• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.17-24
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• 2007

본 연구는 순수 Kevlar 직물과 실리카 입자를 포함하는 전단농화유체가 함유된 Kevlar 액체방탄재(STF-Kevlar)에 대한 방탄충격에 의한 파단모드 연구이다. Cal.22 파편탄과 9mm FMJ 볼탄에 의한 방탄시험에 의하여 이 두 재료는 거시적 측면에서 다른 파단모드를 보여주었다. 순수 Kevlar 직물에서는 얀의 뽑힘(Pull-out)이, 그리고 STF-Kevlar 액체방탄재에서는 얀의 파단이 충격에너지를 흡수하는 주 기구로 나타났다. 전자주사현미경에 의한 미시적 관찰에서 Kevlar 섬유 표면의 벗겨짐, 섬유가 여러 가닥으로 갈라지는 스프리트, 그리고 섬유의 절단, 이 세가지 파단 모드가 손상 정도의 차이는 있지만 공통적으로 두 재료에서 관찰되었다. STF-Kevlar에서, 얀 섬유의 파단은 첫째는 실리카 입자로 덮여있는 얀-얀, 직물-직물 사이의 마찰력과, 둘째는 충격시 전단농화 현상의 발생으로 얀의 이동이 강력하게 억제되기 때문인 것으로 보인다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.63-70
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• 2009

파괴모드는 저항력과 비탄성 변형 능력의 저하를 일으키는 균열이나 파단으로 귀결된다. 특수중심가새골조의 잠재적 파괴모드는 가새의 균열이나 파단, 가새나 거싯 플레이트의 순단면 파단, 거싯 플레이트용접의 균열, 볼트의 전단균열, 블록전단파단, 그리고 거싯 플레이트의 좌굴 등을 포함하고 있다. HSS 튜브가새는 특수중심가새골조에 자주 사용되고, 가새의 순단면 파단은 거싯 플레이트가 가새로 삽입되는 홈의 끝부분에 가새의 순단면을 통해 발생한다. 이 파괴모드는 인장파괴모드로 분류되고 급격한 강도저하와 취성적인 거동을 보인다. AISC 디자인 규준에선 순단면 보강을 요구하고 있다 (AISC 2001). 이 논문에서, 순단면 보강의 필요성에 대해 논의한다. 먼저, 미국 버클리대학교에서 수행됐던 순단면 파단실험을 유한요소모델을 이용한 이 실험의 모델링을 통해 소개한다. 실제 골조에서의 순단면 파단의 가능성을 조사하기 위해, 홈이 있는 중심가새골조를 유한요소법을 이용 모델링 하고, 인장지배의 근거리지진 이력을 적용시킨다. 이는 이력이 순단면 파단의 가장 중요한 인자라는 이전 해석 결과에서 기인한 것이다. 순단면 보강의 필요성과 인장지배의 근거리지진 이력의 영향에 대해 조사한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.983-992
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• 2005

섬유에 의하여 보강된 철근콘크리트 보의 파괴모드는 섬유가 파단하여 전단강도에 도달하는 경우와 섬유가 파단하기 이전에 전단강도에 도달하는 경우로 나누어진다. 이와 같이 섬유가 파단강도에 도달하지 않는 경우에 두 파괴모드의 전단강도는 상이하다. 섬유가 파단하지 않고 전단강도에 도달할 경우에 보의 전단강도를 예측하기 위하여 섬유의 파단강도를 사용할 수 없으므로 기존의 제안식에서는 섬유강도저감계수를 사용하여 섬유보강 보의 전단강도를 예측하였다. 그러나 기존 제안식의 대부분은 실험결과에 근거한 회귀분석을 통하여 일정한 상수 값에 의하여 섬유강도저감계수를 평가하였으며, 섬유의 도달강도와 밀접한 관계가 있는 콘크리트의 압축강도를 고려하지 않고 있다. 이 연구에서는 변형률의 적합조건을 이용한 트러스모델에 근거하여 섬유보강 보의 파괴모드의 경계점을 구별하고, 이를 이용하여 섬유보강 보의 전단강도를 예측하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.214-219
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• 2004

Crack tip behavior of single mode loading condition(mode I)depend on tensile loading component but one of mixed mode loading condition(mode I+II) have influenced on shear loading component like the practical structure. Because crack closure is caused by shear loading component under mixed-mode loading a research on the behavior in the stage of crack initiation and propagation require to be evaluate about crack closure effect by fatigue crack surface friction. For that reasion we examined the behavior at the crack tip by direct measuring method. Measured behavior at the crack tip was analyzed through vector crack tip displacement. As a result, crack propafation equation was corrected by considering with crack closure effect. In addition we compared fatigue fracture crack surface and crack closure level.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.141-145
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• 2013

본 연구에서는 CFRP 적층판에 다양한 종류의 부직포를 삽입하여 모드 II 층간파괴인성을 평가하고, 파단면의 SEM 분석을 통해 층간파괴인성의 증가 원인을 파악하였다. 모드 II 층간파괴인성값($J/m^2$)은 ENF실험에 의하여 얻어졌으며, 부직포를 삽입하지 않은 시편과 3종류의 부직포(8 $g/m^2$의 탄소부직포, 10 $g/m^2$의 유리부직포, 8 $g/m^2$의 폴리에스테르부직포)가 각각 삽입된 시험편들이 준비되었다. 각 시험편들에 대한 모드 II 층간파괴인성값은 부직포를 삽입하지 않은 시편을 기준으로 탄소부직포를 삽입한 시편은 197.7% 증가하였고, 유리부직포를 삽입한 시편은 약 135.4% 증가하였으며, 폴리에스테르부직포를 삽입한 시편은 약 158.7% 증가하였다. 부직포 삽입에 의한 모드 II 층간파괴인성값의 증가 원인은 SEM 분석에 의한 결과 단섬유의 섬유가교(Fiber bridging), 섬유파단(Fiber breakage), 헥클(Hackle) 등의 발생에 기인된 것으로 확인되었다.

• 기계저널
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• 제34권5호
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• pp.372-383
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• 1994

복합재료의 피로특성과 해석방법에 대하여 간략하게 살펴보았다. 복합재료의 피로현상에 대한 이해의 폭이 넓어짐에 따라 앞에서 소개한 방법외에 파단모드별 연구, 역학에 기초를 둔 해석법, 유한요소법의 적용, 혼성복합재료(hybrid composites)의 피로수명 예측 등의 다양한 연구가 진 행중이나, 아직 정립된 피로수명 예측식은 없다고 말할 수 있다. 재료의 손상을 나타내는 매개 변수로서 강성변화의 유용성이 밝혀진 상태이므로 앞으로 이를 이용하여 실제의 현상을 표현할 수 있는 손상함수의 구성과 피로수명 예측에 관한 연구가 수행되어야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.29-39
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• 2011

강구조물에서 접합부의 구조적 거동을 파악하기 위해서 국내외에서 많은 이론과 실험을 통한 연구가 진행되고 있다. 특히, 국내에서는 탄소강 ㄱ형강의 블록전단파단과 전단지체현상 등에 대한 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 오스테나이트계 스테인레스강 앵글의 하중방향의 연단거리와 볼트배열(1행 1열,1행 2열)을 주요변수로 실험체를 계획하여, 앵글 볼트 접합부의 파단형태와 면외변형의 영향을 조사한다. 또한, 현행 기준식에 의한 예측결과와 실험결과의 파단양상과 최대내력을 비교하고 면외변형으로 인한 내력저하정도를 평가한다.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.148-157
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• 2019

본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$, $C_f-SiC_f/SiC$의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3점 굴곡시험과 Oxy-Acetylene 토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. $C_f/SiC$복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. $SiC_f/SiC$복합재는 $C_f/SiC$ 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 $SiC_f/SiC$보다는 연성의 파단모드 그리고 $C_f/SiC$ 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene 토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 $SiO_2$층을 형성하였으며, 특히 이 층은 $C_f-SiC_f/SiC$와 $SiC_f/SiC$ 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, $C_f/SiC$의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 $SiC_f/SiC$ 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.27-34
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• 2012

본 연구에서는 기존의 모르타르 충전식 슬리브 철근이음에 대한 부착강도식으로부터 유도한 이 철근이음의 파괴모드 추정방법을 이용하여, AIJ 규준에 의하여 평가한 이 슬리브 철근이음의 강성을 검토하였다. 이것을 위하여 261개 모르타르 충전식 슬리브 철근이음의 기존 실험자료를 채택하여 실험의 결과를 분석한 결과에 의하면 모르타르 충전식 철근이음의 파괴모드 추정방법은 돌기가 없는 강관 슬리브에 SD500 철근을 사용한 철근이음을 제외한 모르타르 충전식 슬리브 철근이음에 대한 강성을 효과적으로 평가할 수 있었다. 그리고 이 슬리브 철근이음의 파괴모드 추정방법에 적용하여 철근의 인장파단 영역에 있는 실험체 중에 주물 슬리브와 돌기가 있는 강관 슬리브를 사용한 실험체에서 SD400 철근을 사용한 경우는 98%, SD500 철근을 사용한 경우는 모든 실험체가 단조가력 시의 강성이 AIJ 규준의 A급 이상인 것으로 나타났고, 철근의 인장파단 영역에 있는 모든 실험체는 슬리브의 종류와 슬리브에 매입한 철근 종류에 관계없이 반복가력 시의 강성이 AIJ 규준의 A급 이상인 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.59-68
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• 2010

이 연구에서는 얇은 두께의 복부를 갖는 세장한 벽체의 변형능력을 평가하였다. 벽체의 주요한 파괴 모드로서 휨항복 이후 비탄성거동을 보이는 벽체에서 주로 관찰되는 복부압괴와 철근인장파단을 고려하였다. 길이 방향 인장변형은 벽체의 파괴변형에 중요한 영향을 미치므로, 트러스모델을 기반으로 단조하중 및 주기하중을 받는 벽체에 발생되는 길이 방향 인장변형률을 예측하였다. 예측된 길이 방향 인장변형을 고려하여 복부압괴 및 철근인장파단에 의한 벽체의 파괴기준을 정립하였다. 제안된 방법을 사용하여 단면 양단부에 단부요소를 갖는 17개 실험벽체의 변형능력을 평가하고 그 결과를 실험값과 비교하였다. 제안된 방법은 실험벽체의 파괴 모드와 변형능력을 합리적이면서 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다.