• Composites Research
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• 제17권1호
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• pp.38-46
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• 2004

본 논문의 목적은 탄소섬유 건직물의 토우 구조의 미소 거동과 변형 중의 평면 하중과의 관계를 규명하는 것이다. 평면 하중은 변형 중에 토우들을 재배치하며, 결국에는 잠김 현상을 유발하게 된다. 본 논문에서는 토우 간격, 주름각등의 미소 변형 변수들을 관찰하기 위해 일방향 편향 인장실험과 이축 인장실험을 겪은 시편들을 전단각에 따라 분류하여 현미경을 이용하여 변형 경향을 관찰하였다. 전단각에 따른 변형된 토우 구조의 변화를 간단한 설계 변수 모델을 이용하여 근사하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.293-308
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• 1999

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.53-61
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• 1999

복합재료의 파단식은 강도계수의 산정이 쉽고, 형상이 유연하며, 논리적인 단순성을 유지하기 위하여 각 파단모드와 하중조건을 고려하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 인장 및 비틀림의 이축하중에 대한 등가강도를 도입함으로써 새로운 파단식을 유도하였다. 이축 실험 결과는 등가이축강도가 cos($tan^{-1}R_b$)의 지수함수로 표현됨을 보였다. 이축하중의 파단강도는 일방향 인장강도 및 비틀림강도와 이축비의 함수로 예측할 수 있다. 실험 데이터의 산포성은 Weibull 분포함수와 등가이축강도 개념을 이용하여 분석하였다. 또한, 일방향 인장 및 비틀림 S-N 선도로부터 복합하중하의 S-N 선도를 구할 수 있는 피로해석법을 평면 응력 모델을 기반으로 개발하였다. 예측결과는 적층복합재료의 이축강도와 피로수명의 실험 데이터와 잘 일치하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.139-146
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• 2008

본 연구에서는 콘크리트의 이축 휨인장 특성을 일축 휨인장 특성과 실험적으로 비교, 분석하였다. 이를 위하여 일축 휨인장강도는 현재 많이 사용되고 있는 콘크리트 휨강도 실헙 방법을 사용하여 측정하였으며, 이축 휨강도의 경우는 지광습 외, Zi and Oh에 의해 제안된 새로운 이축 휨강도 실험 방법을 사용하였다. 골재의 크기에 따른 휨파괴강도 변화를 분석하기 위하여 세 가지 크기의 실험체를 제작하였다. 또한 통계적 특성 분석을 위하여 각 변수별로 32개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험 결과 평균 이축 휨파괴강도가 일축의 경우보다 20% 정도 큰 것으로 나타났으나, COV의 경우에는 이축의 경우가 18% 큰 것으로 해석되었다. 이는 이축 휨균열 확률이 일축 보다 클 수도 있음을 의미한다.

• Composites Research
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• 제18권2호
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• pp.13-19
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• 2005

본 논문에서는 전단 변형을 받은 새틴 건직물을 이용하여 토우간격, 토우 두께. 토우 진폭변화 등의 토우 파라메터의 미소 변형을 관찰하였다. 재료 내부에 발생한 평면 하중에 따른 관찰 결과를 평가하기 위해 일방향 편향 인장실험과 이축 인장실험 결과와 비교하였다. 불균일한 하중분포를 유발하는 정렬 불일치각을 가지는 재료의 사진틀 전단실험 곁과 인장방향과 압축방향의 토우에서와 다른 변형 거동을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.17-30
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• 2009

지하에 공동을 건설하는 터널 공사의 경우 초기 응력의 집중 및 발파와 같은 시공단계에서의 과도한 에너지의 적용으로 인하여 주변 암반에 손상을 발생시킨다. 이러한 손상의 발생은 터널에 작용하는 하중 및 터널 주변 암반의 흐름조건에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 이유로 터널 주변에 발생하는 손상구간에 대하여 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 유사암석으로 제작된 공동이 존재하는 절리모델의 이축압축실험을 통하여 공동주변의 손상발생을 연구하였다. 절리면은 수평면과 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 조건으로 형성되었으며, 초조강시멘트 재료를 이용하여 유사절리모델을 제작하였다. 이축압축 실험결과 공동주변에서는 절리면에 수직한 방향으로 인장균열의 발생이 관측되었으며, 균열의 진행으로 인하여 암반블록이 형성되었으며, 진행하는 인장균열이 다른 절리면에 도달하여 암반블록이 완전히 형성된 경우 탈락하는 과정을 보였다. 이러한 인장균열의 진전은 절리면의 각도에 따라 상이한데 절리면의 각도가 클수록 안정적이며 진행성의 균열 진전 양상이 관측되었다. 이러한 인장균열의 발달은 절리면으로 구성된 암편을 보로 가정 할 경우 공동의 곡률로 인한 기하학적 형상의 불규칙성으로 인하여 모멘트가 작용하는 것으로 판단된다. 이상의 실험결과를 입자요소해석 방법을 기반으로 하는 PFC 2D를 이용하여 모사하였다. 해석결과 실험에서 관측한 바와 같이 절리면 각도가 작을수록 손상대의 폭은 넓어지며 인장균열의 진행에 의한 암반블록의 형성이 관측되었다. 또한 상호작용이 발생하는 균열을 조사한 결과 수치해석에서도 절리면의 각도가 작은 조건에서 진행성의 파괴가 나타났다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.99-102
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• 2003

This paper aims to observe the micro-mechanical behaviour of tow geometry during deformation of dry woven carbon-fiber fabric. With the increment of shear angle fabric experiences 'lock-up'phenomenon. In this paper, deformation of micro-mechanical parameters such as tow interval, change in tow amplitude and wavelength are investigated. To observe the micro-deformation of the fabric structure, appropriate specimens from bias extension and biaxial tests are sectioned and observed under the microscope. It was found that different loading conditions cause geometric deferences in the tow architecture.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.27-35
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• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-178
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• 2003

날개크랙과 이차크랙은 암석의 일축압축 및 이축압축 조건에서 관측되는 특정한 형태의 크랙이다. 본 연구에서는 석고로 제작된 실험체내에 발생하는 날개크랙과 이차크랙의 형태적 측면을 미시적 및 거시적 관점에서 관측하였다. 날개크랙의 진행방향을 따라 미소인장크랙이 관측되었으며 미소인장크랙은 공극간의 연결과 분지현상을 통하여 진전되었다. 날개크랙의 개시점에서 다중의 미소인장크랙의 개시가 관측되었으며 미소인장크랙은 굴곡진 진행을 보인다. 또한 이차크랙과는 달리 미소인장크랙은 상대적으로 일정한 크랙의 틈을 보이며 인장에 의한 할렬파괴에 의해 진행되는 것으로 나타났다. 이차크랙의 미시적 관측에서는 미소파쇄대가 관측되었다. 이차크랙의 파괴구간 내에서는 입자 및 집괴의 분리, 경사진 미소파쇄대의 형성 및 불규칙한 크기의 틈을 가진 미소파쇄대가 관측되었다. 이러한 결과는 이차크랙이 전단에 의해 형성됨을 보이고 있다 날개크랙과 이차크랙은 서로 다른 크기의 파괴진행구간을 보이고 있으며 각각의 크랙의 진행 방향에 직각방향으로 측정된 파괴진행구간의 폭은 날개크랙의 경우 10$\mu{m}$에서 20$\mu{m}$ 정도이며 이차크랙은 100$\mu{m}$에서 200$\mu{m}$ 정도이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.693-696
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• 2008

최근에 개발된 이방향 휨인장 시험법(Biaxial Flexure Test; BFT)을 적용하여 이축 인장강도를 측정한 결과 원형 시편에 1${\sim}$3개의 초기 균열이 불규칙 하게 발행한 후 파괴되는 것이 일반적이며, 실험체의 크기가 증가함에 따라 상대적으로 균열의 개수가 증가하는 양상을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한, 일방향 휨인장과 마찬가지로 이방향 인장상태의 균열강도의 크기효과에 관한 연구를 위한 각종 변수의 선택에 따른 이방향 휨 인장시험체의 거동을 삼차원 유한요소 해석을 통해 분석하였으며, 지점간의 지름, 하중재하판의 지름, 시험체의 두께와 여유길이 등이 주요변수로 고려되었다. 분석결과 시험체가 b/a>0.4인 경우에서는 h/a가 증가할수록, 여유길이의 크기가 작을수록 이방향 휨인장 응력 산정식과 일치함을 알 수 있었다.