016

본 연구에서는 Model Code 2010에 제시된 강섬유 보강 콘크리트(SFRC)의 인장구성모델에 대하여 고찰하였다. SFRC의 인장 거동을 모델링하기 위하여 BS-EN-14651에 따라 노치를 갖는 작은 보의 3점재하 휨실험을 수행하였다. 이 실험결과를 토대로 인장구성모델의 다양한 설계인자를 결정하였다. 이형철근이 보강되지 않은 길이 3 m의 보의 휨파괴 실험과 유한요소해석을 수행하고 상호 비교하였다. 추가적으로 인장구성모델의 주요변수인 압축 및 인장모델과 특성길이가 보의 거동에 미치는 영향에 대한 변수해석을 수행하였다. 결과에서, 최대치 이전의 거동에서는 해석과 실험결과로부터 얻은 하중-변위곡선이 매우 유사하지만 최대치 이후에서는 중대한 차이가 있음을 확인하였다. 이는 MC2010의 인장구성모델이 섬유의 분포와 방향을 적절히 고려하지 못하기 때문이다. 본 연구는 철근이 보강되지 않은 실규모의 SFRC 보의 거동을 적절하게 모사하기 위해서는 MC2010에서 규정하고 있는 섬유방향 계수 K에 대한 수정 또는 상세한 설명이 필요하다는 것을 보여주고 있다.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.555-563
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• 2012

사출 성형품에서 발생되는 뒤틀림은 성형공정 중 제품의 불균일한 수축과 잔류응력의 이완으로 인하여 나타나는 현상이다. 휨이나 뒤틀림 현상을 방지하기 위해서 성형품이 강성이 있도록 설계하거나 수지에 유리섬유 등으로 보강하여 사용한다. 본 연구에서는 플라스틱의 성형품에서 성형품의 설계에 따른 뒤틀림 현상을 성형조건 별로 알아보았다. 성형품의 설계는 리브로 보강된 두 종류와 보강 리브가 없는 시편을 사용하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 비결정성 수지인 PC와 ABS를 사용하였다. 실험결과 휨은 리브의 설계에 따라 큰 변화를 보였다. 게이트 주변, 게이트 반대쪽, 그리고 흐름방향쪽 등 측정위치에 따라서 휨은 다양하게 나타났다. 이러한 휨의 결과는 유리섬유의 배향과도 크게 관련이 있음을 컴퓨터 해석을 통해 확인할 수 있었다. 리브가 없는 단순 평판에서 휨이 가장 작게 나타났으며, 리브가 흐름방향으로 놓여있는 경우가 휨에 대한 큰 저항을 보였다. 시편에 나타난 휨은 성형조건보다는 제품의 설계에 따라 크게 변하였다. 리브의 설계와 그에 따른 게이트의 위치 설정은 유리섬유의 배향과 직접적인 관련이 있으므로 성형품의 휨 조절에 매우 중요함을 보여주었다.