• Advances in concrete construction
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• 제15권6호
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• pp.405-417
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• 2023

While ultra-high performance concrete (UHPC) is commonly reinforced with micro straight steel fibers in existing applications, studies have indicated that the use of deformed steel macro-fibers leads to enhanced ductility and post-peak responses for UHPC structural elements, which is of particular importance for earthquake-resistant structures. However, there are potential concerns regarding the use of UHPC reinforced with macro-fibers due to the issues of workability and fiber distribution. The objective of this study was to address these issues by extensively investigating the restricted and non-restricted deformability, filling ability, horizontal and vertical velocities, and passing ability of UHPC containing macro hooked-end steel fibers. A new approach is suggested to examine the homogeneity of fiber distribution in UHPC. The influences of ultra-fine fillers and steel macro-fibers on the workability of fresh UHPC and the mechanics of hardened UHPC were examined. It was found that although increasing the ratio of quartz powder to cement led to an improvement in the workability and tensile strain hardening behavior of UHPC, it reduced the fiber distribution homogeneity. The addition of 1% volume fraction of macro-fibers in UHPC improved workability, but reduced its compressive strength, which is contrary to the effect of micro-fiber inclusion in UHPC.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.95-106
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• 1992

강섬유의 형태가 콘크리트의 휨거동에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 5종의 강섬유를 사용한 실험을 실시하였다. 강섬유 혼입율은 1~2%로 변화를 주었고 전단 스팬비와 철근비는 고정하였다. 형태가 다른 강섬유의 보강 효과를 비교 분석하기 위한 방법으로 섬유 보강 효과 지수를 채택하였고, 인성 효과를 분석하기 위하여 유효 인성 지수를 제안하였으며, 이들 지수들은 강섬유 보강 효과를 비교 분석하는데 유용한 방법으로 평가되었다. 실험 결과에 의하면 강섬유 혼입율은 양단이 hook 형태인 강섬유의 경우에는 1% 이내가 효과적이며, dog bone 형태인 강섬유는 1~2%, 기타 강섬유는 2% 정도가 적절하였다. 강섬유의 혼입으로 인한 휨강도 및 파괴인성의 증진 효과는 무근 콘크리트보의 경우가 철근 콘크리트보의 경우보다 크게 나타났다. 또한 강섬유의 형태에 의한 휨강도와 인성의 증진 효과는 양단이 hook나 dog bone(paddled)형태의 강섬유가 섬유 혼입율이 상대적으로 낮음에도 straight나 crimped 및 wavy 형태보다 우수한 것으로 판명되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.913-916
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• 2008

변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)의 직접인장거동은 주로 물시멘트비, 섬유와 매트릭스 간의 상호작용, 부착강도, 섬유 혼입율 등에 의해 영향을 받는다. 본 논문은 PET 및 PVA섬유를 사용한 SHCC의 직접인장거동에서 섬유의 형상비의 영향을 평가하기 위해 PET섬유의 형상비(Aspect ratio, ${\ell}/d_f$ : 150, 300, 600)를 변수로 선정하였다. 동일한 배합조건에서 PET1.5+PVA0.5-300 및 PET1.5+PVA0.5-600시험체는 PET1.5+PVA0.5-150에 비해 우수한 유사변형경화특성과 미세균열분산 특성을 보였으며, PET1.5+PVA0.5-300 및 PET1.5+PVA0.5-600 시험체는 최대인장응력시 각각 0.5, 2.0%의 변형율을 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권1호
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• pp.31-46
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• 2019

In the present study, the various dynamic properties of MWCNT embedded fiber reinforced polymer uniform and tapered composite (MWCNT-FRP) plates are investigated. Various configurations of a tapered composite plate with ply-drop off and uniform composite plate have been considered for the development of the finite element formulation and experimental investigations. First order shear deformation theory (FSDT) has been used to derive the kinetic and potential energy equations of the hybrid composite plates by including the effect of rotary inertia, shear deformation and non-uniformity in thickness of the plate. The governing equations of motion of FRP composite plates without and with MWCNT reinforcement are derived by considering a nine- node rectangular element with five degrees of freedom (DOF) at each node. The effectiveness of the developed finite element formulation has been demonstrated by comparing the natural frequencies and damping ratio of FRP composite plates without and with MWCNT reinforcement obtained experimentally. Various parametric studies are also performed to study the effect of CNT volume fraction and CNT aspect ratio of the composite plate on the natural frequencies of different configurations of CNT reinforced hybrid composite plates. Further the forced vibration analysis is performed to compare the dynamic response of the various configurations of MWCNT-GFRP composite plate with GFRP composite plate under harmonic excitations. It was observed that the fundamental natural frequency and damping ratio of the GFRP composite plate increase approximately 8% and 37% respectively with 0.5wt% reinforcement of MWCNT under CFCF boundary condition. The natural frequencies of MWCNT-GFRP hybrid composite plates tend to decrease with the increase of MWCNT volume fraction beyond 2% due to agglomeration of CNT's. It is also observed that the aspect ratio of the CNT has negligible effect on the improvement of dynamics properties due to randomly orientation of CNT's.

• 수산해양기술연구
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• 제37권3호
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• pp.240-245
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• 2001

섬유함유율이 0%, 20% 그리고 30%인 단섬유 GF/PP 복합재료를 사용하여 8$0^{\circ}C$, 5$0^{\circ}C$ 그리고 실온에서 인장시험을 통하여 온도의 변화에 대한 파괴강도의 거동을 고찰한 결과는 다음과 같다. 1) 유리섬유로 강화하지 않은 순수 PP보다 유리섬유로 강화한 복합재료의 인장강도가 높게 나타났으며 섬유함유율이 증가할수록 그 값은 높게 나타났다. 2) 동일한 섬유함유율을 가지는 GF/PP 복합재료의 온도변화에 따른 인장강도는 실온의 경우가 가장 높게 나타나고 고온으로 갈수록 그 값이 낮게 나타났다. 3) GF/PP 복합재료의 파괴기구는 온도의 변화에 따라 매트릭스의 변형이 나타났으며 섬유의 풀아웃, 섬유와 매트릭스 사이의 디본딩을 관찰할 수 있었으며, 이와 같은 파괴기구가 종합적으로 상호작용한다고 생각된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.25-33
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• 2013

In this study, the optimum mix proportions of rain garden structure concrete were decided and the mechanical properties were evaluated. Experimental parameters were blast furnace slag, hwang-toh, recycled aggregates and natural jute fibers. The target compressive strength and chloride ion penetration were more than 24 MPa and less than 1000 coulombs, respectively. The response surface method was used for statistical optimization of experimental results. The optimal mixing ratios of the blast furnace slag, hwang-toh, recycled coarse aggregate and jute fiber volume fraction were determined 59.98 %, 8.74 %, 12.12 % and 0.2 %, respectively. The compressive strength, flexural strength and chloride ion penetration test results of optimum mix ratio showed that the 24.56 MPa, 3.88 MPa and 999.08 columbs, respectively.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권3호
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• pp.140-148
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• 2003

An analysis fur the warping process has been performed to design the warper beam. Nonlinear material response is included in the physical model of polyester yarn. Large deformation finite element simulation considering contact and frictional analysis are used to obtain the pressure on the barrel of the warper beam. Loading condition on the flange is assumed by using the pressure on the barrel, winding number of yarn, Poisson's ratio of fiber, and fiber volume fraction. By using the above loading conditions NASTRAN finite element simulation is performed to calculate stress distribution and deformation of the warper beam. By comparing the deformed shape of the flange with experimental result, loading condition on the flange has been obtained. The obtained loading conditions on the barrel and flange can be utilized to design the warper beam.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.152-163
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• 2019

본 연구에서는 강섬유의 혼입, 매트릭스의 압축강도, 전단철근과 전단경간비가 UHPFRC 휨재에 미치는 영향에 대해 총 10개의 실험체에 대한 실험을 통해 검토하였다. 실험결과 2%의 부피비로 강섬유가 혼입된 경우 파괴 패턴을 전단파괴에서 휨파괴로 바꿀 정도로 높은 전단강도 증진효과를 보유하고 있는 것으로 나타났다. 또한 강섬유는 낮은 전단경간비에서 압축스트럿의 파괴를 지연시키는 효과를 가진 것으로 나타났다. 실험 결과 강섬유의 혼입과 전단경간비의 변화에 따라 균열각이 45도보다 낮은 것으로 나타났다. 실험 결과를 UHPC 설계권고안들과 비교해 본 결과 프랑스의 설계권고안은 보수적으로 평가하였고 한국의 설계권고안은 휨 강도에 대해 다소 과대평가하는 것으로 나타났다. 전단강도에 대해서는 두 설계권고안 모두 보수적으로 평가하는 것으로 나타났다.

• Advances in materials Research
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• 제8권4호
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• pp.337-359
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• 2019

Shape Memory Polymer Composites (SMPC) have gained popularity over the last few decades due to its flexible shape memory behaviour over wide range of strains and temperatures. In this paper, non-linear bending analysis has been carried out for SMPC beam under the application of uniformly distributed transverse load (UDL). Simplified C⁰ continuity Finite Element Method (FEM) based on Higher Order Shear Deformation Theory (HSDT) has been adopted for flexural analysis of SMPC. The numerical solutions are obtained by iterative Newton Raphson method. Material properties of SMPC with Shape Memory Polymer (SMP) as matrix and carbon fibre as reinforcements, have been calculated by theory of volume averaging. Effect of temperature on SMPC has been evaluated for numerous parameters for instance number of layers, aspect ratio, boundary conditions, volume fraction of carbon fiber and laminate stacking orientation. Moreover, deflection profile over unit length and behavior of stresses across thickness are also presented to elaborate the effect of glass transition temperature (T_g). Present study provides detailed explanation on effect of different parameters on the bending of SMPC beam for large strain over a broad span of temperature from 273-373K, which encompasses glass transition region of SMPC.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.920-928
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• 2006

전자파를 선택적으로 투과시킬 수 있는 섬유 강화 복합 재료를 제안하였다. 이 주파수 선택적인 직물 복합재료는 탄소 섬유와 유전 섬유를 직조하여 주기적인 패턴을 가지도록 제작된다. 먼저 주파수 선택적인 직물형 복합 재료의 전자기적 특성을 조절할 수 있는 설계인자들에 대해 살펴보고, 이후에 정사각형 패턴을 가지는 평직 복합 재료를 제작하고 이것의 전자기적 특성을 탄소 로빙의 전기 전도도, 섬유의 굴곡, 그리고 개구면 대요소 크기의 비에 대해 고찰하였다. 전기 전도도에 있어서는 섬유 체적비와 주파수 분산성에 대한 의존성을 고려하였다. 구성 재료의 물성 및 섬유 체적비는 제작된 FSFC의 전자기적 특성에 큰 영향을 주지 않았으나, 개구면 대 요소 크기의 비는 많은 영향을 주었다.