• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.275-280
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• 2023

고분자 기반 복합재료는 가볍고 우수한 물성을 가지고 있기 때문에, 단일 소재가 갖기 어려운 물성을 충족하기 위한 방법으로서 그 수요는 급격하게 증가되고 있다. 그에 따라, 크기가 1-100 nm를 갖는 입자를 고분자 기지에 분산시켜 제작하는 고분자 나노 복합재료에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그리고, 나노입자 강화 복합재의 기지 재료로 열가소성 수지를 사용한 복합재료 연구를 많이 진행하고 있다. 본 연구를 통해 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB)으로 층간 물질을 개질한 유기 나노 점토가 포함된 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 기반 나노 복합체를 제조하였다. 다양한 나노 점토 중에서, 질석 (vermiculite, VMT)은 저가이며 풍부한 매장량과 고유의 물성으로 인해 고분자 재료의 기계적 및 열적 특성을 증가시키는 연구들이 수행되고 있다. 하지만, VMT의 강한 층간 결합으로 인해 고분자 기지 내에서 박리 및 분산 성능이 낮아 그 활용이 제한되었다. 본 연구에서는 나노 점토의 함유량에 따른 기계적 물성을 인장 시험으로 확인하였고, 나노 점토 입자가 PET 기재 내에 분산되는 정도를 TEM 단면 사진으로 평가하고, 그리고 질소 가스 차단 특성을 측정하였다.

• Composites Research
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• 제20권4호
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• pp.9-17
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• 2007

분말야금법 및 고온진공가압기술, 열간등가압성형기술을 이용하여 알루미늄 금속기 복합재료를 제작하였으며 이들과 관련한 미시역학 기반 강화공정 모델을 개발하였다. 고온, 가압 성형공정은 기지재료의 비탄성거동과 성형체 내부의 기공 제거를 통한 충진을 수반하게 되며 이러한 공정은 압력, 온도 및 강화재의 체적분률 등과 같은 공정변수의 영향을 받게 된다. 따라서 개발된 강화공정 모델을 유한요소해석 프로그램에 적용함으로써 고온진공가압과 열간등가압 동안 기공의 상대밀도 변화에 따른 충진거동을 예측하였고 다양한 공정조건 하에서 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다. 완성된 알루미늄 금속기 복합재료의 건전성 평가와 관련하여 인장시험을 수행하였으며 초기 잔존하는 기공의 영향에 따른 제반 기계적 특성을 고찰할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제22권2호
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• pp.37-42
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• 2009

이 논문은 형상기억합금 선재를 이용한 굽힘 작동기의 실험적인 설계방법을 다루고 있다. 제안된 굽힘 작동기는 유리섬유 프리프레그를 이용하여 만든 스트립, 스프링 그리고 형상기억합금 선재로 구성된다. 굽힘 작동기에서 스트립은 초기에 형상기억합금 선재에 초기하중을 가하기 위하여 굽힘 형태로 정되며, 스프링은 형상기억합금 선재가 작동 후 빠른 시간내에 초기 형상으로 돌아오기 위한 보조수단으로 사용된다. 먼저 형상기억합금 선재의 특성을 알아보기 위하여 시차주사열량계(DSC)를 이용한 실험, 여러 종류의 초기 하중을 가한 후 작동 성능 실험, 인장 시험, 온도 변화에 따른 기계적 거동을 조사하였다 이를 바탕으로 스트립, 스프링, 인가 전압에 의한 영향을 관찰하고 소모전력을 분석하여 굽힘 작동기를 설계하였다. 특정 조건을 갖는 굽힘 작동기는 낮은 소모전력으로 빠른 응답성능을 나다내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.13-20
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• 2023

본 연구는 강섬유(SF) 혼입률에 따른 고유동 흙막이 벽체 재료(RWM)의 역학적 성능 및 내구성을 평가하기 위한 것으로써, 흙막이 벽체 재료의 재료분리저항성, 유동성, 연행공기량을 확보하기 위하여 적정량의 고성능감수제(SP), 공기연행제(AEA) 및 증점 안정화제(VMA)를 사용하였다. 흙막이 벽체 재료 경화체의 압축 및 쪼갬 인장강도를 소정의 재령에서 측정하였으며, 흙막이 벽체 재료의 역학적 성능은 표면전기저항성 및 흡수율 실험을 통하여 고찰하였다. 또, 염소이온 침투저항성 및 동결융해 저항성 실험을 통하여 흙막이 벽체 재료의 내구성능을 고찰하였다. 실험결과에 의하면, 강섬유를 적용한 배합이 강섬유 무혼입 배합에 비하여 우수한 성능을 나타내었으며, 2% 적용 배합이 경제성 및 성능 관점에서 상대적으로 효과적인 것으로 관찰되었다. 따라서, 적절한 SF의 적용은 흙막이 벽체 재료의 성능 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4C호
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• pp.283-290
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• 2006

콘크리트는 열전도열이 작은 불연성의 재료이다. 그렇지만 콘크리트는 화재에 저항하도록 설계되지 않으면 열을 받을시 공극압과 내부인장응력이 발생하여 폭렬이 발생한다. 본 연구에서는 터널 내화용 습식 고강도 스프레이 폴리머 모르타르의 성능을 실험적 및 수치해석적으로 평가하였다. 이를 위하여 화재시험을 수행하였다. 시험은 RABT 온도가열곡선을 이용하여 내화로에서 수행하였으며, 터널 내화용 습식 스프레이 모르타르의 피복두께에 따른 온도분포를 평가하였다. 실험 및 수치해석적 분석 결과를 기본으로 하여 터널 내화용 습식 고강도 스프레이 폴리머 모르타르의 적정 피복두께는 4cm이상으로 결정하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권1호
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• pp.133-145
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• 2022

Steel fiber composite bar (SFCB) is a novel type of reinforcement, which has good ductility and durability performance. Due to the unique pseudo strain hardening tensile behavior of SFCB, different flexural behavior is expected of SFCB reinforced concrete (SFCB-RC) beams from traditional steel bar reinforced concrete (S-RC) beams and FRP bar reinforced concrete (F-RC) beams. To investigate the flexural behavior of SFCB-RC beam, four points bending tests were carried out and different flexural behaviors between S/F/SFCB-RC beams were discussed. An flexural analytical model of SFCB-RC beams is proposed and proved by the current and existing experimental results. Based on the proposed model, the influence of the fiber volume ratio R of the SFCB on the flexural behavior of SFCB-RC beams is discussed. The results show that the proposed model is effective for all S/F/SFCB-RC flexural members. Fiber volume ratio R is a key parameter affecting the flexural behavior of SFCB-RC. By controlling the fiber volume ratio of SFCB reinforcements, the flexural behavior of the SFCB-RC flexural members such as bearing capacity, bending stiffness, ductility and repairability of SFCB-RC structures can be designed.

• Advances in nano research
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• 제15권5호
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• pp.467-484
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• 2023

Despite the significant features of fiber-reinforced cementitious composites (FRCCs), including better mechanical, fractural, and durability performance, their high content of cement has restricted their use in the construction industry. Although ground granulated blast furnace slag (GGBFS) is considered the main supplementary cementitious material, its slow pozzolanic reaction stands against its application. The addition of nano-sized mineral modifiers, including nano-silica (NS), is an alternative to address the drawbacks of using GGBFS. The main object of this empirical and numerical research is to examine the effect of NS on the strain-hardening behavior of cementitious composites; ten mixes were designed, and five levels of NS were considered. This study proposes a new method, using a four-point bending test to assess the use of nano-silica (NS) on the flexural behavior, first cracking strength, fracture energy, and micromechanical parameters including interfacial friction bond strength and maximum bridging stress. Digital image correlation (DIC) was used for monitoring the initiation and propagation of the cracks. In addition, to attain a deep comprehension of fiber/matrix interaction, scanning electron microscope (SEM) analysis was used. It was discovered that using nano-silica (NS) in cementitious materials results in an enhancement in the matrix toughness, which prevents multiple cracking and, therefore, strain-hardening. In addition, adding NS enhanced the interfacial transition zone between matrix and fiber, leading to a higher interfacial friction bond strength, which helps multiple cracking in the composite due to the hydrophobic nature of polypropylene (PP) fibers. The findings of this research provide insight into finding the optimum percent of NS in which both ductility and high tensile strength of the composites would be satisfied. As a concluding remark, a new criterion is proposed, showing that the optimum value of nano-silica is 2%. The findings and proposed method of this study can facilitate the design and utilization of green cementitious composites in structures.

• 패션비즈니스
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• 제27권5호
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• pp.93-107
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• 2023

This study aimed to design a knee brace with dry electrode EMS (Electrical Muscle Stimulation) for elite badminton players suffering from knee pain and assess its effectiveness in relieving pain and improving mobility. The assessment measured knee joint range of motion (ROM), Sargent jump height, and pain perception using a visual analog scale (VAS). Four experimental groups were established: stability, pain induction after 100 squats, muscle soreness induction with a regular knee brace, and muscle soreness induction with the EMS knee brace. The most suitable knee brace was selected from four samples to design the EMS knee brace. The conductive fabric was integrated into the inner surface of the knee brace to enhance EMS conductivity for the quadriceps muscles. Tensile strength tests showed that the dry electrode did not significantly affect the physical functionality of the knee brace.Regarding knee joint ROM and Sargent jump height, the EMS knee brace outperformed muscle soreness induction with a regular knee brace and wearing a standard knee brace. VAS measurements demonstrated that the EMS braces effectively alleviated pain perception in most cases. The results indicate the potential for developing EMS braces to alleviate pain and prevent injuries for athletes across various sports.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.639-655
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• 2023

최근 지하공간에 대한 수요가 많아지면서 대심도 굴착으로 흙막이 벽체가 활용되고 있다. 흙막이 벽체는 변위에 취약한 구조물로써 국토교통부에서 제시한 관리기준으로 계측관리를 수행하고 있으나 계측관리를 통한 대비는 후처리에 가깝다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 머신러닝을 이용한 그라운드 앵커가 설치된 흙막이 벽체의 수평변위 예측뿐만 아니라 머신러닝으로 계측데이터를 학습하는 과정에서 데이터 스케일링과 분할 방법에 따른 예측모델의 영향을 분석하였다. 이 연구의 분석결과에 따르면 사용자 지정분할방법이 적합하지 않은 경우도 있었으나 일정 조건하에서 데이터 학습 및 출력에 가장 우수한 성능을 나타냈다. 데이터 스케일링은 앵커의 인장력, 수압을 표준화하였을 때 오차 1 이내, R-Squared 값이 0.77로 우수한 성능을 나타냈으며 스케일링을 적용하지 않은 모델 대비 음의 변위를 예측하는 결과를 보였다.