구조물의 내진설계 또는 내진성능평가를 위해서는 구조물의 축소모형을 이용한 실험적 분석이나 유한요소모델을 기반으로 한 수치적 방법이 고려된다. 수치적 방법을 위해서는 정교한 모델링이 요구될 경우 3차원 유한요소해석을 실시하나 민감도 분석이나 지진 취약도 분석과 같은 방대한 지진데이터를 이용한 평가에서는 집중질량모델이 선호된다. 하지만 기존의 집중질량모델은 일반적으로 구조물의 기하학적 형상을 고려하여 집중질량을 산출하는 방식인데, 이 경우 제공되는 고유치는 실구조물의 고유치와 일치하지 않는다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하고 실구조물과 유사한 동적 거동을 발현하는 새로운 형식의 주파수 순응형 집중질량모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실구조물의 고유치와 고유 벡터, 모드 형상 등을 고려하여 생성하며, 모델의 성능을 검증하기 위해 비균일 단면을 갖는 기둥에 대해 동적해석을 수행하였다. 또한 감쇠비에 따른 동적성능을 분석하기 위해 1%에서 5%까지의 Rayleigh Damping 적용하여 그 결과를 유한요소모델 결과와 비교하였다.
본 연구에서는 고분자형 자외선 안정제 DGEBA-HALS의 광분해 억제 효과를 평가하기 위해 SBR과 NR 고무를 사용하여 광안정제 첨가에 따른 UV 조사 영향을 고찰하였다. 이를 위해 광안정제를 첨가하지 않은 배합고무, 상용화된 광안정제인 Cyabsorb UV-3529를 첨가한 배합고무, 그리고 고분자형 DGEBA-HALS를 첨가한 배합고무의 영율, 인장강도, blow-off 변형, 가교밀도 측정을 통한 시편의 물리적 특성변화 등을 관찰하였다. UV 조사 후 모든 시편에서 영율이 증가하였으며 인장강도는 광안정제를 첨가한 시편이 첨가하지 않은 시편보다 우수했다. 특히 NR의 경우 DGEBA-HALS 첨가 시 인장강도가 향상되었다. Blow-off 변형 실험결과도 영율 실험 결과와 비슷하였다. UV-vis transmission spectra를 통한 SBR 배합고무의 투과도를 조사한 결과 광안정제를 첨가함으로써 약 4%의 향상된 투과도를 보였다. Cyabsorb UV-3529와 DGEBA-HALS의 첨가는 비슷한 경향의 투과도를 나타내었다. SEM을 통해 시편의 표면을 관찰한 결과 광안정제를 첨가함으로써 UV 조사에 의한 균열의 크기가 작아짐을 알 수 있었고, 특히 DGEBA-HALS는 상용화된 Cyabsorb UV-3529 보다 더 좋은 광분해 안정효과를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
뼈의 성장에 미치는 많은 요소들 중에서 implant의 상대적인 미세운동(relative micromotion)은 뼈의 implant와의 접합을 방해하는 것으로 알려져 왔다. 그런데 이러한 상대적인 운동 및 spinal stability에 직접적으로 영향을 주는 하중조건, spinal material의 물성치, spinal geometry 및 뼈와 implant의 접촉면에서의 마찰계수를 고려하기 위하여, 하나의 titanium interbody cage 가 삽입된 human lumbar segments (L4-L5)의 유한요소 모델이 개발되었다. 이러한 유한요소 모델의 해석을 통하여 상대적인 미세운동, Posterior의 수직적인 변위, von Mises 응력 및 마찰력이 예측되었다. Cancellous bone. annulus fibers 및 ligaments의 기계적인 물성치의 감소 또는 접촉면에서의 마찰계수의 감소는 상대적인 미세운동 (relative micromotion or slip distance)을 증가 시켰다. 접촉면에서의 normal force는 뼈의 밀도 (cancellous bone density) 가 감소하거나 접촉마찰계수가 증가하면 감소했다. 특히 하중조건에 있어서, compressive preload에 대한 torsion의 추가는 접촉면의 anterior부위에서 상대적인 미세운동을 증가 시켰다. 하지만 디스크면적이 증가할수록 상대적인 미세운동은 감소했다. 결론적으로, 접촉면의 기계공학적 거동 (Relative micromotion, stress response, posterior axial displacement and contact normal force)은 접촉면의 마찰계수 뼈의 밀도, 하중조건 및 노화에 따른 형상/물성의 변화에 매우 민감함을 보이고있다.
재해로 인한 부상 및 만성 질환 등의 다양한 요인으로 신체적 장애를 가진 환자, 혹은 신체의 노화로 인하여 몸의 움직임의 범위가 제한된 노인과 같은 경우, 치료의 일종으로 병원에서의 재활 프로그램의 참여를 권장 받는 경우가 있다. 그러나 이들은 신체의 거동이 불편하므로 보호자의 동행 없이 재활 프로그램의 참여를 위한 이동이 쉽지 않다. 또한, 병원에서는 각각의 환자 및 노인들에게 재활 운동을 지도해주어야 하는 불편함이 존재한다. 이러한 이유로, 이 논문에서는 모션 인식을 통하여 집에서도 타인의 도움 없이 재활 운동이 가능한 원격 재활 프로그램을 개발하였다. 해당 시스템은 사용자 집의 스테레오 카메라와 컴퓨터를 이용하여 구동할 수 있으며, 모션 인식 기능을 통하여 사용자의 실시간 운동 상태 확인이 가능하다. 사용자가 재활 운동에 참여하는 동안, 시스템은 사용자의 특정 부위의 관절가동범위(Joint ROM; Joint Range of Motion)를 저장하여 신체 기능의 향상도를 확인한다. 이 논문에서는 시스템의 검증을 위하여 총 4명의 실험군이 참여하였으며, 총 3종류의 운동을 각 9회씩 반복한 데이터를 이용하여 각 실험군의 시작 및 마지막 운동의 관절가동범위의 차이를 비교하였다.
셀룰로오스 트리[4-{4'-(니트로페닐아조)펜옥시카보닐}]알카노에이트들(NACEn, n=2$\sim$8,10, 유연격자 중의 메틸렌 단위들의 수)의 동족체들의 열방성 액정 특성을 검토하였다. 모든 동족체들은 단방성 네마틱 상들을 형성하였다. 액체 상에서 네마틱 상으로의 전이온도($T_{iN}$)는 n이 증가함에 따라 낮아지나 n이 7이상에서 거의 일정하게 되었다. $T_{iN}$에서의 엔트로피 변화와 n의 관계를 나타낸 그림 상에는 n=7에서 급격한 엔트로피의 감소가 관찰되었다. n=7에서 급격한 변화는 곁사슬 그룹의 배열의 차이에 의해 초래되는 것으로 생각된다. 용융온도($T_m$)와 $T_m$에서의 엔트로피 변화는 $T_{iN}$과 $T_{iN}$에서의 엔트로피 변화와 판이하게 뚜렷한 홀수-짝수 효과를 나타냈다. 이러한 사실은 네마틱 상과 결정 상에서의 곁사슬 그룹들의 평균적인 형태가 판이함을 시사한다. NACEn에서 관찰되는 네미틱상의 열적 안정성과 질서도는 아조벤젠 혹은 바이페닐 단위들을 곁사슬로 지닌 곁사슬형 그리고 복합형 액정 고분자 동족체들에 대해 보고된 결과들과 현저히 달랐다. 이들의 결과를 주사슬의 화학구조와 유연성, 주사슬과 곁사슬 그룹의 결합양식 그리고 반복단위당의 mesogenic 단위들의 수의 차이들의 견지에서 검토하였다.
세 종류의 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 유도체들, 즉 에스터화도(DE)가 0.6에서 3의 범위에 있는 6-(콜레스테릴옥시카보닐)펜톡시프로필 셀룰로오스들(CHPEs), DE가 0.4에서 3의 범위에 있는 [6-4-{4'-(니트로페닐아조)펜옥시카보닐}] 펜톡시프로필 셀룰로오스들(NHPCs) 그리고 완전치환 6-(콜레스테릴옥시카보닐)펜타노화 NHPCs(CNHPCs)들을 합성함과 동시에 이들의 열방성 액정 특성들을 검토하였다. 모든 CHPCs 그리고 $DE{\leq}1.7$인 NHPCs는 쌍방성 콜레스테릭 상들을 형성하는 반면 6-(콜레스테릴옥시카보닐) 펜타노일 DE (DEC)가 1.6이상인 CNHPCs는 단방성 콜레스테릭 상들을 형성하였다. 한편, $DE{\geq}2.4$인 NHPCs 그리고 $DEC{\leq}3$인 CNHPCs는 단방성 네마틱 상들을 형성하였다. HPC와 동일하게, $DEC{\leq}1$인 NHPCs는 온도상승에 의해 광학피치들(${{\lambda}_m}'s$)이 증가하는 우측 방향의 나선구조를 형성하는 반면 모든 CHPCs는 온도상승에 의해 ${\lambda}_m$들이 감소하는 좌측방향의 나선구조를 형성하였다. 이들 유도체와 달리, $1.4{\leq}DE{\leq}1.7$인 NHPCs 그리고 $DEC{\geq}1.6$인 CNHPEs는 콜레스테릭 상의 전 범위에서 반사 색깔을 나타내지 않았다. 이러한 사실은 셀룰로오스 사슬 그리고 콜레스테릴 그룹에 의한 나선의 비틀림력은 mesogenic 그룹의 화학구조와 DE에 민감하게 의존함을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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