• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.1-10
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• 2012

FRP 재료는 높은 부식저항성과 강도에도 불구하고 지난 20여년 동안 심각한 환경적 노출에 의한 재료의 성능저하에 대한 문제가 제기되어 왔다. 본 연구에서는 섬유와 수지로 구성된 이질재료인 FRP보강근이 온도와 화학적 노출을 복합적으로 받는 경우에 대하여 실험적으로 분석하였다. 각기 다른 형상으로 제작된 탄소, 유리 및 하이브리드 FRP 보강근 5종류에 대하여 중량변화, 계면전단강도(ILSS), SEM 및 FT-IR분석을 수행하였으며, 모든 FRP 실험편은 최대 150일까지 알칼리 용액과 증류수에 침지시킨 다음 60, 100, 150 및 300도의 온도에서 30분동안 노출하였다. 실험결과, 또한 FRP 보강근의 성능저하는 섬유의 종류뿐 아니라 수지의 종류와 제조과정에 따라 영향을 받는 것으로 관찰되었다. 침지 초기에는 ILSS 강도가 약간 증가한 후 시간경과에 따라 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 알칼리 용액과 증류수 용액에 의해 손상을 받은 ILSS의 차이는 무시할 수 있는 수준인 것으로 관찰되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.967-972
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• 2004

The role of transfer films formed during sliding of polymer composites against steel counterfaces was studied in terms of the tribological behaviors of composites. Four kinds of composites were included in this study: (1) unfilled PPS, (2) PPS+2%CuO, (3) PPS+2%CuO+5% carbon fiber (CF), and (4) PPS+2%CuO+15%Kevlar. The filler material CuO was in nanoscale particulate form and the reinforcing material was in the form of short fibers. The composites were prepared by compression molding at $310^{\circ}C$ and sliding tests were run in the pin-on-disk sliding configuration. The counterface was made of tool steel hardened to 55-60 HRC and finished to a surface roughness of 0.09-0.10 ${\mu}m$ Ra. Wear tests were run for 6 hrs at the sliding speed of 1 m/s and contact pressure of 0.65 MPa. Transfer films formed on the counterfaces during sliding were investigated using AFM and SEM. The results showed that as the transfer film became smooth and uniform, wear rate decreased. PPS+2%CuO+15%Kevlar composite showed the lowest steady state wear rate in this study and its transfer film showed the smoothest and the most uniform characteristics. The examination of worn surfaces of PPS+2%CuO composite using X-ray area scanning (dot mapping) showed back-transfer of steel counterface material to the polymer pin surface. This behavior is believed to strengthen the polymer pin surface during sliding thereby contributing to the decrease in wear rate.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권5호
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• pp.611-622
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• 2021

Composite material-due to low density-causes weight savings, which results in lower fuel consumption of transport vehicles. The aim of the research was to change the existing base-plate of the aluminum airplane container with the composite sandwich plate in order to reduce the weight of the containers of cargo aircrafts. The newly constructed sandwich plate consists of aluminum honeycomb core and composite face-sheets. The face-sheets consist of glass or carbon or hybrid fiber layers. The orientations of the fibers in the face-sheets were 0°, 90° and ±45°. Multi-objective optimization method was elaborated for the newly constructed sandwich plates. Based on the design aim, the importance of the objective functions (weight and cost of sandwich plates) was the same (50%). During the optimization nine design constraints were considered: stiffness, deflection, facing stress, core shear stress, skin stress, plate buckling, shear crimping, skin wrinkling, intracell buckling. The design variables were core thickness and number of layers of the face-sheets. During the optimization both the Weighted Normalized Method of the Excel Solver and the Genetic Algorithm Solver of Matlab software were applied. The mechanical properties of composite face-sheets were calculated by Laminator software according to the Classical Lamination Plate Theory and Tsai-Hill failure criteria. The main added-value of the study is that the multi-objective optimization method was elaborated for the newly constructed sandwich structures. It was confirmed that the optimal new composite sandwich construction-due to weight savings and lower fuel consumption of cargo aircrafts - is more advantageous than conventional all-aluminum container.

• 한국의류학회지
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• 제41권1호
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• pp.84-97
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• 2017

Water vapor and thermal transmission properties of high emotional garments are important to evaluate wear comfort; in addition, the measuring methods of these properties are also critical for breathable and warm suit fabrics. In this study, the water vapor and thermal properties of composite yarn fabrics made of CoolMax, Tencel, and Bamboo fibers with filaments were measured and compared according to the measuring method. Water Vapor Transmittance (WVT) of the fabric woven by the sheath/core composite yarn in the warp direction was the highest due to the small staple fiber volume in the sheath/core yarn structure and high air voids in the sheath/core yarn fabrics. This property was also the highest in fabrics woven by bamboo staple yarns in the weft direction, and was the lowest on hi-multi filament fabrics. However, water vapor resistance ($R_{ef}$) of these fabrics by KSK ISO 11092 showed the opposite results to the water vapor transmittance method ($CaCl_2$ method); in addition, its correlation coefficient was low. The correlation coefficient between $R_{ef}$ and the drying rate was 0.719; therefore, the measurement mechanism of $R_{ef}$ is analogous to the drying property measurement. The thermal conductivity of the fabrics woven with compact staple yarn showed a high value; however, the hi-multi filament fabric showed low thermal conductivity. Therefore, fiber characteristics affect thermal properties more than yarn structure. The correlation between thermal property and moisture transport was also low. This study showed that: water vapor transmittance was active at the loose yarn structure, dry heat transport was vigorous at the compact yarn structure, and heat transport was affected more by fiber characteristics than yarn structure. In conclusion, sheath/core composite yarns were relevant to the high absorptive cool suit along with siro-fil and CoolMax/Bamboo staple yarns that were relevant to the heat diffusive cool suit.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.111-120
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• 2012

이 연구는 섬유 보강 시멘트 복합체(SHCC) 내에 매립된 철근의 겹침이음 성능을 평가하고자 하였으며, 이에 따라 단조 및 반복 재하시의 겹침이음된 철근의 인장 실험을 실시하였다. 총 10개의 SHCC 및 콘크리트 배합이 계획되었으며, 실험체의 변수는 보강섬유 종류(폴리에틸렌 및 강섬유), 팽창재 대체율(0% 및 10%) 및 실험체의 설계강도(30 MPa 및 100 MPa)로 계획하였다. SHCC 및 콘크리트 배합에 매립된 철근의 겹침이음 길이는 각각 콘크리트 구조설계 기준에 의거하여 산정된 겹침이음 길이의 60% 및 100%를 적용하였다. 실험 결과 SHCC에 철근이 매립될 경우 철근의 겹침이 음 성능을 향상시키는 것으로 나타났으며, SHCC 배합에서 보강 섬유 종류(PE-SHCC 및 PESF-SHCC)에 관계없이 겹침 이음된 철근의 인장강도 및 부착강도 증진에 기여하는 것으로 나타났다. 또한 SHCC에 팽창재를 대체할 경우 SHCC에 매립된 철근 겹침이음부의 거동 특성을 개선하는 특징을 보였다. 한편 균열 특성에서는 배합조건 및 재료특성에 따라 PE-SHCC가 PESF-SHCC에 비해 보다 많은 미세균열 특성을 나타내었다. 전언한 바와 같이 이 연구는 SHCC의 변형경화 특성에 따라 매립된 철근과의 상호작용을 증진시킴에 따라, SHCC에 매립된 철근 겹침이음 길이를 감소할 경우에도 양호한 거동 특성을 보이는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.98-105
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• 2017

본 연구에서는 후크형 강섬유와 PVA 섬유의 혼합비에 따른 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장거동에 미치는 변형속도의 효과에 대하여 평가하기 위하여, 후크형 강섬유와 PVA 섬유를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합비로 보강한 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합체를 제작하였다. 그 결과, 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 향상되어 인장강도, 변형능력 및 파괴인성이 크게 향상되었으며, 후크형 강섬유 주변의 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후의 응력 저하가 급격하게 발생하였다. 한편, PVA 섬유는 변형속도 $10^{-6}/s$에서는 끊어지는 파괴거동이 나타났으나, 변형속도 $10^1/s$에서는 변형속도가 증가함에 따라 섬유가 인발되는 파괴거동에 의해 다중균열 개수 및 변형능력이 감소하였다. 후크형 강섬유 1.5vol.%, PVA 섬유 0.5vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.5PVA0.5)는 PVA가 후크형 강섬유의 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열을 억제하여 후크형 강섬유의 인발저항성능을 향상시키기 때문에 가장 높은 인장강도를 나타내었으며, 변형능력 및 파괴인성의 DIF가 크게 향상되었다. 또한, 변형속도 $10^1/s$에서는 후크형 강섬유의 인발저항성능의 증가로 인하여 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 증가하기 때문에 인장강도 점 이후의 응력 저하가 감소하여 파괴인성의 시너지는 양의 값을 나타내었다.