• 제목/요약/키워드: 다공탄성

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다공탄성체 척추운동분절 유한요소 모델에서 추간판의 변성이 충격 거동에 미치는 영향 해석 (Analysis of Impact Response in a Poroelastic Spinal Motion Segment FE Model according to the Disc Degeneration)

  • 김영은;박덕용
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권11호
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    • pp.188-193
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    • 2003
  • To predict changes in biomechanical parameters such as intradiscal pressure, and the shock absorbing mechanism in the spinal motion segment under different impact duration/loading rates, a three dimensional L3/L4 motion segment finite element model was modified to incorporate the poroelastic properties of the motion segment. The results were analyzed under variable impact duration for normal and degenerated discs. For short impact duration and a given maximum compressive force, relatively high cancellous pore pressure was generated as compared with a case of long impact duration, although the amount of impulse was increased. In contrast relatively constant pore pressure was generated in the nucleus. Disc degeneration increased pore pressure in the disc and decreased pore pressure in the cancellous core, which is more vulnerable to compressive fracture compared with intact case.

파랑하중에 의한 해저지반의 액상화 평가 (Evaluation Wave Induced Liquefaction in Seabed)

  • 장병욱;도덕현;송창섭
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제9권4호
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    • pp.17-26
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    • 1993
  • 다공성 지반 위를 파랑이 진행함에 따라 물과 지반의 경계면에서는 파압이 발생하게 된다. 이러한 파압은 파랑의 조건과 해저 퇴적층의 조건에 따라 해저면 내에 유효음력 및 공극수압의 변화를 유발하며 이런 변화에 의해서 해저면의 안정에 여러문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 다공성 탄성지반에 발생하는 공극수압과 유효응력의 문제를 해석하기 위하여 지배방정식을 유도하고 이에 적당한 경계조건을 도입하여 파랑에 의하여 지반 내에 발생하는 과잉 공극수압과 유효음력 및 파랑에 의한 액상화를 검토하는 것을 목적으로 한다.

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부분 동결된 소금물에서의 초음파감쇠에 대한 다공성탄성 모델 (A poroelastic model for ultrasonic wave attenuation in partially frozen brines)

  • Matsushima, Jun;Nibe, Takao;Suzuki, Makoto;Kato, Yoshibumi;Rokugawa, Shuichi
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제14권1호
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    • pp.105-115
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    • 2011
  • 유체를 포함하는 혼합 매질에서의 탄성파 고유 감쇠에 대한 다양한 메커니즘 중, 탄성파 전파 시 고체와 유체 사이에서의 상대적 운동은 가장 중요한 감쇠 메커니즘 중의 하나이다. 선행 연구에서는 얼음의 미세 공극 안에 존재하는 소금물이 초음파의 전파에 미치는 영향을 분석하기 위하여 얼음과 소금물이 공존하는 매질에서 초음파 전파 실험하였다. 부분적으로 동결된 소금물에서 각기 다른 온도에서의 초음파 감쇠의 물리적인 메커니즘을 350 ~ 600 kHz의 주파수 대역에서 규명하기 위하여, Biot 이론에 입각한 다공성의 탄생 모델을 도입하여 초음파의 전파를 측정하였다. 고체상은 얼음으로, 액체상은 소금물로 가정한 뒤 펄스 핵자기공명기술로 측정한 유체의 성질을 이용하여 각각의 온도에서의 공극률을 계산한 결과, 실험으로 측정한 감쇠값은 500 kHz에서 계산된 고유 감쇠값과 다르게 나타났으며 이는 squirt -flow 메커니즘과 파의 산란 효과와 같은 다른 감쇠 메커니즘도 고려해야 한다는 것을 의미한다.

직교 이방성 관통 다공 후판의 탄성 해석 (Elastic Analysis of Orthotropic Thick Plates with Perforated Many Holes)

  • 김우식;권택진
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.59-65
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    • 2002
  • The structures with many perforated openings are widely used as a load-carrying element in the fields of civil engineering works, top slab of prestressed concrete reactor vessel, petrochemical industries and the like. Perforated concrete plates are usually thick. Therefore, the effect of transverse shear deformation is not negligible. This paper describes a new analytical method of perforated plates combining both the finite element method for effective elastic constants and the usual method in solving orthotropic plate with transverse shear deformation.

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다공성 금속의 성형공정 후 열탄성 계수 (Thermoelastic Properties of Porous Metals After Material Forming Processes)

  • 이종원;김진원
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.217-220
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    • 2003
  • The effective thermoelastic properties of porous metals are discussed herein after each material forming process such as hot pressing or extrusion. The voids in metal matrix are assumed to be initially spherical in shape and to be distributed randomly. Once the porous material deforms plastically due to each material forming process, the voids change their shape from a sphere to an ellipsoid and align in one direction. Since the voids are compressible in nature, the void volume fraction is assumed to be decreasing during each material forming process.

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모드 매칭법을 이용한 다층 다공성 탄성 흠음재가 채워진 원통형 소음기의 음향투과손실 계산 (Calculating transmission loss of cylindrical silencers lined with multi-layered poroelastic sound absorbing materials using mode matching method)

  • 이종무;양해상;성우제
    • 한국음향학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.375-388
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    • 2022
  • 본 논문은 다층 다공성 흡음재가 채워진 원통형 소음기의 음향투과손실을 구하는 과정을 다루었다. 다층다공성 흡음재 내부에서 전파되는 파동을 다루기 위해 Biot모델과 Johnson-Champoux-Allard-Lafarge(JCAL) 모델을 이용했다. 소음기 해석에 필요한 경계조건들을 얻었고 그것들을 토대로 수치적으로 모드를 구하는 과정을 설명했다. 얻은 모드들을 이용하여 2층 소음기에 대해 수치적인 실험을 진행했으며 처음 12개의 모드만으로도 음향투과손실이 수렴함을 보였다. 마지막으로 흡음재의 종류를 바꿔가면서 음향투과손실을 계산했고 이를 유한요소법을 이용한 결과와 비교함으로써 본 연구에서 제시한 모드 매칭법의 유효성을 검증했다.

폐타이어 분말을 이용한 탄성 투수성 도로포장재에 관한 연구 (Study on an Elastic and Permeable Pavement using Scrap Tire)

  • 엄준길;정경호;주강;홍영근
    • Elastomers and Composites
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    • 제33권4호
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    • pp.290-296
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    • 1998
  • 폐타이어는 현재 재활용 범위가 제한되어 있고, 매우 단순한 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 폐타이어를 탄성과 투수성을 갖는 포장재로서 활용할 수 있는 지를 알아보았다. 도로포장재가 갖는 주요 인자인 압축강도 시험 결과 압축강도에 영향을 미치는 인자는 고무분말 크기, 골재 크기 및 바인더의 성질이 주요 인자임을 알 수 있었고, 또한 투수성은 골재의 크기와 분말의 크기에 의존하였다. 본 연구에서 시도된 탄성 투수성 도로 포장재는 기존의 다공성 콘크리트의 값보다 압축강도는 1.4배, 투수성은 최대 116배 향상된 결과를 나타냈다.

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용매의 반복 방향성 결정화를 통해 제작된 새로운 다공성재료 (Novel Porous Materials Prepared by Repeated Directional Crystallization of Solvent)

  • 김현진;이종휘
    • 폴리머
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    • 제39권1호
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    • pp.151-156
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    • 2015
  • 본 연구에서는 디메틸실록산과 벤젠으로 구성된 단량체 용액에 방향성 결정화를 두 차례 진행하여 새로운 기공 구조를 제작하였다. 우선 첫 번째 용매의 방향성 결정화를 통해 벌집 형태의 기공 구조를 제작하였다. 상기 용액을 다시 담지한 뒤, 다시 방향성 결정화를 진행하게 되면 벌집 형태의 기공 구조 내에 또 다른 기공 구조가 혼재되어 있는 새로운 구조를 얻을 수 있었다. 반복된 방향성 결정화로 제조된 다공성 소재는, 한번의 방향성 결정화로 제조된 소재보다 압입탄성계수와 압입경도가 높았으며, 높은 농도의 용액으로 두 번째 방향성 결정화가 진행된 경우에 최대 증가치(압입탄성계수: 2140% 증가, 압입경도: 2330% 증가)를 얻을 수 있었다. 반면, 두 번째 방향성 결정화가 진행된 경우, 첫 번째 방향성 결정화만 진행된 경우보다 기공률과 접촉각은 감소하였으며, 높은 농도의 용액으로 두 번째 방향성 결정화가 진행된 경우 이들 물성의 최대 감소(기공률: 21% 감소, 접촉각: 36% 감소)를 관찰할 수 있었다.

연료전지 응용을 위한 다공성막에 친수성 고분자의 함침을 통한 고내구성 이온교환막의 제조 및 특성 연구 (Preparation and Characterization of the Impregnation to Porous Membranes with PVA/PSSA-MA for Fuel Cell Applications)

  • 이보성;정선경;임지원
    • 폴리머
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    • 제35권4호
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    • pp.296-301
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    • 2011
  • 본 연구는 고내구성을 가진 고분자 전해질막을 제조하는 것으로 연료전지에 적용하기 위하여 poly(vinyl alcohol)을 주사슬부로 하여 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)를 다공성 polyethylene(PE) 막에 함침시켜 막을 제조하였다. 제조된 막을 함수율, 접촉각, FTIR, 이온교환용량, 이온전도도 메탄올 투과도 열 중량분석, 탄성계수 등의 측정을 통해 친수성 고분자가 함침된 막의 특성평가를 실시하였다. 접촉각 측정과 FTIR 분석을 통해 PE 막에 함침된 막에서의 친수성기의 존재를 확인하였다. PSSA-MA의 함량이 10 wt% 함침된 막의 경우, 이온교환 용량은 Nafion 115의 0.91보다 향상된 1.2 meq./g dry membrane을 얻었다. 또한 탄성계수의 경우 PE 막에 비하여 3~3.6 배 높은 강도를 나타내었으며, 함수율과 메탄올 투과 실험을 통해 PSSA-MA의 함량이 늘어남에 따라 높은 치수안정성과 낮은 메탄올 투과결과를 확인하였다.

공극률에 따른 제주도 현무암의 역학적 특성 (Mechanical Characteristics of Basalt in Jeju Island with Relation to Porosity)

  • 문경태;박상렬;김영찬;양순보
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.1215-1225
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    • 2014
  • 마그마에 의해 지표부근에서 형성된 화산암은 마그마 내부에 존재하던 휘발성분으로 인하여 기공이 많은 다공상 구조를 나타낸다. 이러한 기공은 다양한 크기와 양으로 분포되어 있으나 기공이 화산암의 역학적 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구는 매우 미비하다. 따라서 본 연구에서는 화산암 기공의 공극률에 따른 역학적 특성을 시험을 통해 확인하였는데, 화산암의 한 종류인 제주도 현무암에 있어 공극률을 두가지 측정방법에 따라 측정하고, 공극률과 일축압축강도, 탄성계수, 인장강도, 탄성파속도와의 관계 및 탄성파 속도와 일축압축강도, 탄성계수와의 관계를 회귀분석에 의해 추정하여 그 관계식을 제시하였다. 그 결과, 공극률 측정방법에 있어서는 공극률이 5%이상인 다공질 현무암의 경우 부력 이용 방법이 캘리퍼 방법보다 정확한 공극률을 예측한다고 판단되며, 공극률이 증가함에 따라 일축압축강도와 탄성계수, 탄성파 속도는 곡선적으로 감소하였고, 탄성파속도가 증가할수록 일축압축강도와 탄성계수는 선형적으로 증가하였다.