• 한국건축시공학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.639-645
• /
• 2014

최근에는 현대사회의 기술발전으로 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 건설산업에서도 재료 및 건축구조물의 발전이 계속되고 있는데, 그 중에서 콘크리트 재료의 발전이 특히 주목받고 있다. 그러나, 콘크리트는 간편성, 공기단축 및 높은 압축강도 등의 이점이 있는 반면에, 낮은 인장 및 휨강도, 취성파괴 및 건조수축 등의 문제점들이 발생하여 일부 기업 및 학계에서는 이를 해결하기 위하여 섬유보강 콘크리트 등 다방면의 연구가 진행되고 있다. 그 중, 섬유의 다량혼입으로 큰 응력에서 넓은 범위의 변형을 일으킬 수 있는 HPFRCC 재료 개발의 경우 섬유의 다량 혼입으로 높은 인성 등 발휘하는 장점이 있으나, 섬유 뭉침 등의 문제로 유동성 저하의 문제점이 발생하여 궁극적으로는 콘크리트의 품질저하를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 인장 및 휨 강도 성능 향상을 확보를 위해 섬유를 활용한 섬유보강 HPFRCC의 시멘트 복합재료에 시공성능을 향상시키기 위한 목적으로 유 무기 섬유 조합변화에 따른 HPFRCC의 유동 특성 및 역학적 특성 등을 분석하므로서 최적의 섬유조합을 제안하고자 한다. 결과적으로 1 % 소량 혼입시 유동성 측면에서는 섬유 조합변화한 경우보다 단독으로 사용하였을 경우 높은 유동성을 나타내었고 특히, SS섬유의 경우가 가장 높은 유동성을 나타내었다. 또한 공기량이 낮았던 유기섬유의 경우 상대적으로 공기량이 높았던 강섬유의 비해 강도는 높았지만 인장 및 휨 강도는 낮은 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.13-16
• /
• 2008

전단경간-깊이의 비가 1을 넘지 않는 캔틸레버로서 응력교란구역을 형성하는 내민받침은 보에 의해 전달되는 수직하중과 지지하고 있는 부재의 수축, 온도 변형, 크리프 변형에 의해 전달되는 수평 하중에 저항하는 부재이다. 최근, 고강도 콘크리트의 사용이 증가하고 있고, 철근 콘크리트 구조물의 부식에 대한 관심이 높아지면서 고성능의 보강재를 콘크리트 부재에 전략적으로 적용하는 하이브리드 보강기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 강섬유 및 헤디드 바를 활용한 하이브리드 보강 기법을 내민받침에 적용하고자 섬유보강 고강도 콘크리트 내민받침을 제작하고 구조실험을 실시하였다. 강섬유의 혼입, 강섬유 혼입률의 증가에 따라 고강도 콘크리트 내민받침의 내하력, 강성, 연성은 증가하는 것으로 나타났고, 최대 균열폭은 감소하였다. 또한, 횡방향 철근에 용접하여 주인장 타이 철근을 정착한 내민받침 보다 헤디드 바를 주인장 타이 철근으로 사용한 내민받침이 더 높은 내하력, 강성, 연성을 보였다.

• 한국염색가공학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.29-41
• /
• 2023

This study is about a hybrid lightweight cowl crossbeam structure with high rigidity and ability to absorb collision energy to support the cockpit module, which is an automobile interior part, and to absorb energy during a collision. It is a manufacturing process in which composite material bracket parts are inserted and injected into existing steel bars. When considering the mounting condition of a vehicle, the optimization of the fastening condition of the two parts and the mechanical properties of the composite material is acting as an important factor. Therefore, this study is about a composite material having a volume content of Polyamide(PA) and Glass Fiber used as a composite material for a composite material-metal hybrid cowl crossbeam. As a result of analyzing the physical properties of the PA/GF composite material, experimental data were obtained that can further enhance tensile strength and flexural strength by using PA66 rather than PA6 used as a base material for the composite material. And based on this, it contributed to securing the advantage of lightening by using high-stiffness composite material by improving the high disadvantage of the weight of the cowl crossbeam material, which was made only of existing metal materials.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
• /
• pp.831-836
• /
• 2000

During machining, since more than 50% compliance of the cutting point in machine tool structures comes from headstocks, with the remainder coming from beds, slides and structural joints, the structural analysis of the headstock is very important to improve the static and dynamic performances. Especially, in case of machining hard and brittle materials such as glasses and ceramics with the grinding machine, the reinforced headstock with the high damping material is demanded. Since the fiber reinforced composite materials have excellent properties for structures, owing to its high specific modulus, high damping and low thermal expansion, it is expected that the dynamic and thermal characteristics of the headstock will be improved if they are employed as the materials fur headstock. In this paper, the design and the manufacturing methods as well as the static and dynamic characteristics of a steel-composite hybrid headstock were investigated analytically and experimentally to improve the performance of the grinding machine system.

• Composites Research
• /
• 제34권1호
• /
• pp.35-46
• /
• 2021

본 논문은 차량에 사용되는 B필러의 강화재를 기존의 스틸 소재에서 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)와 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)로 대체하여 경량화하는 것이 목표다. 이를 위해서는 무게는 감소시키면서 기존 B필러를 대체할 수 있는 구조안정성을 확보해야 한다. 기존 B필러는 스틸 아우터(outer)를 포함하여 다양한 형상의 스틸 강화재로 구성되며, 이와 같은 스틸 강화재 중 2가지의 스틸 강화재를 복합재로 대체하고자 한다. 이와 같은 스틸 강화재는 강화재 각각을 따로 제작하여 용접을 통해 결합되지만, 복합재 강화재는 패치(patch) 형태의 CFRP와 리브(rib) 구조의 GFRP를 활용하여 압축과 사출 공정을 통해 한번에 제작된다. CFRP는 B필러의 고강도부에 부착되어 측면 하중에 저항하도록 하였으며, GFRP 리브는 위상 최적화(Topology optimization) 기법을 통해 비틀림과 측면 하중을 저항하도록 설계하였다. 구조해석을 통해 기존 스틸 강화재와 비교 분석을 수행하였고, 경량화율을 산출하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제10권sup3호
• /
• pp.33-41
• /
• 2016

Ultra-high performance concrete (UHPC) is one of the most promising construction materials because it exhibits high performance, such as through high strength, high durability, and proper rheological properties. However, it has low tensile ductility compared with other normal strength grade high ductile fiber-reinforced cementitious composites. This paper presents an experimental study on the tensile behavior, including tensile ductility and crack patterns, of UHPC reinforced by hybrid steel and polyethylene fibers and incorporating plastic beads which have a very weak bond with a cementitious matrix. These beads behave as an artificial flaw under tensile loading. A series of experiments including density, compressive strength, and uniaxial tension tests were performed. Test results showed that the tensile behavior including tensile strain capacity and cracking pattern of UHPC investigated in this study can be controlled by fiber hybridization and artificial flaws.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제83권1호
• /
• pp.109-121
• /
• 2022

Twelve push-out test specimens were conducted with various parameters to study the static and fatigue performance of a new through-bolt shear connector transferring the shear forces of interface between prefabricated hybrid fiber reinforced concrete (HFRC) slabs and steel girders. It was found that the fibers could improve the fatigue life, capacity and initial stiffness of through-bolt shear connector. While the bolt-hole clearance reduced, the initial stiffness, capacity and slippage of through-bolt shear connector increased. After the steel-concrete interface properties were improved, the initial stiffness increased, and the capacity and slippage reduced. Base on the test results, the equation of the load-slip curve and capacity of through-bolt shear connector with prefabricated HFRC slab were obtained by the regression of test results, and the allowable range of shear force under fatigue load was recommended, which could provide the reference in the design of through-bolt shear connector with prefabricated HFRC slabs.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.31-39
• /
• 2021

본 연구에서는 후크형 강섬유(HSF)와 스무스형 섬유(SSF)의 혼합 비율과 변형속도가 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장 특성 시너지 효과에 미치는 영향을 평가하기 위하여, HSF와 SSF를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합 비율로 혼입한 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였다. 실험 결과, HSF를 보강한 시멘트복합체(HSF2.0)은 변형속도가 증가함에 따라 섬유 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열의 증가에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후 응력 저하가 급격하게 발생하였다. SSF가 0.5vol.% 혼입되는 경우, 준정적에서 마이크로 균열을 효과적으로 제어하지만, 고속에서는 마이크로 균열 제어 및 후크형 강섬유의 인발저항성능 향상에 효과적이지 않은 것으로 확인되었다. 반면, HSF 1.0vol.%와 SSF 1.0vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.0SSF1.0)은 마이크로 및 매크로 균열에 대해 각각의 섬유가 효과적으로 제어하고, SSF가 HSF의 인발저항성능을 향상시킴으로써 고속에서 변형능력 및 에너지 흡수 능력에 대한 섬유 혼합 효과가 크게 증가하였으며, 인장강도, 변형능력 및 피크인성의 변형속도 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 반면, SSF 1.5vol.%의 혼입은 매트릭스 내의 섬유 혼입 개체 수를 증가시키고, HSF의 인발저항성능을 향상시켜 가장 높은 인장강도 및 연화인성 시너지 효과를 나타내었지만, 매크로 균열을 제어하는 HSF의 혼입률이 0.5vol.%로 낮아 변형능력 및 피크인성 시너지에는 효과적이지 않은 것으로 확인되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
• /
• pp.2409-2421
• /
• 2011

본 논문에서는 지진하중에 의한 1경간 1층 강재골조구조에 대한 하이브리드 실험을 수행하였다. 오른쪽 기둥 1개소와 상부의 트러스요소 또는 보요소는 수치해석모형으로, 왼쪽기둥 1개소는 물리적 부분구조모형으로 선택하여 요소의 성능 및 거동을 평가하였다. 실험은 1자유도 또는 3자유도만을 고려하여 실시간으로 하이브리드 실험을 수행하였으며, 이를 위한 제어 알고리즘은 MATLAB/Simulink를 이용한 방법과 OpenSees, OpenFresco와 xPCTarget를 이용하는 방법으로 나누어 수행하였다. 그리고 수치해석모형과 물리적 부분구조모형의 실시간 데이터 통신을 위하여 SCRAMNet을 사용하였다. 파이버단면을 이용한 구조해석이 가능한 OpenSees를 사용하여 수치해석을 실시하였으며, 실시간 하이브리드 실험결과를 이와 비교하였다. 단순한 구조모형을 이용하여 제어시스템의 유효성을 검증하고자 실시간 하이브리드 실험이 실시되었으며, 추후 심각한 비선형성을 갖거나 복잡한 구조물의 하이브리드 실험으로 확장할 예정이다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제28권4호
• /
• pp.509-516
• /
• 2018

The differential quadrature (DQ) and teaching-learning based optimization (TLBO) methods are coupled to introduce a hybrid numerical method for maximizing fundamental natural frequency of laminated composite skew plates. The fiber(s) orientations are selected as design variable(s). The first-order shear deformation theory (FSDT) is used to obtain the governing equations of the plate. The equations of motion and the related boundary conditions are discretized in space domain by employing the DQ method. The discretized equations are transferred from the time domain into the frequency domain to obtain the fundamental natural frequency. Then, the DQ solution is coupled with the TLBO method to find the maximum frequency of the plate and its related optimum stacking sequences of the laminate. Convergence and applicability of the proposed method are shown and the optimum fundamental frequency parameter of the plates with different skew angle, boundary conditions, number of layers and aspect ratio are obtained. The obtained results can be used as a benchmark for further studies.