• Earthquakes and Structures
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• 제7권6호
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• pp.1001-1024
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• 2014

The size of spread footings was found to be unnecessarily large from some actual engineering practices constructed in Taiwan, due to the strict design provisions related to footing uplift. According to the earlier design code in Taiwan, the footing uplift involving separation of footing from subsoil was permitted to be only up to one-half of the foundation base area, as the applied moment reaches the value of plastic moment capacity of the column. The reason for this provision was that rocking of spread footings was not a favorable mechanism. However, recent research has indicated that rocking itself may not be detrimental to seismic performance and, in fact, may act as a form of seismic isolation mechanism. In order to clarify the effects of the relative strength between column and foundation on the rocking behavior of a column, six circular reinforced concrete (RC) columns were designed and constructed and a series of rocking experiments were performed. During the tests, columns rested on a rubber pad to allow rocking to take place. Experimental variables included the dimensions of the footings, the strength and ductility capacity of the columns and the intensity of the applied earthquake. Experimental data for the six circular RC columns subjected to quasi-static and pseudo-dynamic loading are presented. Results of each cyclic loading test are compared against the benchmark test with fixed-base conditions. By comparing the experimental responses of the specimens with different design details, a key parameter of rocking behavior related to footing size and column strength is identified. For a properly designed column with the parameter higher than 1, the beneficial effects of rocking in reducing ductility and the strength demand of columns is verified.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.223-230
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• 2011

본 연구에서는 자원 재활용 측면에서 매트릭스수지로 재활용플라스틱과 보강재로 친환경 천연섬유로 구성된 그린복합재료를 제조하고 그 특성을 탐구하였다. 먼저 재활용폴리에틸렌과 천연섬유인 목분을 이용하여 이축 압출공 정 방법으로 목분함량이 서로 다른 펠렛을 제조하였다. 이 펠렛을 사용하여 압축성형 방법으로 목분/재활용폴리에틸렌 그린복합재료를 제조하고, 그들의 굴곡특성, 인장특성, 충격특성, 열변형온도 그리고 파단거동에 미치는 목분함량의 영향을 조사하였다. 결과는 목분/재활용폴리에틸렌 그린복합재료의 굴곡강도, 굴곡탄성률, 인장탄성률 및 열변형온도 는 목분함량이 증가함에 따라 크게 향상된 반면, 인장강도와 충격특성은 감소한다는 나타내었다. 주사전자현미경으로 관찰한 파단거동은 재활용폴리에틸렌의 유연한 파단현상과 비교하여 목분함량이 증가함에 따라 변화하는 충격거동 경향을 정성적으로 뒷받침해주었다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권2호
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• pp.122-128
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• 2010

소수성실리카를 안정제로 하는 현탁중합반응법을 이용하여 합성한 스티렌(St)/부틸메타크릴레이트(BMA) 공중합체 (co-PSB) 입자의 전단점도를 모세관 레오미터 (capillary rheometer)를 이용하여 $170^{\circ}C$에서 측정하였다. co-PSB 입자의 전단점도는 중량평균분자량이 74,800 g/mol 이하인 경우 낮은 전단속도에서는 뉴톤거동을 보였다. 중량평균분자량이 136,800 g/mol을 초과하면서 전단점도는 전단속도의 전 영역에 걸쳐 감소하였고 전단속도에 대한 기울기의 절대값은 분자량의 증가와 함께 증가하였다. St/BMA의 구성비가 7/3, 5/5 및 3/7의 co-PSB 입자는 유사한 분자량을 나타내었지만 BMA의 구성비가 증가하면서 유리전이온도와 전단점도는 감소하였다. St/BMA의 구성비가 1/9 인 co-PSB의 경우 유리전이온도는 더욱 감소하였으나 초기 전단점도는 크게 증가하였다. 카본블랙을 함유하는 co-PSB 복합체 입자의 전단점도는 카본블랙의 증가에 따라 증가하였으나, 카본블랙의 농도에 따른 전단점도의 변화는 분자량 및/혹은 구성비의 변화 효과에 비교하여 미약하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권4호
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• pp.373-377
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• 2009

플라스틱 제품 중 대부분은 사출성형 공정에 의해 이루어지고 있다. 사출성형품에서 휨은 제품의 치수에 영향을 미치며 또한 조립시의 문제점으로 작용한다. 본 연구에서는 사각 Flat한 시편과 여기에 리브가 수지 흐름방향으로 시편, 리브가 수지 흐름방향의 수직으로 있는 시편에 대해서 사출성형 후 휨에 대해서 연구하였다. 비 보강된 비결정성 수지 (PC, ABS) 와 결정성 수지 (PP, PA66)에 대해서 휨을 비교 하였다. 제품형상이 Flat한 시편보다 평판에 리브가 있는 시편에서 휨이 6~9% 더 많이 발생하였다. 그리고 리브가 수지 흐름방향의 수직으로 놓여있는 시편보다 수지 흐름방향으로 놓여있는 시편에서 휨이 25~39% 더 많이 발생하였다. 또한 비결정성 수지보다는 결정성 수지에서 휨이 23~67% 더 많이 발생하였다. 성형조건에 따른 영향은 보압시간이 증가 할수록 휨이 감소하였고 수지온도가 증가 할수록 휨은 증가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권2호
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• pp.80-86
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• 2010

탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 및 자기적 성질 뿐만 아니라 나노 크기의 직경 및 높은 종횡비를 나타낸다. 이는 고강도 고분자 복합체의 이상적인 보강제로 사용할 수 있다. 기능성이 부과된 탄소나노튜브는 기능성 재료 및 복합재료의 제조와 같은 분야에서 아주 유력한 재료로 믿어진다. 탄소나노튜브-고분자 복합체는 탄소나노튜브의 우수한 기능성과 고분자의 우수한 가공성을 가질 것으로 기대된다. 그러나, 탄소나노튜브는 보통 반 델 바알스 작용에 의한 안정화된 번들을 형성하기 때문에 고분자 기지에 배열이나 분산이 상당히 어렵다. 탄소나노튜브 강화복합체의 제조에서 가장 큰 이슈는 고분자내에 탄소나노튜브의 효과적인 분산이며, 기지내에 탄소나노튜브의 배열과 양의 조절이다. 고분자 기지내에 탄소나노튜브의 분산은 용액혼합, 벌크 혼합, 용융혼합, 즉시 고분자화 반응 및 탄소나노튜브의 화학적 기능화 등과 같은 몇 가지 방법이 있다. 본 논평에서는 이들 방법과 고성능 탄소나노튜브-고분자 복합체의 제조에 대하여 서술하고자 한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제8권2호
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• pp.173-190
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• 2011

As a practical and effective seismic resisting technology, the base isolation system has seen extensive applications in buildings and bridges. However, a few problems associated with conventional lead-rubber bearings have been identified after historical strong earthquakes, e.g., excessive permanent deformations of bearings and potential unseating of bridge decks. Recently the applications of shape memory alloys (SMA) have received growing interest in the area of seismic response mitigation. As a result, a variety of SMA-based base isolators have been developed. These novel isolators often lead to minimal permanent deformations due to the self-centering feature of SMA materials. However, a rational design approach is still missing because of the fact that conventional design method cannot be directly applied to these novel devices. In light of this limitation, a displacement-based design approach for highway bridges with SMA isolators is proposed in this paper. Nonlinear response spectra, derived from typical hysteretic models for SMA, are employed in the design procedure. SMA isolators and bridge piers are designed according to the prescribed performance objectives. A prototype reinforced concrete (RC) highway bridge is designed using the proposed design approach. Nonlinear dynamic analyses for different seismic intensity levels are carried out using a computer program called "OpenSees". The efficacy of the displacement-based design approach is validated by numerical simulations. Results indicate that a properly designed RC highway bridge with novel SMA isolators may achieve minor damage and minimal residual deformations under frequent and rare earthquakes. Nonlinear static analysis is also carried out to investigate the failure mechanism and the self-centering ability of the designed highway bridge.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권6호
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• pp.235-243
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• 2023

This paper presents the fabrication process of water-lubricated plastic bearings. Plastic bearings require good mechanical properties and tribological properties as well as elasticity and shock resistance, especially when lubricated in dirty water conditions. In this study, sleeve-type plastic bearings are produced by winding a prepreg sheet, which primary contains nitrile rubber (NBR)-modified epoxy, self-lubricating fillers, and various types of lattice-structured reinforcing fibers such as carbon, Aramid, and polyethylene terephthalate. A thermosetting epoxy is chemically modified with NBR to impart elasticity and low-friction characteristics in water conditions. Experimental investigations are conducted to examine the mechanical and tribological characteristics of the developed bearing materials, and the results are compared with the characteristics of a commercial plastic bearing (Thordon SXL), well known as a water-lubricated bearing. A Thordon bearing (mainly composed of polyurethane) exhibits an extremely low load-bearing capacity and is thus only suitable for medium loading (1~10MPa). The tribological characteristics of the test materials are evaluated through Falex block-on-ring (LFW-1) friction and wear tests. The results indicate that friction exhibited by the carbon-fiber-reinforced NBR-10wt.%-modified epoxy composite material, incorporated with the addition of 20wt.% UHMWPE and 6wt.% paraffin wax, is lower than that of the Thorden bearings, whereas its wear resistance surpass that of Thorden ones. Because of these features, the load carrying capacity of the fabricated composite (>10MPa) is higher than that of the Thorden bearings. These results confirm the applicability of water-lubricated plastic bearing materials developed in this study.

• 접착 및 계면
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• 제16권2호
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• pp.69-75
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• 2015

돌침대에 사용되는 석재의 무게를 줄여 경량화를 추구하려면 석재의 두께를 줄이고 보강재료로 석재의 강도를 유지해야 한다. 본 연구에서는 돌침대용 석재/목재 보드 개발에 대한 연구를 진행하였다. 돌침대에 삽입될 돌의 무게를 줄이기 위해 석재와 목재를 접합하였다. 목재의 강도 향상과 표면개질을 위하여 열처리 조건에 따른 목재의 물성변화를 관찰하였다. 대기 조건에서 열처리한 목재의 경우 고온의 온도에 따라 목재의 강성이 높아졌다. 열처리 최적조건은 표면에너지와 인장, 굴곡 강도변화 경향을 바탕으로 $100^{\circ}C$ 조건임을 확인하였다. 석재와 목재간 높은 접착력을 확보하기 위해 최적의 접착제 조성을 연구하였다. 아민계 에폭시 접착제, 폴리우레탄(PU)계 접착제, 염화고무계(CR) 접착제 마지막으로 염화비닐초산계 접착제에 따른 석재와 목재간 랩 전단실험을 진행하였다. 랩 전단 실험 후 파단면을 관찰해볼 때 에폭시 접착제를 이용할 때 목재 기지의 인열 파괴가 발생되었다. 접착면에서의 전단력이 목재 자체의 파괴 강도보다 높다는 결과를 바탕으로 최적의 접착제 조건이 에폭시계 접착제임을 확인할 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.211-217
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• 2011

Wood Polymer Composite(WPC)는 우수한 물성 및 가공성과 더불어 자원재활용 및 벌목규제 대응 등의 환경적인 측면에서 각광을 받고 있는 재료이다. 본 연구에서는 이축스크류식 치합형 압출기를 이용하여 상용화 WPC를 제조하였다. WPC의 물성에 영향을 미치는 세 가지 주요 실험 변수 즉 목분의 함량, coupling agent의 함량 그리고 목분의 전처리 영향을 자세히 관찰하였다. 목분의 함량에 따른 WPC의 물성변화는 목분함량이 증가함에 따라 인장강도 와 열안정성이 감소하고, 수분흡수성이 증가하는 것이 관찰되었다. PP-g-MA 첨가 시 기계적 물성은 향상되고, 수분흡수성이 감소하는 것이 관찰되었다. 목분을 전처리하여 제조한 시편에서는 가장 높은 인장강도의 향상을 나타냈지만, 셀룰로스의 결정구조 변화로 수분흡수성이 증가하는 것이 확인되었다.