• 제목/요약/키워드: inter-laminar shear strength

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FRP 보강근의 계면전단강도에 대한 임계온도와 노출시간의 영향 (Critical Temperature for Inter-Laminar Shear Strength and Effect of Exposure Time of FRP Rebars)

  • 문도영
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.45-51
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    • 2013
  • 고온에 노출된 GFRP와 CFRP 보강근의 단지간보 실험을 통해 계면전단강도를 측정하였다. 1차 실험으로서, 노출시간과 온도를 변수로 하였으며, 적용된 고온 조건하에서 강도의 변화를 고찰하였으다. 1차 실험의 결과로부터 두가지 보강근에 대하여 임계온도가 $270^{\circ}C$로 동일한 것을 확인하였다. 이 연구에서 임계온도는 상온에서의 계면전단강도의 50%의 손실을 발생시키는 온도로 정의하였다. 계면전단강도에 대한 임계온도는 섬유의 종류가 아닌 레진이 성능에 지배된다는 것이다. 2차 실험에서는 임계온도하에서 0.25시간의 간격으로 노출시간에 대한 영향을 고찰하였다. 모든 실험 결과로부터, 노출시간의 영향은 노출온도에 비하여 그 영향이 크진 않지만 무시할 정도는 아닌 것으로 나타났다. 더욱이, 그 영향은 임계온도하에서 매우 중대함을 확인하였다.

고온손상된 GFRP 보강근의 장기 잔존 계면전단강도 예측 (Prediction of Long-term Residual Inter-laminar Shear Strength of Thermally Damaged GFRP Rebar)

  • 김민철;문도영;김성도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.108-115
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    • 2014
  • GFRP 보강근의 역학적 성능은 고온과 콘크리트의 알칼리 환경에서 크게 감소된다. 본 연구에서는 GFRP 보강근이 열손상 뒤, 알칼리 환경에 추가로 노출되었을 때의 계면전단강도변화를 고찰하는데 집중하였다. 이를 위하여 GFRP 보강근 시편은 270도의 열에 1시간동안 노출된 후 알칼리 용액에 장기간 노출되었으며, 전단시험에 의하여 파괴되었다. 비교를 위하여 열손상이 없는 시편도 같은 기간 동안 알칼리 용액에 노출된 후 전단에 의하여 파괴되었다. 결과에서, 열손상을 받은 GFRP보강근의 계면전단강도의 감소가 열손상이 없는 보강근 보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. 본 실험을 근거로 하여, 열손상을 미리 받은 GFRP 보강근이 알칼리에 노출되었을 때, 장기 잔존계면전단강도의 예측을 위한 2차식을 제시하였다.

3D Weaving Process : Development of Near Net Shape Preforms and Verification of Mechanical Properties

  • Klapper, Vinzenz;Jo, Kwang-Hoon;Byun, Joon-Hyung;Song, Jung-Il;Joe, Chee-Ryong
    • Composites Research
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    • 제34권2호
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    • pp.96-100
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    • 2021
  • The lightweight industry continuously demands reliable near-net-shape fabrication where the preform just out-of-machine is close to the final shape. In this study, different half-finished preforms are made π-beams. Then the preforms are unfolded to make a 3D shape with integrated structure of fibers, providing easier handling in the further processing of composites. Several 3D textile preforms are made using weaving technique and are examined after resin infusion for mechanical properties such as inter-laminar shear strength, compressive strength and tensile strength. Considering that the time and labor are important parameters in modern production, 3D weaving technique reduces the manufacturing steps and therefore the costs, such as hand-lay up of textile layers, cutting, and converting into preform shape. Hence this 3D weaving technique offers many possibilities for new applications with efficient composite production.

나노탄소섬유와 나노카바이드섬유를 이용한 복합재의 제조와 활용에 관한 연구 (Preparation and Application of Fiber Composites made of Carbon Nanofibers and Carbide Nanofibers)

  • 임연수;김기덕;이재춘;김명수;김성수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.569-575
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    • 2000
  • Fabrication of carbon fiber reinforced composites was carried out by hand lay-up method. Carbon nanofibers and SiC nanofibers were used as filler in the composites fabrication. Carbon nanofibers, one of the new carbon materials, have 5∼500 nm in diameter and 5-10 nm in length. SiC nanofibers were modified by silicon monoxide vapor with carbon nanofibers. The composites were carbonized at 1000$^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere, and then densified by molten pitches impregnated in vacuum. Multiple cycles of liquid pitch impregnation and carbonization were carried out to obtain a desired density. The composites were characterized by density, microstructure. The inter-laminar shear strength (ILSS) test was performed for mechanical properties. For the new application, the microwave reflective proeprty of composites was investigated. Dielectric constant and permeability spectrum were measured in 12∼18 GHz frequency ranges. On the basis of the wave propagation theory in a lossy media, the reflection loss from the composite inter-layer was predict as a function of frequency.

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탄소섬유/에폭시 복합적층판에 대한 저온에서의 기계적특성 실험평가 (Experimental Evaluation of Mechanical Properties for the Carbon/Epoxy Composite Laminates at Low Temperature)

  • 허남일;사정우;조승연;도철진;오영국;최창호;권면;이경수;이상연;김재훈
    • 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도저온공학회 2001년도 학술대회 논문집
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    • pp.41-44
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    • 2001
  • Mechanical test of the Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) composite specimen was performed based on the ASTM code at the ambient and low temperature. Tension, compression in-plane shear, and inter-laminar shear properties of the composite laminates were evaluated experimentally using the Universal Testing Machine(UTM) system at the temperature of $24^{\circ}C$,$-76^{\circ}C$ , and $-196^{\circ}C$. From the test results it was found that the CFRP chosen for the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research(KSTAR) magnet supporting post had smaller tensile strength and larger compressive strength at the low temperature than those of the ambient temperature because of material ductility.

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복합재료의 기계적 거동에 염수환경이 미치는 영향에 관한 연구 (Effects of salt water environment on the mechanical behavior of composites)

  • 문진범;김수현;김천곤
    • Composites Research
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    • 제23권1호
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    • pp.44-50
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    • 2010
  • 본 연구에서는 염수 침수 실험과 염수 분무 실험이라는 두 가지의 실험을 위그선의 구조재료로 사용될 3가지 다른 복합재료 시스템에 대해서 해수와의 접촉에 의한 물성저하를재현하기 위해 수행하였다. 140일간 염수환경하에서 노화시킨 후 탄소섬유 복합재료와유리섬유 복합재료의 인장, 압축, 전단 강성과 강도 및 층간 전단 강도를 측정하였다. 기본 물성파의 비교를 통해서 염수환경이 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향이 평가되었다. 실험을 통해 염수 분무환경과 침수 환경의 차이는 거의 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 탄소섬유 복합재료의 경우 인장 물성에 적은 손실이 발생한 반면 유리섬유 복합재료에서는 인장물성의 저하률이 탄소섬유 복합재료에 비해서 큼을 확인하였다. 그리고 모재 지배적 물성들의 큰 물성저하가 관찰되었다. 이를 통해, 염수는 복합재료의 섬유와 모재 사이의 계면을 퇴화시키고, 또한 모재 자체 물성과 유리섬유의 물성을 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

새로운 라이오셀/poly(butylene succinate) 바이오복합재료의 층간전단, 기계적, 열적 특성에 미치는 섬유함량의 영향 (Fiber Loading Effect on the Interlaminar, Mechanical, and Thermal Properties of Novel Lyocell/Poly(butylene succinate) Biocomposites)

  • 이재영;김진명;조동환;박종규
    • 접착 및 계면
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    • 제10권2호
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    • pp.106-112
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    • 2009
  • 본 연구에서 처음으로 생분해성 라이오셀 직물과 poly(butylene succinate) (PBS)로 이루어진 바이오복합재료가 성공적으로 제조되었다. 0, 30, 40, 50 그리고 60 wt%의 서로 다른 함량의 라이오셀직물을 포함하는 라이오셀/poly(butylene succinate) 바이오복합재료는 sheet interleaving 방식으로 압축성형에 의해 제조되었다. 바이오복합재료의 층간전단강도, 인장 및 굴곡 특성, 열변형 온도, 열팽창 거동 및 열안정성에 미치는 라이오셀직물 함량의 영향을 조사하였다. 특성들은 직물함량에 크게 의존하였으며, 그 결과들은 서로 일치하였다. 라이오셀직물을 수지에 도입하는 것이 poly(butylene succinate)의 여러 가지 특성 향상에 두드러진 역할을 하는 것으로 확인되었다. 라이오셀직물이 중량비로 50%일 때, 바이오복합재료의 가장 우수한 층간전단강도, 인장, 굴곡 및 열적 특성이 얻어졌다.

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탄소섬유강화 복합소재의 열적, 전기적, 기계적 특성에 대한 질화붕소 첨가제의 효과 (Effect of Boron Nitride on Mechanical Properties, Thermal and Electrical Conductivities of Carbon Fiber Reinforced Plastics)

  • 홍현기;배곽진;유재상
    • Composites Research
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    • 제33권3호
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    • pp.153-160
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    • 2020
  • 질화붕소(BN)는 높은 열전도도를 가지는 2D 형상의 부도체로 복합재료의 강화 필러로 연구되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 판상의 육방정 질화붕소(h-BN)를 탄소섬유 다발 사이에 첨가하여 BN이 함유된 탄소섬유강화 복합소재(CFRPs)를 제조하여 BN 필러가 CFRP의 여러 물성에 어떤 영향을 주는지 탐구하였다. 사용된 프리프레그의 수지 총량의 0-15 wt%의 BN 필러가 프리프레그 층 사이에 첨가되었다. BN 필러가 첨가된 복합소재의 인장강도는 최대 13.6%, 계면간 전단응력은 최대 6.7% 증가하는 것을 관찰하였다. BN 첨가량에 따른 열전도도와 전기전도도의 변화와, BN의 첨가량에 따른 시편의 단면 형상 변화 또한 관찰되어 탄소섬유-BN-에폭시 복합소재의 물성 제어 가능성을 제시하였다.