• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.161-172
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• 2017

A new composite tube connection method called the pre-tightened teeth connection technique is proposed to improve the composite tube connection efficiency. This paper first introduces the manufacturing process of the proposed technique. It then outlines how the mechanical properties of this technology were tested using four test groups. The factors that influence the load-bearing capacity and damage model of the connection were analyzed, and finally, the transfer load mechanism was investigated. The following conclusions can be obtained from the research results. (1) The new technique improves the compressive connection efficiency by a maximum of 79%, with the efficiency exceeding that of adhesive connections of the same thickness. (2) Changing the depth of teeth results in two types of damage: local compressive damage and shear damage. The bearing capacity can be improved by increasing the depth, length, and number of teeth as well as the pre-tightening force. (3) The capacity of the technique to transfer high loads is a result of both the relatively high interlaminar shear strength of the pultruded composite and the interlaminar shear strength increase provided by the pre-tightening force. The proposed technique shows favorable mechanical properties, and therefore, it can be extensively applied in the engineering field.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.30-39
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• 2011

이 논문에서는, CFT 감재-콘크리트 합성말뚝과 FRP를 원주방향으로 보강한 FRP-콘크리트 합성말뚝 (CFFT)과 관련하여 발생하는 문제점들을 완하시키기 위해 새롭게 제안된 콘크리트 채움 원형 FRP 말뚝 (HCFFT)의 구조적 거동에 대한 실험적 연구결과를 발표하였다. 연구를 통해 기존의 CFT와 CFFT 말뚝과 비교하여 새로 제안한 HCFFT 말뚝이 말뚝 기초의 시공에서 축하중과 휨모멘트를 포함하는 상부하중을 지반에 효과적으로 전달할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.325-335
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• 2006

본 논문에서는 설계와 해석을 거쳐 인발성형으로 제작된 중공단면 복합소재 교량 바닥판에 대해 휨 성능시험, 바닥판-거더 연결부시험, 바닥판-방호벽 연결부시험 등을 통해 구조적 특성을 분석하였다. 휨시험체에 지간 중앙에 변위계와 상 하부판의 주요부에 변형률계를 부착하여 파괴하중 재하시까지 거동을 계측하고 그 결과를 분석하였다. 휨시험체에 대한 유한요소해석도 실시하여 시험결과와 비교분석하였으며, 휨에 대한 극한 내하력을 추정하였다. 또한, 시범시공된 복합소재 바닥판 플레이트 거더 교량에 대한 현장 재하시험결과와 현장적용사례를 기술하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1291-1303
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• 2015

Damage caused by low velocity impact is so dangerous in composites because although in most cases it is not visible to the eye, it can greatly reduce the strength of the composite material. In this paper, damage development in U-section glass/polyester pultruded beams subjected to low velocity impact was considered. Different failure criteria such as Maximum stress, Maximum strain, Hou, Hashin and the combination of Maximum strain criteria for fiber failure and Hou criteria for matrix failure were programmed and implemented in ABAQUS software via a user subroutine VUMAT. A suitable degradation model was also considered for reducing material constants due to damage. Experimental tests, which performed to validate numerical results, showed that Hashin and Hou failure criteria have better accuracy in predicting force-time history than the other three criteria. However, maximum stress and Hashin failure criteria had the best prediction for damage area, in comparison with the other three criteria. Finally in order to compare numerical model with the experimental results in terms of extent of damage, bending test was performed after impact and the behavior of the beam was considered.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권3호
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• pp.283-290
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• 2019

In global competition manufacturing companies have to produce modern, new constructions from advanced materials in order to increase competitiveness. The aim of my research was to develop a new composite cellular plate structure, which can be primarily used for structural elements of road, rail, water and air transport vehicles (e.g. vehicle bodies, ship floors). The new structure is novel and innovative, because all materials of the components of the newly developed structure are composites (laminated Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) deck plates with pultruded Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) stiffeners), furthermore combines the characteristics of sandwich and cellular plate structures. The material of the structure is much more advantageous than traditional steel materials, due mainly to its low density, resulting in weight savings, causing lower fuel consumption and less environmental damage. In the study the optimal construction of a given geometry of a structural element of a road truck trailer body was defined by single- and multi-objective optimization (minimal cost and weight). During the single-objective optimization the Flexible Tolerance Optimization method, while during the multi-objective optimization the Particle Swarm Optimization method were used. Seven design constraints were considered: maximum deflection of the structure, buckling of the composite plates, buckling of the stiffeners, stress in the composite plates, stress in the stiffeners, eigenfrequency of the structure, size constraint for design variables. It was confirmed that the developed structure can be used principally as structural elements of transport vehicles and unit load devices (containers) and can be applied also in building construction.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.20-28
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• 2010

이 논문에서는 기존의 CFFT(Concrete Filled FRP Tube) 복합재 말뚝의 휨강성을 확보하기 위한 새로운 복합재 말뚝형식을 제안하였다. 기존의 CFFT 복합재 말뚝은 필라멘트와인딩 공정으로 제작한 FRP를 사용하기 때문에, 압축력이 편심재하될 경우 휨거동에 대한 안전성을 확보하기 위해 철근 등 별도의 보강재를 필요로 한다. 이 연구에서는 별도의 보강재 없이 휨거동에 대한 저항성을 확보하기 위하여 펄트루젼 방식으로 제작된 FRP를 CFFT 외부에 원주방향으로 부착시킨 FRP-콘크리트 합성말뚝(Hybrid CFFT, HCFFT)을 제안하였다. 이 논문은 HCFFT의 구조적 거동을 검토하기 위한 연구의 일부로서, HCFFT에 사용되는 필라멘트와인딩 FRP의 역학적 특성을 알기 위한 실험을 실시하였다. 또한, 기존 연구 결과를 참조하여 HCFFT의 압축강도를 추정하였으며, 유한요소해석을 통해 얻은 결과와 비교분석하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-8
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• 2014

Pultruded glass fiber reinforced polymeric plastic (PFRP) and FRP member manufactured by sheet molding compound (SMC) have superior mechanical and physical properties compared with those of conventional structural materials. Since FRP has an excellent corrosion-resistance and high specific strength and stiffness, the FRP material may be highly appreciated for the development of floating-type photovoltaic (PV) power generation system. In this paper, advanced floating PV generation system made of PFRP and SMC is designed. In the design, it includes tracking solar altitude by tilting photovoltaic arrays and tracking solar azimuth by spinning structures. Moreover, the results of the finite element analysis (FEA) are presented to confirm stability of entire structure under the external loads. Additionally, installation procedure and mooring systems in the Hap-Cheon Dam are discussed and the measurement of strain under the actual circumstances is conducted for assuring stability of actually installed structures. Finally, by comparison with allowable stress, appropriate safety of structure is confirmed to operate the system.

• Composites Research
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• 제27권3호
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• pp.103-108
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• 2014

섬유강화복합재는 단위중량당 강도와 강성이 뛰어나고, 단위중량이 작으며, 내부식성이 뛰어난 점 등의 다양한 재료성질의 장점이 있는 재료로서 건설분야에 적용이 점차 증가하고 있으며, 섬유강화복합재의 건설분야에 활용한 예로 수상 부유식 태양광발전 구조물이 있다. 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 저탄소 녹색성장의 대표적인 사례로 각광받고 있으며, 안전성 및 경제성을 확보하기 위한 연구가 다수 진행되었다. 또한 수상 부유식 태양광발전 구조물은 최근 국내에 상용화 단지가 시공되었다. 본 논문에서는 상용화 과정에서 경제성 및 시공성을 위해 개발된 수상 부유식 태양광발전 구조물의 요소기술의 연구 개발 내용을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.66-71
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• 2013

말뚝은 상부구조물에 작용하는 하중을 지반에 전달하는 구조요소로서, 일반적으로 말뚝기초는 지중 또는 수면 아래 지중에 건설된다. 이러한 환경은 부식 또는 염해를 유발하여 말뚝에 손상을 야기한다. 지중 및 수중 구조요소인 말뚝이 손상될 경우, 손상에 따른 내구성을 평가하기 어려우며 추가적인 보수보강 및 유지관리 또한 어렵다. 이 연구에서는 말뚝기초의 내구성과 제작성을 개선하기 위하여 하이브리드 FRP-Concrete 합성말뚝(HCFFT)을 제안하였다. 제안된 HCFFT에 대한 유한요소해석과 실험을 실시하여, 이를 바탕으로 HCFFT의 최대하중 추정식을 제안하였다. 또한, 제안된 HCFFT의 제작과정에서의 문제점을 개선한 새로운 형태의 HCFFT의 형태를 제안하고, 유한요소해석을 실시하여 동일한 직경의 PHC 말뚝과 강관말뚝의 축방향 압축력을 HCFFT 말뚝의 축방향 압축력과 비교하여 HCFFT 말뚝의 장점을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.65-74
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• 2005

본 연구에서는 사각형 모듈의 인발성형된 복합재료 바닥판의 휨 거동에 대한 해석 모델을 개발하였다. FRP 바닥판의 해석 모델은 FSDT 평판 이론을 기반으로 임의 적층각을 지닌 FRP 바닥판의 처짐을 예측할 수 있었다. 수치적 예제에서는 네 변이 단순 지지된 등분포 하중을 받는 사각형 모듈의 FRP 바닥판을 2차원 평판 유한 요소해석을 적용하여 수행하였고, 해석 결과에 대해서는 바닥판 길이-높이의 비와 화이버 각도의 변화에 따른 효과에 대해 역점을 두고 다루었다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 해석 모델이 FRP 바닥판의 휨 거동을 해석하고 예측하는데 효과적이고 정확하다는 것이 입증되었다. 또한, FRP 바닥판의 높이가 높아질수록 plate 해석 이론에 있어서 일차전단변형이론(First order Shear Deformable laminated plate Theory : FSDT)이 아닌 고차전단변형(Higher order Shear Deformable plate Theory : HSDT)의 필요성에 대해 언급하였다.