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연영모,김진수,김장호 한국복합신소재구조학회 2024 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2024 No.04
Fiber reinforced polymer (FRP)는 섬유와 폴리머가 결합된 복합재료로써 중량 대비 강도가 높아 취급 및 운반이 용이할 뿐 아니라 인장강도 등의 역학 성능이 우수한 재료이다. 더욱이, FRP는 뛰어 난 내부식성에 의해 기존 철근과 달리 부식이 발생하지 않는 장점이 있다. 이 장점에 의해 FRP를 기 존 철근대체재로 활용하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. 그러나 FRP는 탄소성 거동을 하는 철 근과 달리 완전탄성거동을 하는 취성적 재료로써 안전성 문제에 의해 철근대체재로의 사용은 한계가 명확한 실정이다. 최근 FRP의 취성파괴 문제를 해결하기 위해 연속섬유가 사용된 FRP가 아닌 단섬유 를 사용후 Stitched를 이용하여 파괴시 응력을 재분배하여 FRP의 단계적 파괴를 유도하기 위한 연구 가 국방, 항공 분야를 중심으로 연구되고 있으나, 이를 건설분야에 적용하기 위한 연구는 극히 제한적 으로 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 의사소성이 확보된 FRP를 철근대체재로 사용하기 위한 기초 연구로써 Stitched된 단섬유 FRP 보강재의 단계적 파괴여부를 실험적으로 확인하였다. 실험변수로써 Stitched 여부가 고려되었으며, 직접인장시험을 통해 FRP 보강재의 인장거동이 확인되었다. 실험결과 Stitched되지 않은 FRP 시편은 최대응력 도달 후 취성적으로 파괴되었다. 반면 Stitched된 FRP 시편은 최대 강도 도달 후 최대 강도 대비 66%~75%의 응력이 약 0.0071ε 구간동안 유지되는 것으로 나타 났다.
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볼트풀림에 의한 터미널 블록의 접속부 발열 위험성 분석
연영모,김승희 한국화재소방학회 2020 한국화재소방학회논문지 Vol.34 No.3
In this study, the risk of heat generation due to normal and overload currents that vary with the abnormal loosening angleof wire-connecting bolts were identified. The risks were analyzed based on the thermal characteristics to minimize thecarbonization accidents of terminal blocks inside distribution panels typically used in industrial sites. We applied a methodfor measuring the heating temperature and temperature variations in the terminal blocks in real-time by installing aresistance temperature detector sensor board in the terminal block. The experimental results showed that the terminal blockmodel with a low-rated current exhibited a higher heating temperature, thus, confirming the need to select the terminal blockcapacity based on load currents. Additionally, the higher the rated current of the terminal block with a high-rated currentand the higher the degree of loosening, the faster the carbonization point. Such heating temperature monitoring enabledreal-time thermal temperature measurement and a step-by-step risk level setting through thermal analysis. The results of themeasurement and analysis of carbonization risks can provide a theoretical basis for further research regarding the risk offire due to carbonization. Furthermore, the deterioration measurement method using the temperature sensor board developedin this study is widely applicable to prevent fires caused by poor electrical contact as well as risk-level management. 본 연구는 산업현장에서 사용되는 분전반 내 터미널 블록의 탄화 사고를 예방하기 위한 목적으로, 전선 접속부볼트의 이상(Abnormal) 풀림 각도에 따라 변화하는 정상전류 및 과전류의 접속부 발열 위험성을 확인하고 열적 특성을 통해 위험성을 분석하였다. 이를 위하여 터미널 블록에 Resistance temperature detector (RTD) 센서 보드를 설치하여 실시간으로 터미널 블록의 발열 온도와 온도의 변화를 측정하는 새로운 기법을 적용하였다. 실험 결과 정격 전류가 작은 터미널 블록 모델의 발열 온도가 높게 나타남에 따라 부하전류에 따른 터미널 블록 용량 선정의 중요성을확인하였다. 또한 정격전류가 높은 터미널 블록의 정격 전류가 높을수록, 이상 풀림 정도가 클수록 탄화점이 빨라짐을 확인하였다. 이러한 발열 온도 모니터링을 통해서 실시간 발열 온도를 측정할 수 있었고 열적 분석을 통해서 단계별 위험수위 설정이 가능함을 확인할 수 있었다. 본 연구의 탄화 위험성 측정 및 분석 결과는 탄화로 인한 화재 위험성에 대한 응용 연구의 이론적 기초를 제공할 수 있다. 또한 본 연구에서 새롭게 적용한 온도 센서 보드를 활용한열화 측정 방법은 위험수준관리 및 전기적 접촉 불량으로 인한 화재 예방 활동에 광범위하게 적용 가능할 것으로사료된다.
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홈삽입 철계-형상기억합금 스트립으로 보강된 RC보의 장기거동
연영모,홍기남,심원보 한국복합신소재구조학회 2020 복합신소재구조학회논문집 Vol.11 No.1
This paper reports an experimental study on the flexural behavior of reinforced concrete (RC) beams strengthened with near-surface mounted Fe-based shape memory alloy (Fe-SMA) strips under sustained load. Three specimens were prepared with/without Fe-SMA strips and Fe-SMA activation. To investigate the long-term behavior, a ton concrete weight was hung on their center; under the load, the Fe-SMA was activated via the electrical resistance method by using a 15 kW power supply. The mid-span deflection of the specimens was measured with a dial gauge for 528 days. After that time, a flexural failure test was performed to evaluate their residual strength. Upon hanging the concrete piece, the deflection of the specimens reinforced with Fe-SMA strips became immediately 50% smaller than that of the nonstrengthened ones and, after 528 days, it was reduced by 35.3% compared with those having nonactivated Fe-SMA strips. The flexural failure test showed that the strength of the specimens reinforced with Fe-SMA strips was about 25% greater than that of the nonstrengthened ones. In addition, the Fe-SMA activation had little effect on the ultimate strength improvement, but it was effective on the initial stiffness enhancement. 본 논문은 지속하중을 받은 철계-형상기억합금 표면매립보강 철근콘크리트 보의 휨 거동에 대한 실험적 연구이다. 연구를 위하여 철계-형상기억합금 보강 유ㆍ무 및 철계-형상기억합금 활성화 유ㆍ무를 변수로 하여 3개의 실험체를 제작하였다. 장기거동을 측정하기 위해 약 1 ton 중량의 콘크리트 추를 시험체 중앙에 거치하였다. 상재하중 재하 후 철계-형상기억합금을15kW용량의 전력공급장치를 통해 활성화하였다. 이 후 다이얼게이지를 이용하여 실험체 중앙의 처짐을 528일동안 측정하였다. 528일 후 실험체의 잔존강도를 확인하기 위해 휨 파괴 실험을 실시하였다. 실험결과, 콘크리트 추를 거치한 후 철계-형상기억합금으로 보강된 실험체는 무보강 실험체 대비 50%이상 감소된 즉시처짐을 나타냈다. 또한 철계-형상기억합금을 활성화 시킨 실험체가 활성화 시키지 않은 실험체에 비해 약 35.3% 감소된 추가처짐을 나타냈다. 잔존강도 실험결과 철계-형상기억합금으로보강한 실험체는 무보강 실험체대비 26% 이상의 극한강도 증가를 나타냈다. 또한 철계-형상기억합금 활성화는 초기 강성을 증가시키며 극한 강도에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.
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연영모 ( Yeon Yeong Mo ),홍기남 ( Hong Ki Nam ),박재규 ( Park Jae Kyu ) 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.1
In this paper, the recovery stress of Fe based Shape Memory Alloy(Fe-SMA) was investigated. The temperature of the Fe-SMA was heated to 160℃ and then cooled to evaluate the recovery stress. Pre-strain 2% and 4% was considered as experimental variables. The recovery stress of pre-strain 2% and 4% are 358MPa and 397MPa, respectively.
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연영모 ( Yeon Yeong-mo ),홍기남 ( Hong Ki-nam ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1
본 연구는 한국형 철계-형상기억합금 피로거동에 대한 실험적 연구결과를 나타낸다. 연구를 위하여 한국형 철계-형상기억 합금을 제작 후 KS ISO 12106 기준에 따라 시편을 제작하였다. 시험은 100kN 용량의 UTM을 사용하여 5Hz 반복주파수로 하중제어를 통해 시험을 실시하였다. 피로시험 결과 한국형 철계-형상기억합금의 피로강도는 450MPa ~ 500MPa 사이에 존재하는 것으로 나타났다.
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연영모 ( Yeon Yeong-mo ),홍기남 ( Hong Ki-nam ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2
본 연구는 철계-형상기억합금을 통해 구조물에 프리스트레스 부여하기 위한 기초 연구로써 철계-형상기억합금-모르타르 복합체의 합성거동을 평가하였다. 실험 변수로 철계-형상기억합금의 활성화 온도를 100 ~ 190℃까지 30℃ 간격으로 설정하였다. 실험 결과 철계-형상기억합금의 활성화 온도가 30℃ 증가함에 따라 철계-형상기억합금-모르타르 복합체의 회복응력은 약 30% 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 활성화 온도가 190℃인 실험체는 모르타르에 균열을 발생시킨다.
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연영모 ( Yeon Yeong Mo ),홍기남 ( Hong Ki Nam ) 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.2
This paper presents experimental results for applicability of Fe-based shape memory alloy(Fe-SMA) as near surface mounted(NSM) reinforcement . Three reinforced concrete beams with a width of 300 mm and a height of 200 mm were fabricated for the study. Reinforcement(Non-Reinforced, Reinforced), Activation(Non-Activation, Activation) were considered as experimental variable. Specimens, which reinforced with Fe-SMA have 50% less deflection then non reinforced specimen on 10kN load. Specimens, which activated Fe-SMA has 38% less additional deflection then non activated specimen in 2 weeks.
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