• Composites Research
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• 제25권1호
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• pp.26-30
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• 2012

본 연구에서는 스트레인게이지 회로를 이용하여 GRP 복합관의 열팽창계수를 측정하고자 하였다. 이를 위해 다양한 스트레인게이지 회로를 적용하여 알루미늄 보의 열팽창계수를 측정함으로써 측정방법의 타당성을 검증하였다. 또한 스트레인게이지의 부착위치와 반복횟수를 달리하며 또한 열팽창계수가 다른 스트레인게이지를 적용한 경우에 대해 GRP 복합관의 길이방향 및 원주방향 열팽창계수를 측정함으로써 열변형률 결과와 측정결과의 재현성에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과에 따르면 GRP 복합관의 경우 보강된 유리섬유에 의해 원주방향의 열변형률이 제한되어 원주방향 열팽창계수가 길이방향의 열팽창계수에 비해 낮게 나타났다. 또한 GRP 복합관의 후경화로 인해 측정횟수가 증가할수록 측정된 열팽창계수는 다소 증가하지만 증가폭은 점차 감소하였다. 아울러 열팽창계수가 다른 스트레인게이지를 적용하더라도 기준보상시편을 통해 스트레인게이지의 열변형률을 보상하면 동일한 열팽창계수가 얻어짐을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.491-496
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• 2015

합성보의 쉬어코넥트로 널리 사용되고 있는 스터드볼트는 현재 학회규준에 강재의 재질은 용접성을 고려한 SS400이 규정되어 있으며, 그 전단내력의 산정식은 압축강도 $300kgf/cm^2$ 이하의 콘크리트를 대상으로 하고 있다. 한편 합성구조의 보급에 따라 합성보 뿐만 아니라 다른 구조부분에서도 강재과 콘크리트를 결합하는 쉬어코넥트 혹은 다른 용도의 접합재의 필요성과 함께 강재와 콘크리트의 고강도화, 프리캐스트화가 예상된다. 따라서 본 연구에서는 고강도 콘크리트와 강부재를 결합하기 위한 고강도 스터드의 개발을 목적으로 행하여진 일련의 실험결과를 보고하였다. 또한 스터드의 강성을 증대시키기 위한 강관을 이용한 쉬어콘넥트(이하, 파이프 스터드라고 한다)를 고안하였다. 본 논문에서는 고강도 스터드의 용접성, 역학특성에 관한 실험적 검토와 동시에 고강도 고강성 스터드인 파이프 스터드의 강성 내력을 종래의 스터드 볼트와의 비교실험을 하여 파이프 스터드의 유효성을 검증한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권2호
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• pp.143-159
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• 2023

Recently, the design of scaffolding systems has garnered considerable attention due to the increasing number of scaffold collapses. These incidents arise from the underestimation of imposed loads and the site-specific conditions that restrict the application of lateral restraints in scaffold assemblies. The present study is committed to augmenting the buckling resistance of vertical support members, obviating the need for supplementary lateral restraints. To achieve this objective, experimental and computational analyses were performed to assess the axial load buckling capacity of steel props, composed of two hollow steel pipes that slide into each other for a certain length. Three full-scale steel props with various geometric properties were tested to construct and validate the analytical models. The total unsupported length of the steel props is 6 m, while three pins were installed to tighten the outer and inner pipes in the distance they overlapped. Finite Element (FE) modeling is carried out for the three steel props, and the developed models were verified using the experimental results. Also, theoretical analysis is utilized to verify the FE analysis. Using the FE-verified models, a parametric study is conducted to evaluate the effect of different inserted pipe lengths on the steel props' axial load capacity and lateral displacement. Based on the results, the typical failure mode for the studied steel props is global elastic buckling. Also, the prop's elastic buckling strength is sensitive to the inserted length of the smaller pipe. A threshold of minimum inserted length is one-third of the total length, after which the buckling strength increases. The present study offers a prop with enhanced buckling resistance and introduces an equation for calculating an equivalent effective length factor (k), which can be seamlessly incorporated into Euler's buckling equation, thereby facilitating the determination of the buckling capacity of the enhanced props and providing a pragmatic engineering solution.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.426-433
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• 2019

지진의 2차사고 중 화재 및 가스 폭발에 의한 사고는 아파트형 주거 형태와 대형 복합화 된 건물이 많은 도시 일수록 인명피해의 우려가 커지게 되고, 이를 방지하기 위하여 화재 방호 계통 스프링클러 시스템의 경우 내진 설계가 필수적으로 수행되어야 한다. 하지만 현재 일반적으로 사용하고 있는 화재 방호 계통 스프링클러 시스템 배관은 대부분 스테인리스 계열의 금속 파이프를 사용하고 있고 일부 특수 위치에서 합성수지 계열의 파이프를 사용하고 있어 진동 및 지진 등에 취약한 소재가 적용되고 있다. 이에 본 연구에서는 폴리에틸렌(Polyethylene, 이하 : PE)과 알루미늄(Aluminum, 이하 : Al)의 다층구조 복합관이 보유한 변위 흡수 유연성이 진동 환경과 지진 발생에 대한 내진 성능을 상승 시키는 특성으로 판단하였고, PE-Al-PE 복합관을 기존 스테인리스 관, PE관과 비교하여 내진 성능을 실험 하였다. 내진 특성은 스프링클러 파이프가 전달하는 진동의 양과 범위를 측정하면 진동에 대한 흡수 정도를 알 수 있고 이는 지진에 대하여 대상체가 자체적으로 진동을 감쇠하는 내진 특성 판단의 방법으로 횡 형 진동 측정법으로 발생한 진동의 최초 응답 변위에 대한 대수 감쇠율을 비교하여 파이프의 내진 특성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.187-192
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• 2017

본 논문에서는 탄소나노튜브 전왜성 복합소재(Nano-Carbon Piezoresistive Composite, NCPC)를 기반으로 하며, 3D 프린팅 공정을 활용하여 제작된 압력센서의 개발 진행 연구를 소개하였다. 압력센서의 성능을 향상시키기 위하여 센서전극을 외팔보 형태로 설계하였고 3D 프린팅 공정을 활용하여 소형전극을 제작하였다. 압력을 전기적 저항의 변화로 바꾸는 전왜성 센서의 전극은 2wt%의 다중벽 탄소나노튜브/에폭시 전왜성 복합소재로 제작하였다. 센서는 압력시스템에 용이하게 적용하기 위하여 파이프 플러그 캡에 삽입하여 제작을 하였으며, 실험실 환경에서 압력교정기를 활용하여 실험을 하였다. 외팔보 전극의 압력센서는 16,500kPa까지 선형적인 출력전압 특성을 보였으며, 이는 벌크형 전극의 압력센서 대비 약 200% 압력측정 성능 향상을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.33-43
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• 2016

미국과 유럽의 가스회사에서는 배관의 보수방법으로 그라인딩, 육성용접, 슬리브덮개용접, 복합재료보수, 핫태핑, 클램프 등 다양한 방법을 사용하고 있으며, 배관에 손상이 발생한 경우 사용적합성 평가를 거쳐 배관보수를 실시하고 있다. 또한, 미국과 영국 등에서는 매설된 도시가스배관이 타공사 또는 부식으로 인해 손상을 입은 경우 손상형태별로 적용 가능한 배관보수방법을 규정하고 있다. 국내의 경우에는 노후된 중압배관에 대하여 정밀안전진단을 하도록 하고 있으며, 정밀안전진단결과 발생된 결함의 종류 및 정도에 따라 배관을 보수, 교체 또는 신설하도록 규정하고 있다. 그러나 보수 및 보강 방법에 대하여는 기준이 마련되어 있지 않아 배관에 손상이 발생한 경우 주로 손상된 배관을 절단한 후 단관(短管)으로 교체하는 방법만을 사용하고 있다. 본 논문에서는 미국, 영국 등 국외의 보수방법 및 기준을 조사하고, 국내의 매설배관 검사 방법 등에 대해 조사하고, 보수방법 시험 결과를 분석한 후 국내 실정에 맞는 배관보수기준(안)을 제시하였다. 개발되는 기준에 따라 도시가스사업자가 정밀안전진단 결과의 후속조치로 배관보수를 하는 경우 가스공급을 중단하지 않아도 되므로 가스의 안정적 공급에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.37-41
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• 2023

선박의 평형수처리장치 전해조 내부 용액은 해수를 전기분해 시 DSA(Dimension Stable Anode) 전극에서 생성되는 수산화물로 인하여 높은 알칼리성 분위기를 생성한다. 본 연구에서는 기존 평형수처리장치 배관에 사용되어지는 PE 코팅 강관 배관의 취약성을 대체 가능한 복합재료로써 4가지 소재를 선정하였으며, 이들 BRE(Basalt fiber reinforced epoxy), BRP(Basalt fiber reinforced unsaturated polyester), GRE(Glass fiber reinforced epoxy), GRP(Glass fiber reinforced unsaturated polyester)를 강 알칼리성 NaOH 용액에 720시간 침지 후 마찰 및 마모 시험을 통하여 재료 마찰 깊이에 따른 마찰계수와 섬유와 수지 간 계면 결합 거동을 분석하였다. 그 결과, 수지와 섬유 간의 게면 분리 현상에 대한 메커니즘을 도출하였다. 또한, 불포화폴리에스테르와 같이 상대적으로 낮은 계면 결합력의 갖는 소재의 경우, 알칼리성 용액에 침지 시간이 길어질수록 표면에서부터 시작된 열화가 내부로 급격하게 확산되어 마찰 계수의 감소로 이어지는 경향을 나타냈다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.87-94
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• 2001

Filament winding process is a comparatively simple operation in which continuous reinforcements in the form of roving are wound over a rotating mandrel. And now it is well established as a versatile method for storage tanks and pipe for the chemical and other industries. In this study, tensile strength of a filament wound ring specimens were evaluated by split disk test fixture and dress disk test fixture. The results obtained from experiments were compared with the theoretical values obtained by the rule of mixture. And the purpose of this paper is to suggest an appropriate test method for the evaluation of tensile properties of filament wound structures. The tensile strength of a ring specimens tested by the dress disk test showed better agreement with the theoretical values than of a ring specimen tested by the split disk test because the stress concentration in edges of s split disk test fixture is more severe than the that of dress disk test fixture. The results showed that the tensile strength of a ring specimen was influenced by the geometry of test fixture, the continuity of fibers, fiber-tension, fiber-end and stress concentration in specimen.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권5호
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• pp.461-472
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• 2012

This study proposes an optics-based active sensing system for continuous monitoring of underground pipelines in nuclear power plants (NPPs). The proposed system generates and measures guided waves using a single laser source and optical cables. First, a tunable laser is used as a common power source for guided wave generation and sensing. This source laser beam is transmitted through an optical fiber, and the fiber is split into two. One of them is used to actuate macro fiber composite (MFC) transducers for guided wave generation, and the other optical fiber is used with fiber Bragg grating (FBG) sensors to measure guided wave responses. The MFC transducers placed along a circumferential direction of a pipe at one end generate longitudinal and flexural modes, and the corresponding responses are measured using FBG sensors instrumented in the same configuration at the other end. The generated guided waves interact with a defect, and this interaction causes changes in response signals. Then, a damage-sensitive feature is extracted from the response signals using the axi-symmetry nature of the measured pitch-catch signals. The feasibility of the proposed system has been examined through a laboratory experiment.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.203-207
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• 2000

Filament Winding Process is a comparatively simple operation in which continuous reinforcements in the form of roving are wound over a rotating mandrel. And now well established as a versatile method for storage tanks and pipe for the chemical and other industries . In this study, tensile strength of a filament wound ring specimens were evaluated by split disk test fixture and dress disk test fixture , The results obtained from experiments were compared with the theoretical values obtained by the rule of mixtures. And the purpose of this paper is the suggestion of an appropriate test method for the evaluation of tensile properties of filament wound structures .The tensile strength of a ring specimen tested by the dress disk test showed better agreement with the theoretical values than of a ring specimen tested by the split disk test because the stress concentration in edges of a split disk test fixture is more severe than that of dress disk test fixture. The results showed that the tensile strength of a ring specimen was influenced by the geometry of test fixture, the continuity of fibers, fiber-tension, fiber-end and stress concentration in specimen.