• Steel and Composite Structures
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• 제25권5호
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• pp.593-601
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• 2017

Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) is one of the materials used to strengthen steel structures. Most studies on strengthening steel structures have been done on steel beams and steel columns. No independent study, to the researcher's knowledge, has studied the effect of CFRP strengthening on steel beam-columns, and it seems that there is a lack of understanding on behavior of CFRP strengthening on steel beam-columns. However, this study explored the use of adhesively bonded CFRP flexible sheets on retrofitting square hollow section (SHS) steel beam-columns, using numerical investigations. Finite Element Method (FEM) was employed for modeling. To determine the ultimate load of SHS steel beam-columns, ten specimens, eight of which were strengthened with the different coverage length and with one and two CFRP layers, with two types of section (Type A and B) were analyzed. ANSYS was used to analyze the SHS steel beam-columns. The results showed that the CFRP composite had no similar effect on the slender and stocky SHS steel beam-columns. The results also showed that the coverage length, the number of layers, and the location of CFRP composites were effective in increasing the ultimate load of the SHS steel beam-columns.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권1호
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• pp.87-94
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• 2017

Steel structures often require strengthening due to the increasing life loads, or repair caused by corrosion or fatigue cracking. Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) is one of the materials used to strengthen steel structures. Most studies on strengthening steel structures have been carried out on steel beams and steel columns under centric compression load. No independent article, to the author's knowledge, has studied the effect of CFRP strengthening on steel columns under eccentric compression load, and it seems that there is a lack of understanding on behavior of CFRP strengthening on steel columns under eccentric compression load. However, this study explored the use of adhesively bonded CFRP flexible sheets on retrofitting square hollow section (SHS) steel columns under the eccentric compression load, using numerical investigations. Finite Element Method (FEM) was employed for modeling. To determine ultimate load of SHS steel columns, eight specimens with two types of section (Type A and B), strengthened using CFRP sheets, were analyzed under different coverage lengths, the number of layers, and the location of CFRP composites. Two specimens were analyzed without strengthening (control) to determine the increasing rate of the ultimate load in strengthened steel columns. ANSYS was used to analyze the SHS steel columns. The results showed that the CFRP composite had no similar effect on the slender and stocky SHS steel columns. The results also showed that the coverage length, the number of layers, and the location of CFRP composites were effective in increasing the ultimate load of the SHS steel columns.

• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.86-93
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• 2024

내부 폼 코어는 자동차에 사용되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 리어 스포일러의 성능에 중요한 역할을 한다. 하지만, 고속 주행 상황 (200 [km/h])에 대한 내부 폼 코어에 따른 CFRP 리어 스포일러에 관한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 이러한 동기를 바탕으로, 본 연구에서는 고속주행 조건에서 다양한 폼 코어 종류에 대한 CFRP 자동차 리어 스포일러의 성능 분석을 수행하였다. 이번 연구에서 사용한 폼 코어의 종류는 Polymethacrylimide (PMI), Polyvinyl chloride (PVC), 그리고 Styrene acrylonitrile (SAN) resin이며, 선정된 폼 코어를 활용하여 진동 특성 및 고속주행상황에서의 거동 양상을 분석하였다. 추가적으로, 고속주행 상황에서 리어 스포일러의 내부 폼 코어의 중요성을 파악하기 위해 내부 폼 코어가 존재하지 않는 중공인 경우 또한 분석하였다. 그 결과, 변형 양상에서는 PMI 폼코어가 가장 좋은 성능을 보였고, 진동 특성에서는 PVC 폼 코어가 가장 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한, 중공의 경우에는 변형양상 및 진동 특성 모두에서 가장 낮은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 본 연구를 통해 고속 주행상황에서 내부 폼 코어 구조가 CFRP 리어 스포일러의 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었으며, 또한 내부 폼 코어의 선택에 따라 강점을 보이는 특성이 다르게 나타남을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.439-446
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• 2023

세라믹 분리막은 높은 열적, 화학적 안정성을 갖기 때문에 극한의 조건에서 운전되는 다양한 산업 공정에 적용할 수 있다. 그러나 투과도와 기계적 강도의 trade-off 현상에 의한 세라믹 분리막 활용에 제약이 있어, 고투과성-고강도 분리막의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 상전이-압출법으로 알루미나 중공사 분리막을 제조하고, 고분자 바인더의 종류와 그 혼합비에 따른 분리막의 특성 변화를 관찰하였다. 용매인 DMAc (Dimethylacetamide)와 고분자 바인더의 한센 용해도 인자를 비교하면, PSf (polysulfone)가 DMAc와 높은 용해도 특성을 갖기 때문에 도프 용액의 점도와 토출압력이 높게 나타나 분리막 내부가 치밀한 구조로 형성되기 때문에 높은 기계적 강도를 갖으나 수투과도가 감소하는 것으로 확인되었다. 그에 반해, PES(polyethersulfone)를 이용하여 분리막을 제조하면 기계적 강도가 다소 감소하고 수투과도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 분리막 성능과 물성을 최적화하기 위해 PSf와 PES를 혼합하여 분리막을 제조하였으며, 9:1로 혼합하여 제조된 분리막에서 최적화된 수투과도와 기계적 강도를 얻을 수 있었다.