• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.245-251
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• 1999

이 연구는 탄소섬유판공법을 사용하여 보강된 철근콘크리트 슬래브에 집중하중 즉 같은 위치에서 휨모멘트와 전단력이 동시에 최대가 되는 경우에 대하여 탄소섬유판의 두께를 변수로 하여 슬래브의 구조적 거동을 실험하였다. 탄소섬유판의 두께에 따른 내력의 차이는 뚜렷이 나타나지 않았으며 이는 보강시험의 주된 파괴가 탄소섬유판의 파단이 아닌 하중점 주위에서의 휨-전단균열에서부터 층분리가 시작되기 때문이다. 그러므로 재하상태에 따른 설계방법을 다르게 할 필요가 있으며, 특히 같은 위치에서 휨 모멘트와 전단력이 최대가 되는 경우 탄소섬유판의 두께는 최대 0.6mm로 하고 무보강슬래브의 휨모멘트에 대한 보강된 슬래브의 휨모멘트는 1.5-2.0으로 제한하는 것이 바람직하다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.212-217
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• 2004

이 연구는 같은 위치에 힘모멘트와 전단력이 최대가 되는 철근콘크리트 보에 대하여 휨모멘트 보강을 실시하는 경우, 탄소 섬유판의 두께와 하중점 부위 및 탄소섬유판의 끝부분을 감싸는 탄소섬유쉬트의 겹수를 변수로 하여 보의 구조적 거동을 실험하였다. 탄소섬유판의 두께의 증가에 따라 내력이 증가하였으나 선형적으로 비례하지 않았으며, 하중점에 감싼 탄소섬유쉬트의 영향은 뚜렷하게 나타나지 않았다 이 는 보강시험의 주된 파괴가 탄소섬유판의 파단이 아닌 하중점 주위에서의 휭-전단균열에서부터 층분리가 시작되었고 하중점을 탄소섬유쉬트로 감싼 경우 휭-전단균열 탄소섬유쉬트의 바깥 부분으로 이동하기 때문이다. 또한 탄소섬유판 단부에 정착용으로 시공한 탄소섬유쉬트는 하중점에서 발생한 취성파괴로 인하여 큰 효과를 나타내지 못하였다. 그러므로 재하상태에 따른 설계방법을 다르게 할 필요가 있으며, 특히 같은 위치에서 휨모멘트와 전단력이 최대가 되는 경우 탄소섬유판의 유효 두께는 최대 0.6mm로 하고 무보강보의 휨모멘트에 대한 보강된 보의 휨모멘트 비는 1.5-2.0으로 제한하는 것이 바람직하며, 0.6mm이상의 탄소섬유판을 사용하기 위하여 탄소섬유쉬트로 하중점을 보강하는 경우 무보강보 휨모멘트의 1.5 배가 되는 위치이상 탄소섬유쉬트를 연장하는 것이 바람직하다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권6호
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• pp.611-621
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• 2009

This paper first reviews the physical meanings and the expressions of two representative strain rate models: CSM (Cowper-Symonds Model) and JCM (Johnson-Cook Model). Since it is known that the CSM and the JCM are suitable for low-intermediate and intermediate-high rate ranges, many studies regarding marine accidents such as ship collision/grounding and explosion in FPSO have employed the CSM. A formula to predict the material constant of the CSM is introduced from literature survey. Numerical simulations with two different material constitutive equations, classical metal plasticity model based on von Mises yield function and micromechanical porous plasticity model based on Gurson yield function, have been carried out for the stiffened plates under impact loading. Simulation results coincide with experimental results better when using the porous plasticity model.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.301-310
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• 2006

탄소섬유보강재(CFRP)는 부식에 대한 저항성과 작은 중량에도 불구하고 높은 강도와 강성을 가지고 있어 토목구조물의 보강에 적합하다. 콘크리트 구조물 보강분야에 CFRP의 적용은 보강이 필요한 구조물들이 점점 증가하면서 점차적으로 확대되고 있다. 그러나, CFRP판을 표면에 부착하는 표면부착 공법으로 보강된 RC 부재들은 설계 시 예상되는 파괴하중보다 작은 하중에서 조기파괴가 발생하게 되어 새로운 보강방법의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 표면부착공법의 문제점은 CFRP판을 부착하기 전 긴장력을 도입함으로써 해결될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 길이가 3.3 m인 21개의 실험체를 CFRP판 을 이용하여 보강한 후에 4점 휨실험을 실시하였다. CFRP판은 긴장하지 않거나 CFRP판의 변형률을 0.4-0.8%까지 긴장하여 부착하였다. 단부정착 장치를 설치한 모든 실험체는 프리스트레싱 수준과 관계없이 CFRP판의 파단으로 파괴되었으나, 단 부정착 장치가 없는 실험체는 조기 부착파괴로 인해 탄소판이 콘크리트로부터 탈락하면서 파괴되었다. 균열 발생 하중은 프리스트레싱 수준과 비례적인 관계에 있었으나, 프리스트레스를 가한 CFRP판으로 보강한 실험체의 최대하중은 프리스트레싱 수준의 영향을 크게 받지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.645-652
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• 2002

본 논문은 탄소 FRP 판을 이용한 철근 콘크리트 보의 휨 보강효과와 거동에 대한 연구이다. 본 연구에서의 실험인자로는 휨보강 탄소 FRP 판의 부착길이와 탄소 FRP 쉬트의 복부정착 길이이다. 시험보는 탄소 FRP 판으로 인장면에 부착하여 휨 보강하고 FRP 판을 탄소 FRP 쉬트로 복부에 정착하였다. 일반적으로 복부정착이 없는 휨 보강된 보들의 파괴형태는 횡방향 주철 근을 따라 발생한 콘크리트 덮개 박리파괴를 나타내었다. 반면, 탄소 FRP 쉬트로 복부 정착된 휨 보강 보들은 CFRP 파단파괴 후 콘크리트 경계면 전단 박리파괴를 나타내었다. 보강된 보들의 극한하중과 극한처짐은 FRP 판의 휨 부착길이의 증가에 따라 증가하였다. 또한, 휨 보강된 보들은 FRP 쉬트의 복부정착 길이의 증가에 따라 극한하중과 극한처짐 값이 증가하였다. 특히, 복부 정착한 보들은 최대 극한하중에 도달한 후에도 상당한 극한하중 지지능력을 상당한 극한 처짐 시까지 유지하였다. 시험보의 길이에 걸친 FRP 판의 변형률 분포는 휨 모멘트도의 모양과 거의 유사하여 전단지간에서 일정한 전단응력 분포를 가정할 수 있었다. 전지간을 휨 보강한 보에 있어서는 콘크리트와 FRP 쉬트에 의한 경계면에서의 극한전단 저항강도는 복부정착 길이가 늘어남에 따라 증가하였다. 전단 저항강도 중에서 본 실험에서 사용한 복부 정착 FRP 쉬트도 일부의 전단 저항강도를 부담하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.37-43
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• 2013

최근 FRP 판을 이용한 표면매입 보강공법에서 FRP와 콘크리트 사이의 계면파괴를 연구하기 위한 실험 및 이론적인 연구가 국내외에서 수행되고 있다. 그 결과 보강재의 형상과 콘크리트 강도 그리고 부착길이 등에 대한 일련의 연구가 수행되었지만, 보강재의 부착길이에 따른 각 보강재의 적정 간격, 그리고 무리효과 등과 같은 영향인자들에 대한 연구 필요성이 제기되고 있다. 이에 따라 이 연구에서는 부착길이와 보강재인 FRP 판의 보강간격을 변수로 부착실험을 실시하고 그에 따른 부착성능의 변화를 연구하고자 한다. 또한 표면매입 보강된 FRP 판의 계면파괴시 강도를 산정하기 위한 기존 제안식과의 비교를 통하여 그 적용성을 평가하고자 한다. 연구 결과, 매입된 FRP의 간격이 넓어질수록 FRP판의 인장파단과 함께 내력이 증가하는 양상을 보이는 반면에 FRP판의 간격이 좁을수록 콘크리트 할렬파괴가 지배하는 것으로 나타났다. 기존 제안식을 이용하여 실험 결과를 비교한 결과, FRP의 부착길이와 무리효과를 고려한 기존 제안식을 사용하여 표면매입 보강된 FRP의 부착강도를 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.345-352
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• 1998

본 연구에서는 에폭시 모르터를 접착제로 사용한 탄소섬유판 접착공법을 사용하여 철그콘크리트 구조물의 주요부재인 압축부재를 간격, 두께, 폭, 겹수 및 이음길이의 변수로 하여 횡보강한 콘크리트 압축부재의 구조적 거동에 관한 연구를 실험적으로 진행하였다. 파괴양상은 보강된 시험체 모두가 보강재인 탄소섬유판의 인장파단과 동시에 급작스러운 취성파괴로 파괴를 보여주었다. 연구결과 압축부재 시험체를 동일한 조건으로 횡보강할 경우, 시험체의 지름에 대한 길이의 비가 다르더라고 횡보강도니 시험체의 구조적 거동은 같게 나타났다. 압축부재 시험체의 보강효과는 보강재의 간격이 좁을수록 동일하중에서의 변위는 작아지고, 연성이 커지는 것으로 나타났으며, 보강재의 폭이 다르더라도 보강량과 보강겹수가 같으면 횡보강효과는 거의 같은 것으로 나타났다. 또한 횡보강 시, 보강재 두께가 증가하면 그와 비례하여 횡보강효과도 증가하는 것으로 나타났다. 보강재의 겹수가 증가할 경우 보강재 겹수 증가에 의한 보강효과 증가는 비례적이지 않을 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.261-268
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• 2001

열-음향방출(thermo-AE) 기법을 이용하여 두께 3mm, $[+45_6/-45_6]_s$ 복합재료 적층판의 열응력 유기 손상에 대한 비파괴평가의 유효성을 연구하였다. 반복적인 열부하 사이클에 의해서 thermo-AE 사상수가 감소하는 경향이 뚜렷하게 나타나서 열부하에 따른 카이저효과가 관찰되었다. 열부하사이클중의 thermo-AE거동을 분석하여 복합재료의 응력자유온도를 결정할 수 있었다. 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 섬유파단과 모재파손이 관찰되었으며, 이들 파손 인자는 thermo-AE 신호의 단시간 퓨리에 변환처리에 의해 생성된 3종류의 서로 다른 시간-주파수 특성과 대응하였나 이 특성을 이용하여 복합재료의 냉각열처리 및 반복 열부하사이클시의 손상발생과정 및 내부 마찰거동 내역을 추적할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.93-102
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• 1995

2개의 직렬 흑은 병렬로 원공이 배치된 $[0^{\circ}/45^{\circ}/90^{\circ}/-45^{\circ}]_s$ 복합적층판에 대하여 기계적 접합부의 강도 및 파손양상을 알아보고, 기하학적 형상을 변화시키면서, 파손강도 및 파손모드에 대하여 FEM으로 예측한 값과 실험결과로 얻은 자료, 그리고 실험식으로 계산한 값을 각각 비교 검토했다. 두 직렬 원공이 있는 적층판의 기계적 접합에 있어, $W/d{\geq}4.0$과 $E/d{\geq}3.0$의 기하학적 범위에서 Full bearing 강도를 얻을 수 있다. 두개의 병렬 및 직렬원공인 경우, $G_h{\geq}3.0d$(원공간의 수평거리가 직경의 3배 이상)이고, $G_v{\geq}3.0d$(원공간의 수직거리가 직경의 3배 이상)이면 원공간의 상호간섭효과는 작게 되어, 각각의 원공들을 독립적으로 취급할 수 있다. 복합재료의 특성파악에 알맞은 비파괴 시험법인 AE을 이용했고 미시적 구조를 관찰하기 위해 주사형 전자현미경(SEM)으로 파단면을 촬영하여 탐색하였다.

• Composites Research
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• 제35권2호
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• pp.61-68
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• 2022

복합재료는 비강도, 비강성 및 내부식성 등이 우수하여 항공우주산업뿐만 아니라 다양한 산업에서 사용되고 있다. 그러나 복합재료는 충격에 취약하고 이러한 충격은 복합 재료 내부의 균열 형성과 균열 성장으로 이어져 구조 파단의 원인이 된다. 본 논문에서는 음향 방출 신호 및 유한요소해석(Finite element analysis, FEA)을 이용하여 복합재 적층판의 Mode I 파괴 모드의 특성을 분석하였다. DCB 시험은 탄소/에폭시 적층판의 Mode I 파괴 특성을 분석하기 위하여 수행되었고 시편의 파괴에 의해서 발생되는 탄성파를 측정하기 위하여 시편에 음향 방출 센서를 부착하였다. 누적 음향 방출 에너지와 균열 선단 위치의 관계를 이용하여 시편의 파괴 인성(Fracture toughness, G_I)을 계산하였다. 계산된 파괴 인성 값을 유한요소모델에 적용하여 해석을 수행하였고 하중-변위 곡선 및 균열 길이-변위 곡선을 통하여 DCB 시험 결과와 비교/분석하였다. 유한요소해석 및 DCB 시험의 결과가 잘 일치함을 보였다.