• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.293-304
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• 2019

In this paper, a general model is developed to predict the distribution of interfacial shear and normal stresses of FG beam reinforced by porous FGM plates under mechanical loading. The beam is assumed to be isotropic with a constant Poisson's ratio and power law elastic modulus through the beam thickness. Stress distributions, depending on an inhomogeneity constant, were calculated and presented in graphicals forms. It is shown that both the normal and shear stresses at the interface are influenced by the material and geometry parameters of the composite beam, and it is shown that the inhomogeneities play an important role in the distribution of interfacial stresses. The results presented in the paper can serve as a benchmark for future analyses of functionally graded beams strengthened by imperfect varying properties plates. Numerical comparisons between the existing solutions and the present new solution enable a clear appreciation of the effects of various parameters. The results of this study indicated that the imperfect functionally graded panel strengthening systems are effective in enhancing flexural behavior of the strengthened FGM beams. This research is helpful in understanding the mechanical behaviour of the interface and design of hybrid structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제37권2호
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• pp.149-162
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• 2011

The aim of this research is a comprehensive review and evaluation of beam theories resting on elastic foundations that used to model mode-I delamination in multidirectional laminated composite by DCB specimen. A compliance based approach is used to calculate critical strain energy release rate (SERR). Two well-known beam theories, i.e. Euler-Bernoulli (EB) and Timoshenko beams (TB), on Winkler and Pasternak elastic foundations (WEF and PEF) are considered. In each case, a closed-form solution is presented for compliance versus crack length, effective material properties and geometrical dimensions. Effective flexural modulus ($E_{fx}$) and out-of-plane extensional stiffness ($E_z$) are used in all models instead of transversely isotropic assumption in composite laminates. Eventually, the analytical solutions are compared with experimental results available in the literature for unidirectional ($[0^{\circ}]_6$) and antisymmetric angle-ply ($[{\pm}30^{\circ}]_5$, and $[{\pm}45^{\circ}]_5$) lay-ups. TB on WEF is a simple model that predicts more accurate results for compliance and SERR in unidirectional laminates in comparison to other models. TB on PEF, in accordance with Williams (1989) assumptions, is too stiff for unidirectional DCB specimens, whereas in angle-ply DCB specimens it gives more reliable results. That it shows the effects of transverse shear deformation and root rotation on SERR value in composite DCB specimens.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.199-208
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• 2010

FRP bar를 철근 대체제로 활용하기 위해서는 설계 기준의 확립이 시급하나 국내에서는 이 소재에 대한 기초 연구가 부족한 상황이다. 그러므로 2차에 걸쳐 전단보강이 없는 18개의 FRP RC와 4개의 기존 RC 실험체의 거동을 관찰하였다. 1차 실험은 휨 파괴 거동과 사용성 항목의 계측 자료 수집을 목적으로 시작되었다. 휨파괴를 유도하기 위하여 전단배근을 강화하는 대신 그로 인한 거동의 불확실성을 배제하기 위하여 전단지간비만을 조정하여 휨파괴를 유도하고, 전단배근을 사용하지 않기로 하였다. 실험 결과 거의 모든 실험체는 전단파괴 되었으며 실험계획에 적용한 ACI 440.1R과 CSA S806의 전단 강도식이 실제와 큰 편차가 있음을 확인하였다. 1차 실험의 결과를 근거로 2차 실험에서는 전단파괴거동을 집중적으로 관찰하였다. 표준 실험체의 제원은 길이 3,300 mm폭 ${\times}$ 800 mm ${\times}$ 유효깊이 200 mm, 순지간 2,800 mm, 전단지간 1,200 mm로 전단지간비는 6.0이며, 단순지지 조건으로 4점 재하실험을 수행하였다. 검토 변수에는 콘크리트 압축강도, 보강근의 종류 및 탄성계수, 전단지간비, 유효보강비, 다발 배근의 영향, 피복두께의 영향이 포함된다.

• 임산에너지
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• 제17권1호
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• pp.36-46
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• 1998

이 연구는 점탄성 고분자재료를 사용하여 진동·충격음 흡수성능을 지니는 목질계 복합재료의 제조를 목적으로, 가소화 PVC의 동적점탄성 및 고분자 적층 복합체의 진동흡수성능에 미치는 고분자의 점탄성의 영향을 검토하였다. 가소제는 디옥틸프탈레이트(DOP)를 사용하여, 20∼140 phr까지 첨가하였다. 고분자의 동적점탄성의 측정은 Rheovibron을 사용하여 110Hzdml 인장진동을 가하여, -100∼150℃까지 매분 1℃를 상승시키면서 측정하였다. PVC와 DOP는 전조성에서 완전상용성이었으며, T(E"max)와 T(tan δmax)는 가소제의 첨가량이 증가함에 따라 저온 측으로 이동하였다. 고분자 적층 복합체의 진동흡수성능은 Rheovibron을 개조한 양단지지 중심하중에 의한 강제 휨진동법 및 공진법에 하나인 양단자유 휨진동법을 사용하였다. 샌드위치구조 복합체의 진동흡수계수(tanδc)는 고분자의 손실계수(tanδ)와 정의 상관성을 나타내었으며, 피복체의 진동흡수계수는 고분자의 손실탄성률(E")에 의존하는 경향을 나타내었다. 또한 샌드위치구조 복합체의 대수감쇠율(Δc)은 tanδc곡선과 유사한 곡선을 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.141-144
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• 2008

철근 콘크리트 구조물의 사용성 검토에서 처짐은 가장 중요하게 고려된다. 국내 콘크리트 구조 설계기준은 ACI 코드와 같이 Branson이 제시한 균열 단면에서의 유효 단면2차모멘트를 이용하여 처짐을 계산하고 있다. Branson식은 일반적인 휨 부재의 최대 처짐값을 통계적으로 분석하여 유도된 식으로 인장증강 효과와 같은 철근과 콘크리트의 부착특성을 직접 반영할 수 없는 단점을 가진다. 따라서 현 콘크리트 구조 설계기준식을 철근 콘크리트 구조물에 반영하면 실제 처짐과 많은 차이가 생길 수 있다. 이에 대해 본 연구에서는 구조설계기준과 Eurocode 2로부터 산정된 처짐값을 실험에 의한 처짐값과 비교하였다. Eurocode 2에서는 인장증강효과를 고려한 철근의 평균 변형률로 곡률을 계산한 후 적분을 통해 처짐을 계산하기 때문에 콘크리트 구조 설계식보다 실제 처짐을 좀 더 정확하게 예측할 것으로 기대된다. 강도설계법으로 설계된 4개의 실험체가 고려되었으며, 처짐 계산 시 사용되는 콘크리트의 탄성계수나 인장강도 등은 각각의 설계기준에 따라 계산하였다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제14권2호
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• pp.96-107
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• 2022

PURPOSE. Microstructural and physico-mechanical characterization of highly translucent zirconia, prepared by milling technology (CAD-CAM) and repeated firing cycles, was the main aim of this in vitro study. MATERIALS AND METHODS. Two groups of samples of two commercial highly-translucent yttria-stabilized dental zirconia, VITA YZ-HT^White (Group A) and Zolid HT + White (Group B), with dimensions according to the ISO 6872 "Dentistry - Ceramic materials", were prepared. The specimens of each group were divided into two subgroups. The specimens of the first subgroups (Group A₁ and Group B₁) were merely the sintered specimens. The specimens of the second subgroups (Group A₂ and Group B₂) were subjected to 4 heat treatment cycles. The microstructural features (microstructure, density, grain size, crystalline phases, and crystallite size) and four mechanical properties (flexural strength, modulus of elasticity, Vickers hardness, and fracture toughness) of the subgroups (i.e. before and after heat treatment) were compared. The statistical significance between the subgroups (A₁/A₂, and B₁/B₂) was evaluated by the t-test. In all tests, P values smaller than 5% were considered statistically significant. RESULTS. A homogenous microstructure, with no residual porosity and grains sized between 500 and 450 nm for group A and B, respectively, was observed. Crystalline yttria-stabilized tetragonal zirconia was exclusively registered in the X-ray diffractograms. The mechanical properties decreased after the heat treatment procedure, but the differences were not statistically significant. CONCLUSION. The produced zirconia ceramic materials can be safely (i.e., according to the ISO 6872) used in extensive fixed prosthetic restorations, such as substructure ceramics for three-unit prostheses involving the molar restoration and substructure ceramics for prostheses involving four or more units. Consequently, milling technology is an effective manufacturing technology for producing zirconia substructures for dental fixed all-ceramic prosthetic restorations.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제52권3호
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• pp.205-220
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• 2024

Various polylactic acid (PLA) blends were reinforced with untreated or silane-treated micro-sized cellulose fiber (MCF), successfully prepared as 3D printing filaments and then printed using a fused filament fabrication (FFF) 3D printer. In this study, we focused on developing 3D-printed MCF/PLA composites through silane treatment of MCF and investigating the effect of silane treatment on the various properties of FFF 3D-printed composites. Fourier transform infrared spectra confirmed the increase in hydrophobic properties of silane-treated MCF by showing the new absorption peaks at 1,100 cm^-1, 1,030 cm^-1, and 815 cm^-1 representing C-NH₂, Si-O-Si, and Si-CH₂ bonds, respectively. In scanning electron microscope images of silane-treated MCF filled PLA composites, the improved interfacial adhesion between MCF and PLA matrix was observed. The mechanical properties of the 3D-printed MCF/PLA composites with silane-treated MCF were improved compared to those of the 3D-printed MCF/PLA composites with untreated MCF. In particular, the highest tensile and flexural modulus values were observed for S-MCF10 (5,784.77 MPa) and S-MCF5 (2,441.67 MPa), respectively. The thermal stability of silane-treated MCF was enhanced by delaying the initial thermal decomposition temperature compared to untreated MCF. The thermal decomposition temperature difference at T₉₅ was around 26℃. This study suggests that the effect of silane treatment on the 3D-printed MCF/PLA composites is effective and promising.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.87-94
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• 2007

폐콘크리트로부터 생산된 순환골재의 사용은 환경보존과 자원의 재활용 관점에서 매우 유용하며, 순환골재 콘크리트에서 압축, 인장, 휨 및 부착강도, 탄성계수 등이 중요한 기계적 특성요소로 작용하게 된다. 특히 압축을 받는 순환골재 콘크리트의 응력-변형률 관계 및 파괴진전 양상 규명은 순환골재 콘크리트를 사용한 구조물 설계 및 수치해석 등 이론적 연구에서도 매우 중요한 의미를 가진다. 따라서 본 연구에서는 순환골재 콘크리트의 파괴진전특성을 규명하기 위하여 압축하중을 받는 콘크리트의 미세균열 등 손상특성을 검출하기 위하여 AE 기법을 사용하였다. 압축거동특성 및 AE 신호특성을 분석한 결과, 순환굵은골재 콘크리트의 균열 및 파괴거동은 천연 및 순환잔골재를 사용한 콘크리트와 상이한 것으로 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제33권5호
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• pp.218-229
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• 2022

실리콘 카바이드(SiC) 소재를 이용해서 위성용 대구경 망원경의 경량 반사경을 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 결함과 SiC 소재의 기계 및 열적 특성을 조사했다. SiC 반사경 제작에는 advanced ceramic material (ACM) 공법이라고 불리는 탄소성형체를 이용한 액상 실리콘 침투 소결법 및 화학기상 증착법이 사용되었으며, 크기와 형상이 다른 네 가지 SiC 반사경을 개발했다. 반사경의 크기 및 형상에 따라 구분하여 광학 소재의 결함을 검사하는 기준과 방법을 체계적으로 제시했고, 경면 표면검사 및 소재 내부 결함 탐지를 위한 비파괴 검사법과 결과에 대해 분석했다. 또한, 반사경을 설계하고, 최종 완성품의 기계적 열적 안정성을 계산하고 예측하기 위해 필요한 밀도, 탄성계수, 비열, 열전달 계수 등을 포함한 14종의 물성 계수 측정값을 공인시험을 통해 추출했으며, 특히 측정 신뢰도 향상을 위해 주요 물성인 탄성계수, 열팽창 계수, 굽힘 강도 측정 방법과 결과에 대해 자세히 연구했다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.185-191
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• 2008

최근 콘크리트 열화와 같은 문제를 근본적으로 해결하기 위해 고내구성을 보유한 콘크리트구조물의 장수명화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 신설 구조물로의 철근대체 FRP rebar를 적용한 고내구성 콘크리트구조물에 대한 연구 개발 및 활용이 점차 증가되는 추세이다. 이에 대해 콘크리트구조물의 경제적인 측면에서 적용 가능한 FRP rebar로서는 GFRP rebar가 주목을 받고 있으며 그 사용성 또한 증대되고 있다. 하지만 GFRP rebar로 보강된 콘크리트구조물에 대한 휨모멘트 성능은 이미 그 우수성이 구명되어 있으나 GFRP의 단점 중 하나인 처짐에 대한 사용성 측면은 개선되어야 할 점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 개발된 이형 GFRP rebar로 보강 콘크리트 보 구조물의 처짐 거동 예측을 위해 기존의 유효단면이차모멘트 제안식들과 비교 분석을 실시하였으며, 그 결과 기존의 유효단면이차모멘트 산정식은 균열모멘트 이후 극한모멘트의 50% 수준까지의 유효단면이차모멘트는 비교적 정확히 예상할 수 있었으나 이후에는 실제 유효단면이차모멘트보다 다소 높은 값을 나타냄으로써 최종 파괴시까지의 처짐량을 과소평가하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 탄성계수 환산비를 적용한 보강비를 사용한 Toutanji et al. (2000)의 유효단면이차모멘트 제안식을 바탕으로 이형 GFRP rebar로 보강된 콘크리트보에 대한 유효단면이차모멘트 제안식을 도출하였으며, 그 결과 제안된 식을 적용하여 각 시험체의 시험데이터와 비교 분석을 통하여 최종 파괴시까지의 하중-처짐 관계를 비교적 정확히 예측할 수 있는 것으로 분석되었다.