일축인장 하에서의 심장 수술용 봉합사의 변형률 속도 의존 재료거동 평가

유동만(Dongman Ryu),송승환(Seunghwan Song),이치승(Chi-Seung Lee) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.2

봉합사의 인장 특성, 매듭 방법 및 강도 특성, 수명예측, 생체 적합성 등에 관련된 연구들은 지난 30년 동안 다양하게 진행되어 왔다. 하지만 최근에 개발된 봉합사에 대한 연구들은 미비한 실정이며, 현장에서 사용되는 용도에 초점을 맞춘 연구들 역시 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 심장 조직과 판막에 주로 사용되고 있는 봉합사의 변형률 속도별 인장 거동을 파악하고 분석하고자 한다. 이를 위해 현장에서 사용되고 있는 서로 다른 지름의 봉합사들을 기반으로 변형률 속도별 일축인장 실험들을 수행하였다. 일축인장 실험은 신뢰성을 확보한 선행 연구들을 참조한 시험법으로 진행되었으며, 이로 인해 봉합사들의 기계적 거동과 물성을 측정하고 비교 분석하였다. Various studies have been reported in literature over the past three decades on the tensile properties of sutures, knot methods, strength characteristics of knots, lifetime assessments, and biocompatibility evaluations. However, studies on the material properties of cardiac surgical suture or suture materials are insufficient. Therefore, in this study, the tensile behaviors of suture materials for cardiac surgical purposes were examined according to strain rates. Uniaxial tensile tests were performed according to the strain rate and diameter of the suture, and results based on previous studies using this test method were considered for verification. The mechanical behaviors and properties of the suture were also measured, and a comparative study was conducted based on experiment conditions.

접착 방식 그리드 타입 CFRP로 인장보강된 직물복합구조 인장실험체의 모르타르 압축강도에 따른 인장거동 평가

김경민,박성우 대한건축학회지회연합회 2022 대한건축학회연합논문집 Vol.24 No.6

This paper aims to experimentally evaluate the effect of the compressive strength of mortar on the tensile behavior of textile reinforced concrete (TRC) specimens applied the developed grid-type carbon fiber reinforced polymer (CFRP) reinforcement (hereafter referred to as carbon grid), K-Carbon as reinforcement. The experimental results showed that the higher compressive strength of mortar could be effective for the tensile behavior of a TRC specimen reinforced with carbon grid in terms of crack formation and strength. The tensile performance of carbon grid was also revealed to be increased with increasing compressive strength of mortar, but the tensile strength of all carbon grids placed on the specimens was less than 0.5 times the tensile strength of the carbon grids because of the local stress concentration acting on the carbon grids and the silp with mortar. On the other hand, the tensile stress-strain relationship of TRC specimens was idealized as a simple bilinear curve with a bend-over point corresponding to the initial cracking point, and the idealized bilinear curve was revealed to generally illustrate the tensile stress-strain relationship of TRC specimens.

축방향 인장을 받는 콘크리트 부재의 FRP 보강근의 인장강화 효과

장낙섭,노치훈,오홍섭 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.6

본 연구에서는 GFRP, BFRP와 CFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 시험체의 인장 거동 특성을 실험적으로 분석하였다. FRP 보강근의 인장강도는 설계강도와 유사하게 나타났으나, 탄성계수는 다소 낮게 측정되었다. 또한 인장강화 시험체는 OPC와 SFRC를 사용하여150(W)×150(B)×1000(H) mm의 크기로 제작하였다. 균열간격은 탄성계수가 낮고 표면이 보다 매끄러운 GFRP 보강근이 가장 크게 나타났으며, 표면이 다소 거친 BFRP와 탄성계수가 높은 CFRP 보강근의 균열간격은 비슷하게 분석되었다. 하중-변형률관계에서도 GFRP보강근은 균열후 다소 급격한 거동을 보인것에 반하여 BFRP와 CFRP 보강근은 균열발생시 다소 안정적인 거동후 일정수준은 인장강화 효과를 유지하였다. 인장강화지수의 경우 직경이 증가할수록 인장강화지수는 다소 작게 분석되었으며, BFRP보다 GFRP의 경우가 인장강화지수는 높게 분석되었다. In this study, the tensile behavior of concrete specimens reinforced with GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer), BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer), and CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) bars was experimentally analyzed. The tensile strength of the FRP bars is appeared to be similar to the design strength, but the elastic modulus was somewhat lower. Additionally, the specimens for tension stiffening effect were manufacured using OPC (Ordinary Portland Cement) and SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete), with dimensions of 150(W)×150(B)×1000(H) mm. The crack spacing of specimens was most significant for GFRP reinforcement bars, which have a lower elastic modulus and a smoother surface, while BFRP and CFRP bars, with somewhat rougher surfaces and higher elastic moduli, showed similar crack spacings. In the load-strain relationship, GFRP bars exhibited a relatively abrupt behavior after cracking, whereas BFRP and CFRP bars showed a more stable behavior after the cracking phase, maintaining a certain level of tension stiffening effect. The tension stiffening index was somewhat smaller as the diameter increased, and GFRP, compared to BFRP, showed a higher tension stiffening index.

Structural Behavior of 3D Printed Concrete Specimens with Reinforcement

Changbin Joh(조창빈),Jungwoo Lee(이장우),In-Hwan Yang(양인환) 한국건설순환자원학회 2018 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.6 No.3

본 연구에서는 프린트 층 사이에 부착에 초점을 두고 3D 프린팅 콘크리트의 구조거동 연구를 수행하였다. 3D 프린팅 콘크리트의 부착 및 인장강도 실험을 수행하고 일괄 타설 콘크리트 실험결과와 비교하였다. 실험변수는 콘크리트 층 사이의 프린트시간차와 철근 보강 여부이다. 콘크리트 층 사이에는 공극이 존재하고 이에 따라, 강도 감소가 발생한다. 층 사이 대부분의 인장부착 강도 감소는 응력 집중과 프린트 시간차에 기인한다. 프린트 시간차가 24시간을 초과할 때 인장부착 강도의 감소는 구조거동에 영향을 미친다. 층 사이 철근 보강은 연성거동 증진에 유용하고 구조물의 갑작스런 파괴를 예방한다. 또한, 공극이 유발한 응력 집중에 기인한 휨 강도 감소는 횡방향 하중을 받는 3D 프린트 벽체 구조물 설계시에 고려되어야 한다. This paper examines the structural behavior of 3D printed concrete specimens with focus on the bond between the layers. The tensile bond and flexural strengths were investigated experimentally and compared with those of specimens made by conventional mold casting. The test parameters were the time gap between printing layers and the reinforcement between vertical layers. The results showed the 3D printed specimens had voids between layers and confirmed the strength reduction due to printing time gap and the stress concentration caused by the voids. Most of the reduction in tensile bond strength between layers was due to the stress concentration at least up to certain printing time gap. Moreover, beyond a certain printing time gap (24hours), the additional reduction in tensile bond strength reached a level that could affect the structural behavior. The reinforcement between layers was helpful to increase the ductile behavior which is essential to prevent the sudden collapse of the structure. In addition, the reduction in flexural strength due to the stress concentration by the voids was observed and should be considered in the design of 3D printed wall structures against the lateral load.

AA5182/Polypropylene 샌드위치 판재의 인장물성 및 변형거동

김기주 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集A Vol.43 No.1

In this study, the characteristics of aluminum sandwich sheets are evaluated in order to establish the optimum fabrication conditions for sandwich production. In addition, in order to adapt sandwich sheets for automotive components, the deformation behavior and plastic deformation ratio are investigated to understand the formability characteristics. From the evaluation results of the characteristics of aluminum skin sheets, polypropylene and sandwich sheets following as the rolling directions, in case of the aluminum skin sheets, the unstable deformation behavior such as Lüders band, serration was shown. In case of sandwich sheets manufactured by roll forming joining with the polypropylene core, the unstable deformation behavior decreased. The elongation of the sandwich sheets is better than that of the skin sheets, which is believed to be due to the excellent elongation of the polypropylene core sheets. 본 연구에서는 알루미늄 샌드위치 판재를 제조하고 제조공정상의 문제점 파악 및 최적 제조 조건을 확립하기 위한 기본자료의 확보를 위해 특성평가를 행하였으며, 샌드위치 판재의 기계적 특성을 평가하였다. 또한 샌드위치 판재를 실차에 적용하기 위하여 필요한 성형성을 평가하기 위해 변형거동 및 소성변형비 등을 조사 하였다. 알루미늄 표면판재, 폴리프로필렌 중심재 및 샌드위치 판재의 압연 방향에 따른 특성평가 시 알루미늄판재의 경우는 인장시험시 톱니모양 거동(serration behavior) 등의 불안정 변형거동이 나타났으며 폴리프로필렌을 접합하여 제조한 샌드위치 판재의 경우는 이러한 불안정 변형거동이 감소하였다. 샌드위치 판재의 신율은 표면 알루미늄 판재 skin 보다 증가하였으며 이는 폴리프로필렌 판재의 높은 연신율에 기인한 것으로 판단된다.

알루미늄 5182 합금판재의 변형속도 및 온도변화에 따른 민감도 및 톱니모양 거동 평가

김기주 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集A Vol.43 No.8

Generally, 5xxx Al alloy is used as a high-strength aluminum alloy sheet for automobiles. When the main alloy element is Mg, aluminum 5xxx alloy exhibits excellent strength and formability. In the tensile test of such alloys, the Lüders band is observed on the surface and serration behavior is observed on the stress-strain curves. This serration behavior causes surface roughness during sheet formation, which is a serious problem for automotive body sheets. In this study, we investigated the effect of initial strain rate and temperature variation on the serration behavior of AA5182 aluminum alloy sheet during tensile tests. Because the serration behavior is related to the change of strain rate sensitivity, the same was also evaluated for AA5182 aluminum sheets. 일반적으로 5xxx 계열 알루미늄 합금은 고성형성으로 인해 자동차용 합금판재로 사용된다. 5xxx 계열 알루미늄 합금의 경우 우수한 강도와 성형성을 위하여 주 합금원소로 Mg이 첨가된다. 이러한 Mg이 첨가된 알루미늄 합금의 인장시험에서는 가공경화로 인해 시편 표면에 Lüders band가 관찰되며 응력-변형률 곡선에서는 톱니모양 거동이 관찰된다. 이러한 톱니모양 거동은 판재의 성형 중 표면을 거칠게 만들 뿐만 아니라 자동차용 차체 판재로의 적용에 심각한 문제를 발생시킨다. 본 연구에서는 초기 변형 속도와 온도의 변화에 따른 5182 알루미늄 합금판재의 톱니모양 거동에 대하여 다양한 인장시험을 통하여 조사하였다. 또한, 톱니모양 거동이 변형속도민감도의 변화와 밀접한 관계가 있기 때문에, 5182 알루미늄 합금 판재의 변형속도민감도를 평가하였다.

장기계측을 통한 인장형 앵커의 인장력 손실 평가

이봉직(Bongjik Lee),이종규(Jongkyu Lee) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.10

본 연구에서는 앵커의 장기 거동특성과 인장력 손실을 평가하기 위하여 실제 시공된 인장형 앵커를 대상으로 장기 계측을 실시하고 이를 기존 예측결과와 비교?분석하였다. 영구앵커는 비탈면 안정 혹은 구조물의 부상방지 등을 목적으로 사용되는 보강재로써 가설 앵커와 달리 구조물의 공용기간 동안 기능을 유지해야 한다. 그러나 시간 경과에 따라 앵커의 릴렉세이션 및 크리프가 지속적으로 발생되기 때문에 안정적인 기능발휘를 위해서는 인장력 손실에 대한 관리가 필수적이다. 지금까지 인장력 손실은 탄성론을 이용한 프리스트레스 감소와 인장재 종류에 따른 릴렉세이션을 값을 이용하여 산정하여 왔으며 장기적인 계측결과를 이용한 검증은 제한적인 실정이다. 이에 본 연구에서는 실제 시공된 인장형 앵커를 대상으로 현장조건과 상세 지반조사를 실시하였으며 하중계, 경사계 및 지하수위계를 설치하여 최대 500일 이상의 장기 계측결과를 분석하였다. 또한 측정된 벽체의 변위 및 앵커의 인장력 손실을 기존 해석결과와 비교함으로써 앵커의 장기 거동특성을 평가하였다. 평가결과 대부분의 앵커력 손실은 90일 이내에 발생되며, 앵커력 손실은 예측된 값보다 작게 측정되는 것으로 나타났다. In this study, to evaluate the long-term behavior characteristics and the loss of prestress force, the long-term measurement of the tensile anchors in the actual construction was performed and the results were analyzed comparing with the existing estimation. As the reinforcement member used for the purpose of slope stability or uplift-resisting of the permanent structure, etc, the permanent anchor should maintain the functions during the performance period of the structure differently from the temporary anchor. However, as the time passes by, since the relaxation and the creep of the anchor occur constantly, the management for the loss of tensile force is essential to perform the functions stably. So far, the loss of the tensile force has been estimated according to the reduction of the prestress using elasticity theory and using the relaxation value according to the type of tension member and the test using the long-term measurement is limited. Therefore, in this study, the site condition and the ground were investigated for the tensile anchor in the actual construction and the long-term measurement results more than 500 days was analyzed by installing the loadcell, inclinometer and the groundwater level gauge. In addition, the long-term behavior characteristics were evaluated by comparing the disposition of the measured earth retaining wall and the tension force loss of the anchor with the existing interpretation results. In the evaluation results, the most of the tension force loss occurs within 90 days and the loss was measured less than the estimated values.

가열온도에 따른 CFRP Rebar의 인장 및 압축 성능 평가

이재희,유성원 한국건설순환자원학회 2024 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.12 No.1

최근 부식이 없고 중량 대비 인장강도가 우수한 FRP에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 CFRP Rebar 형태의 FRP의기계적 특성 연구, 특히 가열에 따른 성능 변화와 압축에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 직경 12 mm CFRP Rebar로 60개의 인장 및 압축 시험체를 제작하여 직접인장시험 및 직접압축시험을 실시하고, 가열온도에 따른 성능을평가하였다. 가열온도가 300 °C 이상으로 상승할수록 CFRP Rebar의 에폭시가 연소하여 성능 저하가 커지는 것으로 나타났다. 압축강도는 인장강도 보다 크게 작은 것으로 나타났으나, 탄성계수는 인장과 압축에서 동일하게 나타나는 것을 확인할수 있었다. The demand for FRPs that are corrosion-free and have an excellent tensile strength-to-weight ratio. However, there is a lack of research on the mechanical properties of FRP in the form of rebars, especially the changes in performance due to heating. Therefore, in this paper, 60 tensile and compression specimens of CFRP rebars with a diameter of 12 mm were fabricated and subjected to direct tensile and direct compression tests, and their performance was evaluated according to the heating temperature. It was found that as the heating temperature increases above 300 °C, the performance decrease becomes larger due to the burning of epoxy. The compressive strength was found to be much lower than the tensile strength, but the modulus of elasticity was found to be the same in tension and compression.

강연선으로 보강된 초고성능 콘크리트 인장부재의 인장강화 및 균열거동 평가

박민국 (Park, Min-Kook),한선진(Han, Sun-Jin),김강수(Kim, Kang Su) 대한건축학회 2019 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.35 No.5

Ultra-high performance concrete (UHPC) has high compressive and tensile strengths due to the particle packing, and its ductile behavior can be ensured by utilizing steel fibers. However, since the UHPC members exhibit different characteristics of crack behavior and tensile behavior from normal concrete, the tension stiffening and cracking characteristics of the UHPC should be accurately modeled for the design and analysis of the UHPC members. In this study, uniaxial tension tests was conducted on the UHPC members with strands, where the test variables were diameter and reinforcing ratio of strands. Detailed analyses were also conducted to identify the tensile characteristics and crack behavior of the UHPC members. By comparing the test results with current code provisions and other models proposed by existing researchers, their applicability for estimation of crack behavior of the UHPC members was examined.

UV 폭로 및 동결융해 시험을 거친 FRP Hybrid Bar의 인장거동 평가

윤용식(Yong-Sik Yoon),박재성(Jae-Sung Park),박기태(Ki-Tae Park),권성준(Seung-Jun Kwon) 한국건설순환자원학회 2017 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.5 No.2

본 연구에서는 UV 폭로 및 동결융해 환경이 FRP Hybrid Bar의 인장거동 및 표면 열화에 미치는 영향을 평가하기 위해 FRP Hybrid Bar를 대상으로 UV 폭로 및 동결융해 시험을 실시하였다. FRP Hybrid Bar의 경우 UV 폭로 및 동결융해 180cycle 시험 전/후 외관적인 열화가 거의 발생하지 않았다. 또한 FRP Hybrid Bar의 주요 장점 중 하나인 인장경화특성은 동결융해시험을 거친 이후에도 유지되었는데, 이는 UV 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar에도 유효하게 평가되었다. UV 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar는 일반 FRP Hybrid Bar와 거의 비슷한 인장거동을 나타내었으며, 동결융해 180cycle의 진행에도 불구하고 일반철근, FRP Hybrid Bar, UV 폭로를 거친 FRP Hybrid Bar의 인장거동은 큰 변화를 나타내지 않았다. 본 연구에서는 UV 폭로 및 동결융해 환경이 FRP Hybrid Bar의 외관 및 인장 특성에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 판단되지만, 충격에 따른 규사코팅의 박락은 콘크리트와의 부착력에 영향을 미치므로 이에 대한 고려가 필요하다. The present work is for an evaluation of tension behavior and surface deterioration of FRP Hybrid Bar due to UV exposure and freezing/thawing(F/T) actions. For the work, FRP Hybrid Bar is subjected to UV exposure test, then F/T test is performed successively to 180 cycles. In FRP Hybrid Bar, no significant surface deterioration is evaluated after UV exposure. Tension hardening performance, a unique engineering advantage of FRP Hybrid Bar, is still maintained after F/T test. The performance in FRP Hybrid Bar exposed to UV is still effective. FRP Hybrid Bar exposed to UV have almost similar tension behavior of FRP Hybrid Bar without UV exposure. Although F/T cycles increase to 180, steel rebar, FRP Hybrid Bar, and FRP Hybrid Bar exposed to UV show no significant changes in tension behavior. In the work, UV exposure and F/T actions are evaluated to have little negative effect on surface deterioration and tensile performance in FRP Hybrid Bar, however spalling of silica coating due to impact should be considered since it affects bonding strength to outer concrete.