본 연구는 3차원 비선형 유한요소해석을 이용하여 고속도로 2주형 교각 코핑부에서 철근을 유리섬유보강폴리머(GFRP) 보강 근으로 대체하는 경우를 평가하였다. 콘크리트의 균열, 손상 및 보강근 응답을 모사하기 위해 콘크리트 손상소성(CDP) 모델을 적용하 였다. 단조하중 조건에서 철근 기준 Case와 다수의 GFRP Case를 비교하였다. 주요 변수로는 GFRP의 강성, 콘크리트와의 부착계수 영향, 그리고 수직 전단보강근 상세 배근을 포함하였다. 수치해석 모델은 실험 경향과의 비교를 통해 검증되었으며 전반적인 거동이 일관되게 나타났다. GFRP로의 대체는 철근 대비 강성과 하중 전달 메커니즘을 변화시켰다. 또한 콘크리트 손상이 전체 응답과 파괴 진행을 지배하는 주요 요인으로 나타났다. GFRP 강성이 높고 부착성능이 우수할수록 구조 효율과 상세설계의 실현성이 향상되었다. 적절한 설계가 전제될 경우 전단보강근의 양은 전체 거동에 미치는 영향이 제한적인 범위에서 최적화가 가능하였다. 이상의 결과는 GFRP 적용의 실무적 가능성을 뒷받침하는 동시에, GFRP의 선형탄성ㆍ취성 거동과 국부 응력집중 가능성을 고려할 필요가 있음을 시사한다.

This study investigates the repeated impact behavior and compression-after-impact (CAI) performance of triaxially braided carbon/glass fiber-reinforced polymer (C/GFRP) composite tubes. A two-stage experimental strategy was proposed to evaluate the synergistic effect of interlayer hybridization and axial yarn reinforcement on damage evolution and mechanical performance. In Stage I, six hybrid braided tubes with different carbon/glass stacking configurations—including pure carbon, pure glass, layered, and reversed-layered structures—were subjected to repeated low-velocity impacts at 31 J. Micro-CT was employed to reconstruct the internal damage morphology and assess damage accumulation. The optimal interlayer configuration was selected based on impact force, displacement, energy absorption, and internal failure characteristics. In Stage II, the selected structure was further reinforced with four types of axial yarns (none, carbon, glass, and carbon/glass alternating), and their axial compressive and CAI performance after 10 J impact was tested. Results revealed that reversed interlayer design effectively suppressed crack propagation and improved damage tolerance under cyclic impacts. Moreover, the inclusion of hybrid axial yarns significantly enhanced residual compressive strength without compromising energy absorption. This study establishes a lightweight, high-performance braided tube design strategy suitable for aerospace and transportation applications.

CNT/epoxy composite film (CECF) was prepared and used to fabricate the interlayer stiffened and reinforced photothermal synergistic curing glass fiber-reinforced polymer (GFRP) composites, and the influence of the photothermal effects of CECF on compressive strength and failure mechanism of the composite was investigated. Compared to GFRP composite, the uniform and wide temperature distribution in the in-plane and thickness direction was exhibited due to the heat from the lattice vibrations induced by photothermal conversions of CECF, thereby facilitating the decomposition of the thermal initiator and the increase of the curing degree in the CECF/GFRP composite. The in-plane shear modulus and interlaminar shear strength (ILSS) of the CECF/GFRP composite were 12.2% and 13.7% higher than those of the GFRP composite, respectively, indicating the enhanced deformation resistance and interfacial adhesion of the interlayer region. The compressive strength of the CECF/GFRP composite was increased by 14.1% relative to the GFRP composite, which was ascribed to restricted kink-band and delayed delamination damage during the compression process of composite.

본 연구에서는 온대산재 및 남양재 원목을 표층재로하고, 금속, 유리섬유, 탄소섬유로 보강한 코르크 보드를 중층에 배열한 코르크 복합 원목마루판 의 치수안정성을 평가하였다. 표층재에 따른 코르크 복합 원목마루판의 평균 흡수율은 백합나무(Tu)가 6.1%로 가장 높은 값을 나타내었고, 티크와 멀바우가 4.7%로 가장 낮은 값을 나타내었으며, 밀도가 낮은 온대산재를 배열한 원목마루판보다 남양재에서 낮은 값을 나타내는 것이 확인되었다. 중층보강재는 CM (cork board-metal) 타입이 CG (cork board-glass fiber) 및 CC (cork board-carbon fiber)타입에 비하여 높은 흡수율을 나타내어 밀도에 따른 흡수량의 차이가 확인되었다. 표층 수종에 따른 흡수두께팽창률은 백합나무가 7.2%로 가장 높은 값을, 티크(T)가 3.9%로 가장 낮은 값을 나타내었다. 전반적으로 금속 보강 원목마루판(CM)의 흡수두께팽창률은 유리섬유(CG)와 탄소섬유(CC)에 비하여 금속이 2–3배 높은 값을 나타내었다. 금속 보강 원목마루판을 제외한 모든 원목마루판은 목질 마루판에 관한 KS 규격 기준을 충족하는 우수한 치수안정성을 나타내는 것이 확인되었다.

국내 기후변화와 급격한 도시화가 진행함으로써 도심지 불투수 면적 증가로 인하여 자연적인 물순환이 원활히 이루어 지지 않고 있다. 이로 인해 국지성 폭우로 인한 지표수의 증가로 도심지 홍수 피해가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이에 본연구에서는 주차장 매립 빗물저류조를 통하여 지표 유출량을 감소시켜 원활한 물순환에 기여하고 그에 따른 해 당 구조물의 상부 하중과 배열 방식에 따른 거동 특성을 분석하고자 한다. 해당 구조물의 분석은 유한요소 해석을 이용 하였으며, 분석 결과 매립 깊이 3m 이상 시 상부 하중이 저류조에 적용되는 하중이 급격하게 저감되는 결과를 나타냈다.

AR (alkali resistant)-glass fibers were developed to provide better alkali resistance, but there is currently no research on AR-glass fiber manufacturing. In this study, we fabricated glass fiber from AR-glass using a continuous spinning process with 40 wt% refused coal ore. To confirm the melting properties of the marble glass, raw material was put into a (platinum) Pt crucible and melted at temperatures up to 1,650 °C for 2 h and then annealed. To confirm the transparent clear marble glass, visible transmittance was measured and the fiber spinning condition was investigated by high temperature viscosity measurement. A change in diameter was observed according to winding speed in the range of 100 to 700 rpm. We also checked the change in diameter as a function of fiberizing temperature in the range of 1,240 to 1,340 °C. As winding speed increased at constant temperature, fiber diameter tended to decrease. However, at fiberizing temperature at constant winding speed, fiber diameter tended to increase. The properties of the prepared spinning fibers were confirmed by optical microscope, tensile strength, modulus and alkali-resistance tests.

이 연구는 코르크보드를 보강하여 건축부재 및 놀이기구의 안전부재 등으로 폭넓게 활용할 것을 목적으로 코르크보드의 중층에 금속, 유리섬유, 탄소섬유를 삽입하여 보강한 3종의 코르크복합보드를 제조하였고, 코르크복합보드의 수분흡수에 따른 치수안정성 및 접착층 박리성능을 조사하였다. 코르크복합보드의 흡수율은 0.37% - 0.45%의 범위에 있었고, 코르크보드에 비해 0.61배 - 0.74배의 낮은 값을 나타내었다. 코르크복합보드의 두께팽창률은 0.92% - 1.58%의 범위에 있었고, 코르크보드 보다 1.4 - 2.4배의 높은 값을 나타내었다. 그러나 이 값들은 일반 목질보드보다 현저히 낮았고, KS규격의 12%이하를 하회하는 것이 확인되었다. 코르크복합보드의 준내수 및 내수침지박리시험후의 접착층박리율은 0%로 전혀 접착층의 박리가 일어나지 않아 우수한 내수성을 나타내었고, 흡수율과 흡수두께팽창률은 상온침지에 비해 다소 증가하였으나, 목질보드에 관한 KS규격을 하회하는 우수한 치수안정성을 나타내는 것이 확인되었다.

In recent, fiber-reinforced composites have been widely used in many fields because of their excellent performance. In order to manufacture lightweight, high-performance, and inexpensive composites various laminated structures were designed. Six types of hybrid composites were fabricated with glass/basalt/aramid fibers by VARTM process. The effect of the laminated structure on the mechanical properties of composites was investigated through impact energy, tensile and bending strength. Compared to other conditions more higher impact energy was obtained when the aramid fibers were in the center position and more higher bending strength was obtained when the fibers are laminated in the order of increasing bending performance from top to bottom. The laminate structure did not affect tensile strength which mainly depends on the property of fibers.

유리섬유강화 모르타르 관을 구성하는 보강섬유는 직교이방성 부재로 간주되며 재료의 성질은 서로 직각을 이루는 두 개의 축을 기준으로 정의된다. 유리섬유 모르타르 관의 구조적 거동 해석을 수행하기 위해서 길이방향과 원주방향의 재료의 역학적 성질, 즉 탄성계수, 전단탄성계수, 포아송비 등이 필요하며 각각의 성질들은 실험을 통해 결정하였다. 이 실험으로부터 구한 각각의 역학적 성질을 적용하여 간소화된 유한요소해석방법을 제안하기 위해 적층판 이론으로부터 유리섬유강화 모르타르 관의 탄성계수를 계산하고, 계산된 탄성계수를 적용하여 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소해석과 편평시험을 통해 구한 하중-변위 관계를 비교하였으며 ASTM D2412에서 제시하고 하고 있는 관의 강성 값을 유한요소해석과 실험을 통해 예측하여 비교하였다.

GRP관은 연성관으로 분류되며, 지중에서 지반과 함께 외부하중에 저항하는 상호거동을 한다. 또한 국내 설계기준에서는 GRP관의 설계에 대한 명확한 규정을 제시하지 못하고 있으나, AWWA M 45 및 ASTM D 2412에서는 지중매설 GRP관의 관변형에 대한 주요설계변수를 관강성, 지반반력계수, 기초각 등으로 규정하고 있다. 이 연구에서는 지중매설된 연성관의 구조적 거동을 파악하기 위하여 기존 연구에서 수행한 연구결과와 AWWA M 45에서 제시하고 있는 설계식을 이용하여, 관강성, 지 반반력계수, 기초각계수를 변수로 지반-관 상호작용 특성을 검토하였다. 검토결과 지중매설 GRP관의 구조적 거동에 가장 큰 영향을 미치는 설계변수는 지반반력계수이고, 기초각은 180°로 시공하여야 하며, 특히 대구경관에서는 지반의 영향이 더욱 중요한 것으로 나타났다. 따라서 GRP의 안전성을 확보하기 위해서는 시공과정에서 되메움토에 대한 다짐도, 상대밀도, 흙의 종류에 대한 세부적인 규정과 관리가 필요하며, 특히, 헌치부에 대한 시공관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

전 세계적으로 건설폐기물에 의한 환경문제에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 건설재료들에 대한 재활용방안 에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. GFRP는 최근 구조물의 보강에 많이 사용되는 건설 재료이다. 본 연구에는 GFRP를 분쇄하 여 만든 재활용 GFRP파우더(RGP)의 잔골재 대체 가능성을 검토하고자 하였다. RGP는 GFRP의 제작 시 발생되는 GFRP 잉여물을 분쇄하여 사용하였다. RGP의 잔골재 치환율을 20%, 40% 60% 80%로 설정하였다. RGP가 혼합된 시멘트 모르타르의 재료 성능을 검토하기 위하여 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨 강도를 측정하였다. 실험결과, RGP의 혼입으로 시멘트 모르타르의 기초물성이 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구결과는 장기적으로 GFRP의 건설재료로의 재활용을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

Cured-in-place-pipe(CIPP) is the most adopted trenchless application for sewer rehabilitation to extend the life of the existing sewer without compromising both direct construction and indirect social costs especially applied in the congested urban area. This technology is globally and domestically known to be the most suitable for partial and full deteriorated pipe structure rehabilitation in a sewer system. The typical design of CIPP requires a significant thickness of lining to support loading causing sewage flow interruption and increasing material cost. This paper presents development of a high strength glass fiber composite lining material for the CIPP application and structural test results. The test results exhibit that the new glass fiber composite lining material has 12 times of flexural strength, 6.2 times of flexural modulus, and 0.5 Creep Retention Factor. These test results can reduce lining design thickness 35% at minimum. Even though taking into consideration extra materials such as outer and inner films for actual field applications, the structural capacity of the composite material significantly increases and it reduces 20 percent or more line thickness as compared to the conventional CIPP. We expect that the newly developed CIPP lining material lowers material costs and minimizes flow capacity reduction, and fully replaceable to the conventional CIPP lining materials.

The fatigue characteristics of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites were studied under repeated loads using the finite element method (FEM). To realize the material characteristics of GFRP composites, Digimat, a mean-field homogenization tool, was employed. Additionally, the micro-structures and material models of GFRP composites were defined with it to predict the fatigue behavior of composites more realistically. Specifically, the fatigue characteristics of polybutylene terephthalate with short fiber fractions of 30wt% were investigated with respect to fiber orientation, stress ratio, and thickness. The injection analysis was conducted using Moldflow software to obtain the information on fiber orientations. It was mapped over FEM concerned with fatigue specimens. LS-DYNA, a typical finite element commercial software, was used in the coupled analysis of Digimat to calculate the stress amplitude of composites. FEMFAT software consisting of various numerical material models was used to predict the fatigue life. The results of coupled analysis of linear and nonlinear material models of Digimat were analyzed to identify the fatigue characteristics of GFRP composites using FEMFAT. Neuber’s rule was applied to the linear material model to analyze the fatigue behavior in LCF regimen. Additionally, to evaluate the morphological and mechanical structure of GFRP composites, the coupled and fatigue analysis were conducted in terms of thickness.

Since electric energy is used in industry, mass production and various conveniences are provided. To provide convenience for the construction and operation of such electric energy transmission and distribution facilities, it is increasing that the demand for special purpose vehicles, that is, telescopic aerial work platform vehicles. When working active electric work using the telescopic aerial work platform vehicles, due to active electric work is inevitable, it is essential to ensure insulation performance for the safety of the operator. In this paper, we study the design and development of mechanical properties for filament winding process of glassfiber/epoxy composite, it is required to boom of telescopic aerial work platform vehicles. The glass fiber/epoxy composite filament winding process and its mechanical properties were evaluated to replace the existing ATOS80 boom. By filament winding process it was obtained the mechanical properties required for the design analysis of the glass fiber/epoxy composite boom. Using this, the insulated boom for the 30m class aerial work vehicle was designed and was manufactured by applying the filament winding process. The fabricated composite boom was evaluated by the static strength test to meet the required strength. The maximum displacement was 84mm and the crack occurred at the maximum load of 8981N. It satisfied the maximum lifting load of 4900N and 210mm the maximum displacement required for the boom.

Due to rapid industrialization and urbanization, maintenance of high voltage transmission lines in narrow alleys, complex roads, or old factory areas is required. Since the existing aerial lift vehicle is made of steel, there is a risk of electric shock. Therefore, there is a need for the development of an insulated aerial lift vehicle that can prevent electric shock accidents during electrical work. In particular, the development of an insulated aerial lift vehicle is required in a recent work environment where live line work is inevitable. The development of composite insulation boom for the vertical swing type aerial lift vehicle is studied. The insulated boom was developed by applying glass fiber-epoxy composite and filament winding process. The developed insulated boom was verified by measuring dielectric breakdown strength, surface resistance and volume resistance according to ASTM D149 and ASTM D257.