BaTiO3-Poly vinylidene fluoride (PVDF) solution was prepared by adding 0~25 wt% BaTiO3 nanopowder and 10 wt% PVDF powder in solvent. BaTiO3-PVDF film was fabricated by spreading the solution on a glass with a doctor blade. The output performance increased with increasing BaTiO3 concentration. When the BaTiO3 concentration was 20 wt%, the output voltage and current were 4.98 V and 1.03 μA at an applied force of 100 N. However, they decreased when the over 20 wt% BaTiO3 powder was added, due to the aggregation of particles. To enhance the output performance, the generator was poled with an electric field of 150~250 kV/cm at 100 °C for 12 h. The output performance increased with increasing electric field. The output voltage and current were 7.87 V and 2.5 μA when poled with a 200 kV/cm electric field. This result seems likely to be caused by the c-axis alignment of the BaTiO3 after poling treatment. XRD patterns of the poled BaTiO3-PVDF films showed that the intensity of the (002) peak increased under high electric field. However, when the generator was poled with 250 kV/cm, the output performance of the generator degraded due to breakdown of the BaTiO3-PVDF film. When the generator was matched with 800 Ω resistance, the power density of the generator reached 1.74 mW/m2. The generator was able to charge a 10 μF capacitor up to 1.11 V and turn on 10 red LEDs.

This study examines the role of the nano- and micro-particle ratio in dispersion stability and mechanical properties of composite resins for SLA(stereolithography) 3D printing technology. VTES(vinyltriethoxysilane)-coated ZrO2 ceramic particles with different nano- and micro-particle ratios are prepared by a hydrolysis and condensation reaction and then dispersed in commercial photopolymer (High-temp) based on interpenetrating networks(IPNs). The coating characteristics of VTES-coated ZrO2 particles are observed by FE-TEM and FT-IR. The rheological properties of VTEScoated ZrO2/High-temp composite solution with different particle ratios are investigated by rheometer, and the dispersion properties of the composite solution are confirmed by relaxation NMR and Turbiscan. The mechanical properties of 3Dprinted objects are measured by a tensile test and nanoindenter. To investigate the aggregation and dispersion properties of VTES-coated ZrO2 ceramic particles with different particle ratios, we observe the cross-sectional images of 3D printed objects using FE-SEM. The 3D printed objects of the composite solution with nano-particles of 80 % demonstrate improved mechanical characteristics.

본 논문에서는 풍력 블레이드와 같이 세장비가 크고 초기 비틀림이 존재하는 복합재료로 구성된 블레이드에 대한 이차원 단면의 차원축소와 복원관계를 이론적으로 기술하였다. 그리고 VABS 이용한 보의 차원축소모델에 대한 유효성을 검증하기 위해 선행연구 모델을 활용하여 기존 연구결과를 수치적으로 비교하였다. 실물과 가장 가까운 날개 구조물 2차원 형상에 단 면해석을 적용하여 정밀한 단면의 이산화를 수행하고 VABS를 이용하여 블레이드의 특성(질량행렬, 강성행렬)을 포함한 1 차원 보 모델링을 수행하였다. 1차원 보 모델을 통해 세장비가 큰 날개 구조물의 거동을 확인하고 내부하중을 계산하여 단 면위치에서 변형률 복원을 수치적으로 계산하고 이산화된 단면에 수치적으로 매핑하여 시각적으로 확인하고 여유마진을 계 산하였다.

In this paper. the effects of the aspect ratio on the natural frequency of the advanced composite road structures is studied. The advanced composite structures are too difficult for such design engineers for construction and some simple but accurate enough methods are necessary. Some laminate orientations have decreasing values of  ,  ,  and  stiffnesses as the ply number increases. The plate aspect ratio considered is from 1 to 5. Most of the road structures have large aspect ratios, for such cases further simplification is possible by neglecting the effect of the longitudinal moment terms.

PURPOSES: Current theories for composite structures are too difficult for design engineers for construction. The purpose of this paper is to demonstrate to the practicing engineers, how to apply the advanced composite materials theory to the road structures. METHODS: Some laminate orientations have decreasing values of D16, B16, D26 and B26 stiffnesses as the ply number increases. The plate aspect ratio considered is from 1 to 5. In order to study the effect of Mx on the equilibrium equations, two cases are considered. Mx term is considered or neglected. RESULTS: Most of the road structures have high aspect ratios, for such cases further simplification is possible by neglecting the effect of the longitudinal moment terms. CONCLUSIONS: Most of the road structures have plate aspect ratios higher than 2. It is concluded that, for all boundary conditions, neglecting the longitudinal moment(Mx) terms is acceptable if the aspect ratio (a/b) is equal to or higher than 2. This conclusion gives good guide line for design of the road structures.

건설관련 설계기술자들에게는 첨단 복합신소재 구조에 대한 이론이 너무 어려워서 간단하면서도 쉽게 적용할 수 있는 정확한 방법을 필요로 하고 있다. 몇 가지 섬유 배향각을 가진 적층판은 층수가 증가하면 D16, B16, D26 및 B26 강성이 감소하게 되어 특별직교이방성 판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상 비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방향모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에서는 복합적층판의 고유진동수에 대한 형상비의 영향을 연구하였으며 이 방법을 사용하면 충분히 정확한 값을 쉽게 산출할 수 있다.

In the present study, Zr-base metallic glass(MG)/diamond composites are fabricated using a combination of gas-atomization and spark plasma sintering (SPS). The densification behaviors of mixtures of soft MG and hard diamond powders during consolidation process are investigated. The influence of mixture characteristics on the densification is discussed and several mechanism explaining the influence of diamond particles on consolidation behaviour are proposed. The experimental results show that consolidation is enhanced with increasing diamond/Metallic Glass(MG) size ratio, while the diamond fraction is fixed.

본 연구에서는 복합적층 절판 구조물을 고차 전단변형이론을 이용하여 길이변화에 의한 거동 특성을 해석한다. 고차 전단변형이론을 적용하기 위하여 잘 알려진 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 병용한 방법은 다소 복잡하고 4절점 요소에만 적용할 수 있으며, 3절점 요소에 적용할 경우 매우 복잡하게 된다. 이러한 단점 및 복잡성을 피하기 위하여 Lagrangian 보간함수만을 사용한 고차 전단변형이론을 이용하며 복합적층 절판 구조물의 해석과정의 편의성 및 정확성을 위하여 면내 회전각 자유도를 추가한다. 그러므로 한 요소 당 4개의 절점이 있으며, 한 절점 당 10개의 자유도를 가지게 된다. 기존의 절판 구조물은 길이 변화에 대한 영향을 고려한 경우가 적으므로 본 연구에서는 이를 중심 변수로 설정하여 다양한 매개변수 연구를 수행한다. 본 연구에서는 길이 변화에 따라 예측하기 힘든 복잡한 거동을 보이는 복합적층 절판 구조물의 거동특성을 분석하여 합리적인 설계가 가능하고자 한다.

The purpose of this study was to compare the differences of hip and thigh muscle activities between subjects with increased and decreased femoral anteversion during stair ascent. Twelve healthy female volunteers participated in this study. The subjects were divided into two groups (group 1 with increased anteversion of the hip, group 2 with decreased anteversion of the hip). This study analyzed differences in each mean peak gluteus maximus (GM), gluteus medius (GD) and tensor fascia lata (TLF) EMG amplitude: composite mean peak hip muscles (GM, GD, TFL) EMG amplitude ratios and in each mean peak vastus medialis oblique (VMO), vastus lateralis (VL), biceps femoris (HM) and semitendinosus (HL) EMG amplitude: composite thigh muscles (VMO, VL, HM, HL) EMG amplitude ratios among subjects with decreased or increased relative femoral anteversion. EMG ratios were compared in the stance and swing phase of stair ascent. Group 1 showed an increased standardized mean GM and GD EMG amplitude and decreased standardized mean TFL to composite mean hip muscles EMG amplitude ratios in stair ascent during both stance and swing phase. Also, group 1 showed an increased standardized mean HL EMG amplitude and decreased standardized mean VL and HM to composite mean thigh muscles EMG amplitude ratios in stair ascent during both stance and swing phases. There was no statistically significant difference in vastus medialis oblique between subjects with increased or decreased relative femoral anteversion. In order to provide rehabilitation professionals with a clearer picture of the specific requirements of the stair climbing task, further research must be expanded to include a wider range of age groups that represent the general public, such as including middle-aged healthy persons.

이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

본 연구에서는 화재시 매입형 합성기둥의 높은 축력비에 따른 내화성능을 알아보기 위해 유한요소해석 프로그램(ANSYS)을 통한 해석을 실시하였다. 온도에 따른 응력-변형률 곡선을 적용하여 ASTM E 119 가열곡선과 축력비 0.7, 0.6, 0.5에 따른 과도상태 열전달해석 및 정적구조해석을 실시하였으며, 해석조건과 동일한 조건에서의 재하가열실험을 실시하였다. 또한, 기준식(Eurocode 4)에 따라 가열시간에 따 른 합성기둥의 공칭압축강도를 산정하고, 축력비로 나타내어 해석값 및 실험값과 비교하였다. 해석 및 실험과 기준(Eurocode 4)을 통해 가열시 간에 따른 단면별 온도분포를 확인하고, 이에 따른 내화성능을 측정해 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 축력비 0.5에서는 내화시간 180분 으로 실험값과 유사한 값이 도출된 반면, 축력비 0.6, 0.7에서 내화시간 150분과 60분이 도출되어 실험결과에 비해 다소 높은 결과가 도출된 것을 알 수 있었다. 그리고 기준식(Eurocode 4)에 따라 산정한 축력비에 따른 내화시간이 실제 실험값에 비해 다소 낮게 평가하고 있다는 것을 확인하였다. 그러나 축력비 0.7에서는 기준(Eurocode 4)이 실험값에 비해 다소 높게 평가하는 것을 확인하였다. 이에 따라 고축력에서의 매입형 합성기둥의 내화특성(시간-축력비 관계)을 확인하고, 도출된 매입형 합성기둥의 실험 및 해석데이터를 Eurocode기준의 검증의 자료로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

The purpose of this study is to calculate the moment of sharing ratio for each component of the U shaped composite beam. The experimental results show that the yield moment is 1,129.5 kN․m and the theoretical value based on the strain gages is 1,057 kN․m with a difference of about 7%. As a result, the share ratio of the slab of reinforced concrete and the bottom plate of the U shaped beam were found to be about 88%.

In this study, the fiber blending ratio and strain rate effect on the tensile behavior of hybrid fiber reinforced cement composite was evaluated. Hooked steel fiber and polyvinyl alcohol fiber were used for reinforcing fiber. The fiber blending ratio of HSF+PVA were 1.5+0.5, 1.0+1.0 and 0.5+1.5vol.%. As a results, the tensile strength, strain capacity and fracture toughness of the hooked steel fiber reinforced cement composites were improved by the increase of the bond strength of the fiber and the matrix according to increase of strain rate. However, the tensile stress sharply decreased after the peak stress because of the decrease in the number of straightened pull-out fibers by micro cracks in the matrix around hooked steel fiber. On the other hand, PVA fiber showed cut-off fracture at strain rate 10-6/s with multiple cracks. However, at the strain rate 101/s, the multiple cracks and strain capacity were decreased because of the pull-out fracture of PVA fiber. The HSF1.5PVA0.5 shown the highest tensile strength because the PVA fiber suppressed the micro cracks in the matrix around the hooked steel fiber and improved the pull-out resistance of hooked steel fiber. Thus, DIF of strain capacity and fracture toughness of HSF1.5PVA were greatly improved. In addition, the synergistic response of fracture toughness was positive because the tensile stress was slowly decreased after the peak stress by improvement of the pull-out resistance of hooked steel fiber at strain rate 101/s

본 연구의 목적은 전단경간비에 따른 합성지하벽의 거동을 실험적으로 연구하고 유한요소해석 프로그램인 ADINA를 활용 하여 합성지하벽 (Composite Basement Wall, CBW)의 비선형 거동의 예측이다. 특히 각 층 바닥 부근과 같이 콘크리트가 압축응력상태일 때의 합성벽의 거동을 연구하였다. 특히 강재와 콘크리트가 접촉되는 부분의 모델링 방법에 따른 해석방법의 적합성을 검토하고자 하였다. 콘크리트 벽체부분이 압축응력상태에 있는 합성지하벽의 거동을 이해하기 위하여 합성지하벽에 대한 실험을 실시하고 ADINA 프로그램을 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 해석의 편의를 위하여, 철근은 별도의 독립 요소로 모델링하지 않고, 콘크리트에 등분포되어 콘크리트와 함께 거동하는 것으로 하고 모든 요소는 소성거동을 표현하기 위하여 이선형 모델로 하였다. 강재와 콘크리트의 접촉면과 관련해서는 접촉면의 연결조건에 따라, AGO, SEGO-T 그리고 SEGO-NT로 모델링하여 해석을 실시한 뒤 각 조건에 따른 응력흐름과 집중정도를 관찰하고 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 연구결과, 합성지하벽은 전단경간비가 비록 1에 가깝더라도, 강재의 소성변형에 의해 충분히 연성적인 거동을 보이는 것으로 나타났으며, 이와 같은 거동을 묘사하기 위하여 ADINA 프로그램을 이용하여 콘크리트와 강재 및 스터드볼트의 비선형특성을 고려하고 접촉면 요소로서 강재와 콘크리트의 접합면을 모델링하여 해석한 결과 접촉면연결과 모든 절점공유 옵션을 사용한 모델을 적용할 경우, 실험결과와 근사한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

도심지의 제한된 공간에서 대형 건축 지하구조물을 축조하기 위한 지하 굴토공사는 주변지반의 안정이 최우선 되어야 하며, 이를 위해서 흙막이 공사가 필수적으로 검토되어야 한다. 가설 흙막이 구조에서 응력부담재로 주로 사용되고 있는 H-Pile은 주열식 흙막이 벽체에서 지하외벽의 시공 이후에는 방치되므로 재료의 낭비를 초래하게 된다. 이를 개선하기 위하여 가설재인 H-Pile과 지하벽을 합성한 합성지하벽 공법이 개발되어 현재 많은 국내의 현장에 활용되고 있다. 본 연구에서는 지하합성벽의 전단내력을 평가하기 위하여 총 5개의 실험체를 제작하였다. 실험변수로는 전단연결재에 따른 합성율과 벽체 두께를 변수로 하여 실험을 실시하였으며, 기준식에서 제시하는 콘크리트 전단강도와 H-Pile의 전단강도를 실험값과 비교 분석하였다. 실험결과 합성율이 증가함에 따라 전단강도는 상승하지만 그 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 합성지하벽의 전단강도 산정시, 콘크리트 강재의 웨브 뿐만아니라, 강재플랜지의 기여도를 고려한 새로운 식을 제시하고 이를 이용한 계산결과와 실험결과를 비교한 결과 좋은 대응을 보이는 것으로 나타났다.