• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권4호
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• pp.505-514
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• 2016

To study mechanical properties of fiberglass reinforced wood-based composite (FRWC), fiberglass with a diameter of $20{\mu}m$ was selected to prepare test specimens. Mechanical properties of fiberglass reinforced wood-based composite were determined by three-point-bending test while its microstructure was characterizes by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that mechanical properties of fiberglass reinforced wood-based composite were superior to that of the wood fiberboard based on the contrasting mechanical curves and the analysis of fracture mechanism. It is believed that the material design with this "sandwich" structure brings a unique buffering capacity of fiberglass into play in the composites. So the specimen did not produce a sudden fracture failure at high level of applied loads because it had a bearing ability. The SEM analysis showed that the working strength of PVAc adhesive was high; under a bearing force, it could properly transfer a load. In addition, glass fiber mesh and wood fiber board combined well.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권4호
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• pp.325-340
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• 2011

Based on the experimental data presented in part I of these companion papers, a semi-empirical model is proposed for axial stress-strain curves of reinforced high-strength concrete square columns confined by aramid fiber reinforced polymer (FRP) jackets. Additionally, a three-dimensional finite element model is developed to simulate the mechanical behaviors of the columns. In the finite element model, both material nonlinear and contact nonlinear are taken into account. Moreover, the influence of contact nonlinear (i.e., the end friction on the contact surface between test machines and specimens) is investigated deeply. Predictions from both the semi-empirical model and the finite element model agree with the experimental results, and it is also demonstrated that the friction coefficient of end friction notably affect the properties of columns when it ranges from 0.00 to 0.25.

• Coupled systems mechanics
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• 제10권6호
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• pp.509-520
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• 2021

Fiber-reinforced concrete (FRC) is a composite material where small fibers made from steel or polypropylene or similar material are embedded into concrete matrix. In a material model each constituent should be adequately described, especially the interface between the matrix and fibers that is determined with the 'bond-slip' law. 'Bond-slip' law describes relation between the force in a fiber and its displacement. Bond-slip relation is usually obtained from tension laboratory experiments where a fiber is pulled out from a matrix (concrete) block. However, theoretically bond-slip relation could be determined from bending experiments since in bending the fibers in FRC get pulled-out from the concrete matrix. We have performed specially designed laboratory experiments of three-point beam bending with an intention of using experimental data for determination of material parameters. In addition, we have formulated simple layered model for description of the behavior of beams in the three-point bending test. It is not possible to use this 'forward' beam model for extraction of material parameters so an inverse model has been devised. This model is a basis for formulation of an inverse model that could be used for parameter extraction from laboratory tests. The key assumption in the developed inverse solution procedure is that some values in the formulation are known and comprised in the experimental data. The procedure includes measured data and its derivative, the formulation is nonlinear and solution is obtained from an iterative procedure. The proposed method is numerically validated in the example at the end of the paper and it is demonstrated that material parameters could be successfully recovered from measured data.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.561-566
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• 2003

In this study, to predict the behavior of RC beam strengthened with Carbon fiber reinforced polymer(CFRP) plate, analytical program considering material non-linearity is developed. Strain compatibility and force equilibrium are applied and internal forces of constitutive material are calculated using nonlinear stress-strain relationship. Also, to certainty the reliability of analytical program, deflection, strain of CFRP plate, change of neutral axis on cross section and crack distribution at failure are compared with those of experiment, and each results are almost coincident.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.237-244
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• 2012

콘크리트는 재료적으로 인장에 취약하고 변형에 취성이 크다는 태생적 단점을 갖고 있다. 콘크리트 조직에 인장에 강한 작은 섬유를 혼합한 섬유보강콘크리트는 이러한 취약점을 보완할 수 있는 좋은 방법으로 간주되었으며, 많은 종류의 섬유재료와 방법들이 제안되었다. 그러나 이 섬유보강콘크리트에도 아직까지 해결하지 못한 문제로서 균질한 배합이 힘들고 높은 체적비를 갖는 섬유 혼입의 어려움 등이 있다. 최근에 새로운 개념의 규칙적 다공질 금속(periodic cellular metal)이 개발되어 기계 분야에 많이 적용되고 있는 철선으로 직조된 카고메 트러스가 있다. 이 논문은 기존 강섬유보강콘크리트의 현실적 문제점을 해결하기 위한 방법의 일환으로 카고메 트러스의 적용 가능성을 검토하기 위한 기초 실험 연구 결과를 정리한 것이다. 3종류의 카고메 트러스로 보강된 실험체와 동일한 제원의 수직스터럽으로 보강된 보 실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 카고메 트러스 보강 실험체에서는 강도와 연성이 보통 스터럽 보강 보 보다 더 우수한 결과를 나타냈으며, 복부 보강재로서 우수한 기능을 할 수 있는 것으로 판명되었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.102-108
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• 2012

A study of terahertz waves (T-ray) was made for the nondestructive evaluation of FRP (Fiber reinforced plastics) composite materials. The to-be-used systems were time domain spectroscopy (TDS) and continuous wave (CW). The composite materials investigated include both turbine blades of wind energy (non-conducting polymeric composites) and conducting carbon fiber composites. Terahertz signals in the TDS mode resembles that of ultrasound; however, unlike ultrasound, a terahertz pulse was not able to detect a material with conductivity. This was demonstrated in CFRP (Carbon fiber reinforced plastics) laminates. Refractive index (n) was defined as one of mechanical properties; so a method was solved in order solve the "n" in the material with the cut parts of the turbine blades of wind energy. The defects and anomalies investigated by terahertz radiation were foreign material inclusions and simulated disband. Especially, it is found that the T-ray went through the turbine blade with greater thickness (about 90mm).

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.132-137
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• 2012

To enhance the CAE accuracy, the definition of material behavior is one of key influence on the result. In case of plastic material with fiber reinforcement, the anisotropic material behavior should be taken into account to increase of CAE accuracy. BASF has developed an innovative CAE tool, ULTRASIM$^R$, which is capable of generating material models of thermoplastic materials for structural simulation. ULTRASIM$^R$, not only the glass fiber orientation effect, but also the weld line effect, tensile-compression anisotropy, strain rate effect are combined in a non-linear material law, which will be evaluated in a unique failure criterion, thus resulting in an highly accurate CAE approach.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.137-144
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• 2019

취성재료인 탄소섬유보강폴리머(CFRP)의 시편시험에서 총변형량과 유효길이로서 유도되는 환산변형률을 도입하고, 환산변형률의 장점을 기술하였다. 일반적으로 재료의 인장물성을 결정하기 위해 스트레인 게이지 측정값을 사용하지만, 취성특성을 가지는 CFRP에서는 항상 유효한 것은 아니다. 그 이유는 취성재료에서는 응력재분배를 할 수 없으며, 스트레인 게이지의 측정값은 국부거동만을 나타기 때문이다. 따라서 환산변형률은 취성재료의 인장인장특성의 평균값을 측정하고 변형률과 측정값을 검증하는 보조지표로서 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 환산변형률은 1) 제작 오차(편차) 와 세팅 오차(정렬 불량)에 의해 발생하는 초기 내부 변형률에 기인한 영향과 2) 불균일 변형분포로 인한 부분파단 이후 거동을 명확히 가시화하는 장점이 있다.

• 한국가스학회지
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• 제7권1호
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• pp.28-32
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• 2003

대체 facing material 소재로 유력시되는 FRP를 사용하여 facing material이 갖추어야할 압축, 인장 등 기계적 물성과, vapor barrier도, 화학적 안전성 등을 조사한 결과 모든 면에서 기존의 plywood보다 우수한 성질을 나타냄을 밝혔다. 본 연구의 결과로서 대체 facing material로 FRP를 사용할 경우 LNG 저장 탱크의 안전성이 향상되고 높은 vapor barrier기능으로 인해 탱크의 성능이 향상되는 등 다양한 장점을 나타냄을 알 수 있게 되었다. 따라서 본 연구의 결과는 LNG 저장 탱크의 성능을 개선하는데 기여하며, LNG 저장 탱크용 합판의 대체연구에 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.170-178
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• 2015

이 연구에서는 산업부산물인 알카리활성 슬래그와 알칼리 활성화제 (물유리, 수산화나트륨)에 강섬유를 사용하였으며, 이를 철근콘크리트 보에 적용하여 휨성능 평가를 하였다. 주요변수는 알칼리 활성화제의 혼입비율 및 강섬유를 혼입으로 총 8개의 실험체를 제작하였으며, 재료 및 구조성능 평가를 위한 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 친환경 알카리활성 슬래그 섬유보강콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보는 전반적으로 휨 또는 휨-전단에 의하여 파괴되었다. 그리고 수산화나트륨의 몰 증가와 강섬유를 보강한 결과 최대내력이 15.8~25.9% 증가한 값이 나타났으며, 연성 또한 높게 나타났다. 친환경 알카리활성 슬래그 섬유보강콘크리트는 기존의 콘크리트를 대체할 수 있는 기초연구로서 향후 건설소재 및 재료분야에 활용할 수 있을 것으로 사료되며, 이러한 특성을 바탕으로 콘크리트 2차 제품 생산과 구조부재를 PC화하여 활용할 경우 생산성 향상, 공기단축 등 효율이 상승될 것으로 보인다.