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Composite structures 41건

  1. [해외논문]   Editorial Board  


    Composite structures v.163 ,pp. IFC , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

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  2. [해외논문]   Editorial Board  


    Composite structures v.163 ,pp. IFC , 2017 , 0263-8223 ,

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  3. [해외논문]   Flexural strengthening of reinforced concrete beams with pre-stressed near surface mounted CFRP systems  

    Lee, H.Y. ; Jung, W.T. ; Chung, W.
    Composite structures v.163 ,pp. 1 - 12 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    This study investigated the effectiveness of strengthening reinforced concrete (RC) beams with pre-stressed near surface mounted (NSM) carbon fiber reinforced polymer (CFRP) systems was investigated. Eight RC beams were tested under four-point loading tests. An un-strengthened control beam was used for reference. Four beams were strengthened with pre-tension NSM CFRP bars. The last three beams were strengthened with post-tension NSM CFRP bars. The test results showed that strengthening with a pre-stressed NSM beam enhanced the flexural behavior of the beam compared to that of the control beam. The post-tension NSM systems provided the best enhancement to beam performance for the concrete cracking, steel yielding, and ultimate loads. The test results of post-tension NSM beams were compared with the finite element analysis (FEA) model to validate the proposed model. The reinforcement length and pre-stressing force were used as parameters to analyze the effects of the strengthening performance in the proposed numerical model.

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  4. [해외논문]   The FEM analysis of FGM piezoelectric semiconductor problems  

    Sladek, J. ; Sladek, V. ; Lu, H.H.H. ; Young, D.L.
    Composite structures v.163 ,pp. 13 - 20 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    The finite element method is developed for 3-D general boundary value problems for a piezoelectric semiconductor with functionally graded material properties. The electron density and electric current are additionally considered in the constitutive equations for piezoelectric semiconductors. A general variation of material properties with Cartesian coordinates is treated in the numerical analyses. The influence of material parameter gradation and initial electron density is investigated in the static case. Numerical results are presented for a 3-D beam under a static and impact mechanical load. Transversely isotropic material properties are considered in this study.

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  5. [해외논문]   Mechanical behaviors of Ti/CFRP/Ti laminates with different surface treatments of titanium sheets  

    Li, X. ; Zhang, X. ; Zhang, H. ; Yang, J. ; Nia, A.B. ; Chai, G.B.
    Composite structures v.163 ,pp. 21 - 31 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    The Metal Composite Interface (MCI) properties affect not only the integrity of Fiber Metal Laminates (FMLs), but also the deformation/failure modes of FMLs. In this paper, the influence of MCI on the mechanical behaviors of Ti/CFRP/Ti laminates were experimentally investigated through indentation tests and low velocity impact tests. Three different surface treatments of titanium sheets were prepared to obtain the different MCI strength based on annealing, sandblasting, and anodizing. The treated surfaces of titanium sheets were analyzed using Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectrom (EDX). The MCI strength was characterized by apparent shear strength between titanium sheet and epoxy, which was measured through single lap shear test. The deformation/failure modes and energy absorption capacity of FMLs were analyzed. It was demonstrated that the MCI strength was greatly enhanced when the metal surfaces were sandblasted and anodized. The results showed that the improved MCI helped to maintain the integrity of FMLs under quasi-static and dynamic loadings. However, FMLs with higher MCI strength seemed to have weak resistance to damage and low energy absorption capacity.

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  6. [해외논문]   A novel interface constitutive model for prediction of stiffness and strength in 3D braided composites  

    Zhang, C. ; Curiel-Sosa, J.L. ; Bui, T.Q.
    Composite structures v.163 ,pp. 32 - 43 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    Owing to the excellent integrated mechanical properties, 3D braided composites have a broad range of engineering applications in aeronautics and astronautics industry. The interface is a critical constituent of 3D braided composites, which plays an important role in the control of mechanical properties of the composites. In this paper, a meso-scale finite element model considering the interface is established to numerically predict the stiffness and strength properties of 3D braided composites. A novel damage-friction combination interface constitutive model is utilized to capture the interface debonding behavior, while 3D Hashin criteria with maximum stress criteria and a gradual degradation scheme are applied to predict the damage evolution of yarns and matrix. A user-material subroutine VUMAT based on finite element package ABAQUS/Explicit is developed for these constitutive models. The stiffness and strength properties of 3D braided composites are derived from the calculated stress-strain curves under typical loading cases. The damage mechanism of constituents especially the interface is revealed in these simulation processes. The effects of the interface parameters on the mechanical properties of composites are investigated, which provides a reference for optimizing design and control of the interface properties of 3D braided composites.

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  7. [해외논문]   Fatigue performance of NSM CFRP strips embedded in concrete using innovative high-strength self-compacting cementitious adhesive (IHSSC-CA) made with graphene oxide  

    Al-Saadi, N.T.K. ; Mohammed, A. ; Al-Mahaidi, R.
    Composite structures v.163 ,pp. 44 - 62 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    The efficiency of strengthening reinforced concrete (RC) structures using the near-surface mounted (NSM) fibre reinforced polymer (FRP) technique depends on the bond between the NSM FRP and the concrete substrate. This paper presents the results of an experimental study of NSM carbon FRP strips bonded to concrete substrate with innovative high-strength self-compacting cementitious adhesive (IHSSC-CA) under fatigue loading using single-lap shear tests. Graphene oxide and cementitious materials were used to synthesise the IHSSC-CA. The test variables were: CFRP strip dimensions (1.4x10mm, 1.4x20mm) and CFRP strip surface conditions (smooth, rough). 61 specimens were tested under different fatigue load ranges to develop the load range (L R )-fatigue life (N) relationships. Finally, equations were developed to predict fatigue lives based on the experimental results. It was found that the rough surface CFRP strips 1.4x20mm in dimensions showed the best fatigue life under different fatigue load levels. Moreover, the test results confirm the effectiveness of using IHSSC-CA to bond NSM CFRP strips to the concrete substrate. Furthermore, the proposed equations can predict fatigue life reasonably well and can be used in the design of NSM CFRP-strengthened RC members.

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  8. [해외논문]   New model for post-fatigue behaviour of CFRP to concrete bond interface in single shear  

    Daud, R.A. ; Cunningham, L.S. ; Wang, Y.C.
    Composite structures v.163 ,pp. 63 - 76 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    In this paper, a finite element model using ABAQUS 6.10-1 is developed to simulate the CFRP-to-concrete bonded joint behaviour in single shear pull-out tests. The model adopts the cohesive surface approach and the simulation results are checked against the authors' test results (monotonic and post-fatigue) in order to demonstrate the accuracy of the model. Parametric studies using the validated model were carried out to investigate the effects of varying the bond length, the thickness of FRP, the type of FRP, the concrete strength, and the bond width ratio. The results were then used to assess the various existing design code approaches for predicting the FRP-concrete bond behaviour. The post-fatigue numerical results indicate that the existing design code methods all have significant discrepancies. Based on the work conducted a simple and potentially more accurate model for predicting the debonding strain of CFRP plate in single shear is then presented.

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  9. [해외논문]   A novel approach to impose periodic boundary condition on braided composite RVE model based on RPIM  

    Wang, R. ; Zhang, L. ; Hu, D. ; Liu, C. ; Shen, X. ; Cho, C. ; Li, B.
    Composite structures v.163 ,pp. 77 - 88 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    Periodic boundary condition for the representative volume element (RVE) model of the 3D braided composite is required to predict the braided composite properties in the framework of mean field homogenization. Meanwhile, generating periodic mesh is quite challenging due to complicated mesoscopic features for 3D braided composites. This paper presents a novel approach for the 3D braided composite RVE model by introducing radial point interpolation method (RPIM) to impose periodic boundary condition either on periodic or non-periodic mesh. Applied to a homogeneous and isotropic block and a 3D four-directional braided RVE model, it is demonstrated that the novel method is accurate for predicting FE results involving stress/strain values under 6 kinds of monotonic loading conditions and elastic constants for the braided composites.

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  10. [해외논문]   Non-linear vibration analysis of laminated composite circular cylindrical shells  

    Dey, T. ; Ramachandra, L.S.
    Composite structures v.163 ,pp. 89 - 100 , 2017 , 0263-8223 ,

    초록

    The non-linear transverse dynamic response of laminated composite simply supported circular cylindrical shell subjected to periodic radial point loading and static axial partial loading is studied in this paper considering von Karman type of non-linearity. The applied partial edge loading is represented by Fourier series and the exact prebuckling stress distribution within the cylindrical shell is computed by solving the in-plane elasticity problem. Donnell's shell theory incorporating first order shear deformation, in-plane and rotary inertia is used to model the cylindrical shell. Galerkin's method is used to reduce the governing partial differential equations to a set of non-linear ordinary differential equations. These equations are solved using Incremental Harmonic Balance (IHB) method to obtain frequency-amplitude responses for free and forced vibration. The numerical results illustrate the effects of number of layers, static partial preloading, and initial geometric imperfections on the non-linear forced vibration of laminated composite cylindrical shells.

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