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유리단섬유로 보강된 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동에 관한 미세역학 기반 해석
양범주,하성국,이행기,Yang, Beom-Joo,Ha, Seong-Kook,Lee, Haeng-Ki 한국전산구조공학회 2012 한국전산구조공학회논문집 Vol.25 No.3
본 연구에서는 유리단섬유로 보강된 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동 평가를 위한 실험 및 해석연구를 수행하였다. 이를 위해 다양한 변형율속도(strain rate)에 따른 에폭시수지 및 분사식 섬유보강 복합재료의 인장강도 실험을 수행하였다. 본 연구에 사용된 분사식 섬유보강 복합재료는 15mm 길이로 절단된 유리단섬유가 25% 부피비율로 혼입된 보수 보강용 재료이다. 에폭시수지의 점탄성 특성을 고려하기 위해 역산모델링(inverse simulation)을 수행하여 변형율속도에 따른 점성변화를 함수식으로 제안하였다. 역산모델링을 통해 제안된 함수식을 미세역학 기반의 점탄성 손상모델(micromechanics-based viscoelastic damage model; Yang et al., 2012)에 적용하여 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동을 수치적으로 해석하였다. 분사식 섬유보강 복합재료의 인장거동 해석결과와 실험결과를 비교하여 미세역학 기반의 점탄성 손상모델의 정확성을 검증하였다. In this paper, experimental tests and theoretical studies were carried out to evaluate the tensile behavior of the sprayed FRP composite with chopped glass fiber. For this, a series of tensile strength tests with various strain rates were conducted on the specimens of the matrix and sprayed FRP composite. Sprayed FRP composite contained chopped glass fibers with fiber length of 15mm and a specific volume fraction of fibers of 25 %. An inverse simulation was conducted to simulate the strain rate sensitivity based on the present experimental data of the epoxy resin. The simulated viscosity value is adapted to the micromechanics-based viscoelastic damage model(Yang et al., 2012), and the overall tensile behavior of sprayed FRP composites is predicted. It was seen from the comparative study between present experimental data and predication results that the proposed methodology can be used to predict the viscoelastic behavior of the sprayed FRP composite.
경험식을 통한 대구경 현장타설말뚝에 대한 수평지반반력계수와 수평거동 영향범위의 평가
양우열,황태현,김범주,박성백,이강일 한국지반신소재학회 2020 한국지반신소재학회 논문집 Vol.19 No.2
The lateral bearing characteristics of large diameter drilled shaft depend greatly on the stiffness of the pile, horizontal subgrade reaction of adjacent ground. In particular, the empirical evaluation results of the horizontal subgrade reaction coefficient which are widely used in pile design are very important factors in evaluating the lateral bearing capacity of drilled shaft because the difference in bearing capacity depends on the estimated result. Nevertheless, the evaluation of the horizontal subgrade reaction coefficient on the large diameter drilled shaft is insufficient. In addition, although the range of influence and the location of the maximum moment which is the weaken zone on the pile may be correlated and relationship of these are major consideration in determining the reinforced zone of drilled shaft, the previous studies have not been evaluated it. In this study, the field test and nonlinear analysis of large diameter drilled shaft were performed to evaluate the horizontal subgrade reaction coefficient and to investigate the relationship between the influence range 1/ of the pile and the location of the maximum moment zm. In the result, the lateral bearing capacity of drilled shaft showed a difference in results by about 190% according to the empirical equation on the horizontal subgrade reaction coefficient. And the relationship between the influence range of the pile and the location of the maximum moment was evaluated as a linear relationship depending on the soil density. 대구경 현장타설말뚝의 수평지지 특성은 말뚝의 강성, 인접지반의 수평지반반력에 따라 크게 좌우된다. 특히 말뚝설계 시많이 활용되는 경험적인 수평지반반력계수는 그 결과의 값에 따라서 지지력의 차이가 크므로 수평지지력을 평가하는 데 매우중요한 요소임에도 불구하고 대구경 현장타설말뚝에 대한 지반반력계수의 평가가 미흡한 실정이다. 또한, 말뚝의 취약부인수평하중에 대한 영향범위와 최대 모멘트의 발생위치는 서로 상관관계가 있을 수 있고, 수평하중에 대한 말뚝의 보강영역을판단하는데 주요 고려사항임에도 기존 연구에서는 이 관계에 대해 평가되지 않았다. 이에 본 연구는 대구경 현장타설말뚝의수평지반반력계수를 평가하고, 말뚝의 영향범위(1/)와 최대 모멘트의 발생위치()의 관계를 조사하고자 대구경 현장타설말뚝에 대한 현장시험과 비선형 해석을 수행하였다. 연구결과, 대구경 현장타설말뚝의 수평지지력은 경험식을 통한 산정결과에따라 최대 190%정도 차이를 보였다. 또한, 말뚝의 수평거동에 대한 영향범위와 최대 모멘트의 발생위치의 관계는 지반조건에따라 선형적 관계인 것으로 평가되었다.
다중벽 탄소나노튜브 혼입 알칼리 활성 슬래그 복합재료의 열전 에너지 수확 성능평가
박형민,양범주,Park, Hyeong-Min,Yang, Beomjo 인천대학교 도시과학연구원 2020 도시과학 Vol.9 No.1
The thermoelectric characteristics of alkali activated slag composites containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) was investigated in the present study. Three different MWCNT contents and exposed temperatures were considered, and their thermoelectric-related properties and internal structures were analyzed. It was found that the alkali activated slag composite with MWCNT 2.0 wt.% and the exposed temperature of 150℃ were the optimal condition to obtain the highest Seebeck coefficient and power factor. Based on the feasibility study, the extended size thermoelectric module with 130 elements was fabricated, and tested the electricity production capacity. Consequently, the present thermoelectric module produced 30.83 ㎼ of electricity at ∆T=178.4℃.
분사식 섬유보강 코팅으로 보강된 RC보의 성능평가를 위한 유한요소해석 연구
하성국,양범주,이행기,Ha, Sung-Kug,Yang, Bum-Joo,Lee, Haeng-Ki 한국전산구조공학회 2009 한국전산구조공학회논문집 Vol.22 No.6
본 연구에서는 분사식 섬유보강 코팅층(sprayed fiber reinforced polymer, SFRP)으로 보강된 RC보의 성능평가를 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 이를 위하여 미세역학을 기반으로 한 구성모델(micromechanical constitutive model)(Lee, 2001)과 손상모델(Damage models)(Lee 등, 2000; 2005)을 결합시킨 손상구성모델(damage constitutive model)을 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용하였다. 유한요소해석 결과를 실험값(Ha, 2007; Ha 등, 2009)과 비교하여 손상구성모델의 정확성을 증명하고자 하였다. 비교분석 결과, 손상구성모델을 유한요소 프로그램에 적용한 해석은 실험결과(Ha, 2007; Ha 등, 2009)를 비교적 잘 예측하고 있음을 보여주었다. In this paper, a series of finite element analyzes were carried out to evaluate the performance of the RC beams strengthened with sprayed fiber reinforced polymer(SFRP) coating. A damage constitutive model based on the micromechanical constitutive model(Lee, 2001) in conjunction with the damage models(Lee 등, 2000) for SFRP coating was implemented into the finite element code ABAQUS. The present prediction results were compared with experimental data(Ha, 2007; Ha 등, 2009) to assess the accuracy of the damage constitutive model. It was concluded from the comparative study that the computational model developed by implementing the damage constitutive model into ABAQUS is suitable for the prediction of the performance of RC beams strengthened with SFRP coating.