• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.154-159
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• 1999

In this paper we present tile results of an experimental investigation on the physical and mechanical properties of carbon fiber grid, polymer mortar, and carbon fiber grid reinforced plain concrete flexural members. In order to repairing and reinforcing damaged and/or deteriorated existing concrete structural members, new materials have been developed and utilized in the construction industries. But the physical and mechanical behaviors of the material are not well understood. To use the material effectively various aspects of the material must be throughly investigated analytically as well as experimentally. In this investigation we found the physical and mechanical properties of carbon fiber grid and polymer mortar which are directly utilized in the repair and reinforcement design of damaged or deteriorated concrete structures. In addition, we also investigate the strengthening effect of carbon fiber grid on the plain concrete flexural test specimens. It was found that the material can be used to repair and strengthen the concrete structures effectively.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.48-52
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• 2023

섬유 강화 복합재료는 방향성을 가지고 있기 때문에 적층 순서에 따라서 구조물의 기계적인 특성은 매우 달라질 수 있다. 따라서, 상황과 용도에 따른 복합재료 구조물의 적층 설계는 필수적이다. 그러나 제작된 복합재료 구조물의 적층 각도는 제작 환경이나 구조물 형상에 따라 설계 값과 편차를 가지는 경우가 많으며, 이는 구조적 성능에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 구조물의 신뢰성 확보를 위해서는 적층 설계 뿐만 아니라 제작된 복합재료의 적층각에 대한 분석 또한 매우 중요하다. 본 연구에서는 합성곱 신경망(Convolutional neural network; CNN) 기반의 딥러닝(Deep learning)을 이용하여 섬유 강화 복합재료의 실제 단면 이미지로부터 적층 각도를 예측하였다. 여러 적층 각도를 가지는 탄소 섬유 강화 복합재료 시편을 제작하고, 광학 현미경을 이용하여 Micro-scale로 실제 단면을 촬영하였다. 다양한 적층 각도에 따른 복합재료 시편의 단면 이미지 데이터를 이용하여 합성곱 신경망 기반의 딥러닝 모델에 대하여 학습을 수행하였다. 그 결과 높은 정확도로 실제 섬유 강화 복합재료 단면 이미지로부터 적층 각도를 예측할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제26권4호
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• pp.230-234
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• 2013

본 연구에서는 연속 유리섬유 강화 폴리유산 복합재료를 직접함침방법을 이용하여 제조하였고, 이의 기계적 열적 물성이 고찰되었다. 프리프레그의 물성은 기존의 알려진 폴리유산의 물성과 사출 성형으로 제조된 유리섬유 강화 폴리유산 복합소재와 비교 평가되었으며, 섬유체적분율 27.7% 를 갖는 연속 유리섬유 강화 폴리유산 복합재료의 인장응력, 굽힘응력, 굴곡탄성율은 각각 331.1 MPa, 528.6 MPa, 24.0 GPa의 향상된 값을 보였다. 또한 향상된 열변형 온도와 결정화도가 확인되었다. 생산속도에 따른 함침도가 고찰되었고, 그 결과 본 연구에 사용된 공정조건에서는 분당 5 m의 섬유당김속도에서 함침도 90% 이상의 연속 유리섬유 강화 폴리유산 복합재료를 제조가능하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.164-167
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• 1999

This study concerns with the effect of fiber weight fraction on the fracture toughness of long glass-fiber reinforced polypropylene composites. Fracture tests were conducted using compact tension (CT) specimens made of glass fiber polypropylene composites. Three fiber weight fractions of 20%, 30%, and 40% were used. Fracture toughness was determined from the compliance method. Results showed that compliance decreased with increasing fiber weight fraction while critical load increased with fiber weight fraction. Averaged fracture toughness increased 14% as fiber weight fraction increased from 20% to 40%.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권6호
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• pp.1337-1358
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• 2016

The current study focuses on the assessment and interface response of reinforced concrete elements with composite materials (carbon fiber reinforced polymers-CFRPs, glass fiber reinforced polymers-GFRPs, textile reinforced mortars-TRM's, near surface mounted bars-NSMs). A description of the transfer mechanisms from concrete elements to the strengthening materials is conducted through analytical models based on failure modes: plate end interfacial debonding and intermediate flexural crack induced interfacial debonding. A database of 55 in total reinforced concrete columns (scale 1:1) is assembled containing elements rehabilitated with various techniques (29 wrapped with CFRP's, 5 wrapped with GFRP's, 4 containing NSM and 4 strengthened with TRM). The failure modes are discussed together with the performance level of each technique as well as the efficiency level in terms of ductility and bearing/ bending capacity. The analytical models' results are in acceptable agreement with the experimental data and can predict the failure modes. Despite the heterogeneity of the elements contained in the aforementioned database the results are of high interest and point out the need to incorporate the analytical expressions in design codes in order to predict the failure mechanisms and the limit states of bearing capacities of each technique.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.168-175
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• 2015

탄소섬유 강화 복합재료는 높은 비강도 및 비강성을 가지기 때문에 자동차 산업, 선박, 우주 항공 산업과 같은 다양한 산업 분야에 적용되어 왔으며, 수요가 점차 증가하고 있다. 탄소섬유 강화 복합재료에는 기지재로 주로 에폭시(Epoxy)와 같이 점도가 낮고 젖음 특성이 우수하며 강도가 양호한 열경화성(Thermosetting) 수지가 사용된다. 열경화성 수지는 우수한 물리적 특성을 나타내지만 재사용이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재사용이 가능한 탄소섬유 강화 열가소성 수지(Thermoplastic) 복합재료 개발 및 탄소섬유 재사용에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 열분해 방법을 사용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료로부터 탄소섬유와 수지를 분리하여 탄소섬유를 재활용하였다. 에폭시의 분해도(Degree of decomposition)는 열중량분석기(TGA)와 시차 주사현미경(SEM)을 통해 확인하였다. 수지로부터 분리해낸 탄소섬유는 절단(Cutting)과 그라인딩(Grinding) 방법을 거쳐 탄소섬유 복합재료 시트(Sheet)를 제조하였다. 재활용 탄소 섬유로 제조된 탄소섬유 시트는 각각 다른 냉각조건에서 결정화 엔탈피(Crystallization enthalpy)와 기계적 특성, 표면과 단면의 형태를 분석하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.37-41
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• 2023

선박의 평형수처리장치 전해조 내부 용액은 해수를 전기분해 시 DSA(Dimension Stable Anode) 전극에서 생성되는 수산화물로 인하여 높은 알칼리성 분위기를 생성한다. 본 연구에서는 기존 평형수처리장치 배관에 사용되어지는 PE 코팅 강관 배관의 취약성을 대체 가능한 복합재료로써 4가지 소재를 선정하였으며, 이들 BRE(Basalt fiber reinforced epoxy), BRP(Basalt fiber reinforced unsaturated polyester), GRE(Glass fiber reinforced epoxy), GRP(Glass fiber reinforced unsaturated polyester)를 강 알칼리성 NaOH 용액에 720시간 침지 후 마찰 및 마모 시험을 통하여 재료 마찰 깊이에 따른 마찰계수와 섬유와 수지 간 계면 결합 거동을 분석하였다. 그 결과, 수지와 섬유 간의 게면 분리 현상에 대한 메커니즘을 도출하였다. 또한, 불포화폴리에스테르와 같이 상대적으로 낮은 계면 결합력의 갖는 소재의 경우, 알칼리성 용액에 침지 시간이 길어질수록 표면에서부터 시작된 열화가 내부로 급격하게 확산되어 마찰 계수의 감소로 이어지는 경향을 나타냈다.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권2호
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• pp.83-94
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• 2007

Woven sisal textile fiber reinforced composites were used to evaluate fracture toughness, tensile and three-point bending. The water absorption testing of all specimens was repeated five times in this study. All specimens were immersed in pure water during 9 days at room temperature, and dried in 1 day at $50^{\circ}C$. Two kinds of polymer matrices such as epoxy and vinyl-ester were used. Fractured surfaces were taken to study the failure mechanism and fiber/matrix interfacial adhesion. It is shown that it can be enhanced to improve their mechanical performance to reveal the relationship between fracture toughness and water absorption fatigue according to different polymer matrices. Water uptake of the epoxy composites was found to increase with cycle times. Mechanical properties are dramatically affected by the water absorption cycles. Water-absorbed samples showed poor mechanical properties, such as lower values of maximum strength and extreme elongation. The $K_{IC}$ values demonstrated a decrease in inclination with increasing cyclic times of wetting and drying for the epoxy and vinyl-ester.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권4호
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• pp.377-384
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• 2007

'Green' composites were fabricated from poly lactic acid (PLA) and bamboo fibers by using a conventional hot pressing method. The insulating properties of the PLA-bamboo fiber 'green' composites were evaluated by determination of the thermal conductivity, which was measured using a hot-wire method. The thermal conductivity values were compared with theoretical estimations. It was demonstrated that thermal conductivity of PLA-bamboo fiber 'green' composites is smaller than that of conventional composites, such as glass fiber reinforced plastics (GFRPs) and carbon fiber reinforced plastics (CFRPs). The thermal conductivity of PLA-bamboo fiber 'green' composites was significantly influenced by their density, and was in fair agreement with theoretical predictions based on Russell's model. The PLA-bamboo fiber composites have low thermal conductivity comparable with that of woods.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.513-517
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• 1997

Glass fiber reinforced thermoplastic composite materials have considerable promise for increased use in low cost high volum applications because of the potential for processing by solid phase forming. However, the forming characteristics of these materials have not been well known. The primary focus of this research is the investigation of the bendability of these composites and spring-back phenomena in pure bending. The materials tested contained 10, 35, and 40 percent by weight of randomly oriented glass fiber in a polypropylene matrix. The bending tests were performed at temperatures ranging form 75 ".deg. c" to 150 ".deg. c" and at punch speeds of 2.54 mm/sec and 0.0254 mm/sec. The measured bendability and spring back angle in pure bending werw compared with the predictions based on the simple analyical models. Goog agreement between experimental and analytical results was observed.esults was observed.