집성재의 혼합모드 하중시 파괴 기준에 관한 연구

이전제,이지용 한국목재공학회 1993 목재공학 Vol.21 No.2

This study was carried out to investigate the fracture criterion of glulam. The mixed mode fracture of glulam was investigated by means of single edge notched specimens with various crack inclination in the longitudinal-radial plane, While fracture of wood is not completely understood, the study on linear-elastic fracture mechanics is a rational and valuable tool for studying the strength behavior of glulam. The results are summarized as follows ; 1. Glue line has no effect on fracture strength. 2. There is a definite interaction between fracture toughness K_I and K_II during the mixed mode fracture of glulam. Several criterions for mixed mode failure were compared. The criterion was expressed in the following form: (K_I/K_(IC)²+(K_II/K_(IIC))² = 1 3. As crack inclination increases, K_(IC) value and K_(IIC) value decreases. The equations relating crack angle to K_(IC) and K_(IIC), respectively, were obtained as follows ; K_(IC) = -77.42γ+153.72 (R²= 0.78) K_(IIC) = -9.17γ+34.90 (R² = 0.48)

목재의 열화 탐지를 위한 현장용 CT 개발

이전제,김광모 대한건축학회 2004 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.24 No.1

The main purpose of this study is the development of potable CT systems which can be used to evaluate the structural safety of member in ancient wood buildings. Many researches about non-destructive evaluation(NDE) of wood have been performed. But most of these researches were focused on inspection of wood whether it had some deteriorated parts or not. In this study, CT systems were developed for quantitative detection of wood deterioration. And, the developed systems were composed of portable devices to apply for ancient wood buildings in field. Ultrasonic wave and X -ray CT methods were considered. And 5 circular shape specimens were tested for verification of developed methods. Over 23mm defects could be detected by ultrasonic CT method, but the size, shape and position did not agree with prototype. When same specimens were tested by X-ray CT method, the position and size of defects could be detected exactly.

집성재 단면구성에 따른 휨성능 평가

이전제,김광모,한재수,김재건 한국목재공학회 2003 목재공학 Vol.31 No.5

본 연구에서는 몇 가지 새로운 집성재 단면구성 방법을 제안하고, 국산 낙엽송과 합판으로 제조된 집성재의 휨시험을 통해 단면 구성에 따른 집성재의 침성능을 평가 비교하였다. 수평적층(BH), 수직적층(BH), 수직으로 합판보강된 수직적층(BVV)과 수평으로 합판보강된 수직적층(BVH)의 총 네가지 형태의 단면구성 방법에 대하여 실험을 실시하였다. 파괴모드를 관찰하고, 실험을 통해 얻어진 하중-변형 곡선으로부터 MOR 및 MOE를 계산하여 이를 바탕으로 각 단면구성 방법의 휨성능 개선효과를 비교하였다. MOR의 경우에는 결함의 분산으로 인해 수직적층에서 수평적층에 비해 23% 정도의 개선효과를 얻을 수 있었으나, MOE의 경우에는 거의 유사한 값을 나타내었다. 수평으로 합판보강된 경우에는 상대적으로 휨성능이 약한 합판이 사용됨에 따라 MOE가 15% 정도 감소하였으나, 수직으로 합판보강된 경우에는 합판이 사용되었음에도 불구하고 MOE의 감소 없이 MOR이 개선되는 효과를 나타내었는데 이는 전단보강의 효과로 생각되며 이러한 효과를 파괴모드의 관찰을 통해서도 확인하였다. 이상의 결과로부터 집성보의 단면 구성시 라미나의 적절한 배치 및 전단보강 등을 통하여 전체적인 휨성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. In this paper, bending capacities of glulams with different configurations of cross-section were evaluated. These configurations included horizontal(BH), vertical(BVN), vertical with vertical plywood(BVV) and vertical combination of lamination with horizontal plywood(BVH). Full-scale bending tests were performed to investigate the effect of different section configurations on bending strength(MOR) and stiffness(MOE) of glulam. Compared with type BH, MOR of glulam with type BVN configuration was improved about 23%, which was considered to be caused by defect dispersion effect, while MOE of glulams with these two types of configurations were similar. Because MOE of plywood is generally smaller than that of solid wood laminar, MOE of type BVH glulam decreased about 15%, but in the case of type BVV glulam, MOE was improved without any reduction of MOE. The reason of this result could be undersood in the view of shear-reinforcement effect, which was verified from analysis of fracture mode. From the results of this study, it was concluded that bending capacity of glulam could be improved by proper section design, such as laminar arrangement and shear reinforcement.

육안등급으로 구분된 낙엽송 제재목의 휨성능 분포 특성

이전제,김광철,김광모,오정권 한국목재공학회 2003 목재공학 Vol.31 No.5

신뢰성 설계에서 재료강도의 분포 특성은 기본적인 입력 변수로 사용된다. 따라서 강도특성의 분포형태 및 그에 따른 인자들을 정확하게 결정하는 것은 신뢰성 설계를 위한 필수적인 작업이다. 지금까지 강도성능 평가는 주로 무결점 소시편에 대한 실험결과가 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법은 부채가 실재 사용되는 조건을 제대로 반영하지 못함에 따른 오차를 포함하게 된다. 본 연구에서는 구조재로 많이 사용되는 2×6부재(38 mm×140 mm, 길이 3.0 m) 498본에 대하여 육안검사를 통해 등급을 구분하고, 휨시험을 실시하였다. 신뢰성 설계로 전환을 위해 각 등급의 강도특성에 대한 분포형태 및 인자를 결정하였다. 분포형태의 결정을 위해 정규분포, 대수정규분포, 웨이블분포의 세가지 분포형태에 대한 square error를 비교하고, KS test를 통하여 결정된 분포형태의 적합성을 확인하였다. 모든 등급에서 휨강도(MOR)의 가장 적합한 분포형태는 웨이블분포로 나타났으며, 휨탄성계수의 경우는 정규분포가 가장 적합한 것으로 나타났다. In reliability based design(RBD) method, the distribution characteristics of mechanical properties of material are basic input variable. Therefore, distribution type and parameters of mechanical properties should be determined accurately. Until now, the properties were derived from tests with small, clear specimens. However, the test conditions should emulate as nearly as possible the way in which the timber would be used in practice and the test results should, as closely as possible, reflect the structural end use conditions to which the timber products would be subjected. In this study, structural timbers(38㎜ by 40㎜, 3.0m long) were graded by visual assessment of growth characteristics and defects. And then bending tests were conducted on 498 structural size timbers. For each grade, the distribution type and the parameters of mechanical properties were determined for each grade. For the determination of best-fit distribution type, comparing of square error between distribution types and KS test were conducted. Best-fit distribution type of bending strength(MOR) is weibull distribution for all grade. In case of MOE, normal distribution is best-fit.

Tomosynthesis Feasibility Study for Visualization of Interiors of Wood Columns Surrounded with Walls

이전제,김철기 한국목재공학회 2022 목재공학 Vol.50 No.4

The need for non-destructive testing and evaluation of Korean traditional wooden buildings is increasing because of their widespread deterioration. Among all types of deterioration, termite damage in wooden columns is the most difficult to detect with the naked eye because it starts inside the wood, and the initial deterioration is small. X-ray computed tomography (CT) is the best technology to investigate the inner state of wood that has less damage, but applying it to wooden columns between walls is challenging. Therefore, the feasibility of tomosynthesis, which is a method to reconstruct a coronal section of a subject with a few X-ray projections from a limited angle of rotation, was studied as an alternative to CT. Pine (P. densiflora) with three artificial holes was prepared as a specimen to evaluate the quality of reconstructed tomosynthesis images according to the different number of projections. The quality of the tomosynthesis images in the in-focus plane was evaluated using the contrast-to-noise ratios, while a vertical resolution between the images was assessed by determining the artificial spread function. The quality of the tomosynthesis image in the in-focus plane increased as the number of projections increased and then remained constant as the number of projections reached 21 or over. In the case of vertical resolution, there was no significant difference when 21 projections or more were used to reconstruct the images. A distinct difference between coronal section images was found when the distance was more than 10 mm from one plane to another plane.

목재의 섬유방향에 경사진 균열의 혼합모 - 드파괴에 관한 연구

이전제 한국목재공학회 1989 목재공학 Vol.17 No.4

목재의 섬유방향에 경사진 균열의 모-드 Ⅰ과 모-드 Ⅱ의 혼합모-드파괴시의 파괴거동을 조사하기 위하여 라왕(Shorea spp.)의 LA시스템에 있어서 서로 다른 경사각도를 가진 SEN시험편(Single edge notch specimen)에 대하여 휨 시험을 행하였다. 얻어진 결과는 혼합모-드파괴시, 모-드 Ⅰ 응력확대계수 K_I과 모-드 Ⅱ 응력확대계수 K_II 간에 일정한 상호작용이 존재한다는 것을 나타내었다. 또한, 모-드 Ⅰ과 모-드 Ⅱ의 임계응력확대계수(Critical stress intensity factor) K_10 와 K_110를 이용하여 혼합모-드파괴시의 K_I과 K_II 간의 상호관계를 규정할 수 있었으며, 이미 보고된 여러 실험식과 본 실험결과를 비교하여 가장 적합한 관계로서 아래와 같은 관계를 얻을 수 있었다.

침엽수 합판의 접착력 및 휨강도에 미치는 단판 품질의 영향

이전제,이국식 한국목재공학회 1995 목재공학 Vol.23 No.4

국내 합판 산업계는 오랫동안 남양재 활엽수를 주로 사용하여 왔으나, 환경 보존적인 측면에서 열대재의 벌채를 규제하는 등 여러 요인으로 인하여 합판용 원목의 수입이 어려워지고 있다. 이에 대응하기 위하여 합판용 원목을 침엽수재로 대체할 필요가 있으며 침엽수 합판 제조를 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 공시 수종은 국내에서 조림한 낙엽송과 시베리아산 낙엽송 및 뉴질랜드산 라디에타 소나무 였으며, 공시원목으로부터 얻어진 단판의 품질과 이들 단판으로 제조한 합판의 접착력과 휨강도를 조사하였다. 이면 할렬실험에서 시베리아산 낙엽송은 다른 수종에 비해 할렬 밀도가 낮게 나타났다. 단판 품질은 접착력 및 휨강도에 거의 영향을 미치지 않았으나 합판의 휨강도에서는 심재와 변재에 따른 차이가 있음을 알 수 있었다. 이는 합판제조시 심재와 변재를 구별하여 사용할 필요가 있었다. 라디에타 소나무의 변재부로 만든 합판 MOR은 다른 수종에 비해 우수하게 나타났다. 접착력 실험에 있어서는 페놀 접착제를 사용하여 만들어진 합판만이 구조용으로써 사용할 수 있음을 알았다. 목파율은 동일 수종 합판에서는 라디에타 소나무 구성이 가장 높게 나타났으며, 異樹種 합판에서는 표판을 국산 낙엽송, 심판을 라디에타 소나무를 사용하여 만든 합판에서 가장 높게 나타났다.

국산재의 파괴인성에 관한 연구 (Ⅱ) : 활엽수의 모 - 드 Ⅰ 파괴 Mode I Fracture of Hardwoods

이전제,심국보 한국목재공학회 1991 목재공학 Vol.19 No.1

Tests of notched specimens of ten hardwood species in the LR and LT systems were conducted to investigate fracture toughness(K_(IC)) and effective moduli of elasticity(MOE). K_(IC) values were examined in relation to MOR, MOE, specific gravity of clear wood specimens. .It was found in both systems that there ware significant relationship between K_(IC) and MOR, K_(IC) and specific gravity. To predict the effective MOE of notched specimen from MOE of clear wood, it was analyzed by using equvalent cross-section method. In LR system, the observed values were similar to the predicted values. but in LT system, both were not agreed as the observed values were smaller. However, the results were shown that this method was avaliable to predict the effective MOE of notched specimens.

[< 특강 III >] 건축문화재 비파괴검사에 관한 연구

이전제 韓國木材工學會 2017 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2017 No.2

국산재의 파괴인성에 관한 연구 (Ⅰ) : 모 - 드 (Ⅰ) 파괴시의 파괴인성 Mode I Fracture Thoughness

이전제 한국목재공학회 1989 목재공학 Vol.17 No.4

The fracture toughness of two species, Pinus rigida MILL and Pinus koraiensis S. et Z. grown in Korea, was investigated by means of single edge notch beam specimen for the six principal systems of crack propagation in wood. The values of the fracture toughness for the LR and the LT systems (KTCLR and KICLT) were found to be similar to each other and about 8 times greater than those for the other systems (KICRL, KICTL and KICTR) in both species. The results indicate that the characteristics of fracture toughness in three principal directions of wood (L, R, T direction) are quite different from those of bending strength for the responsible direction. To predict KIC value based on the variation of specific gravity, the experimental values of KICLT and KICTL were compared to the predicted values by published relationship between KIC and specific gravity. However, there were 10 to 25% differences between the former and the latter.