• 제목/요약/키워드: 전단표면력

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양극산화 처리에 따른 탄소섬유 표면의 페놀릭 하이드록실 관능기 비율의 증가가 에폭시기지 복합재료의 기계적 계면결합 특성에 미치는 영향 (Effects of Increase in Ratio of Phenolic Hydroxyl Function on Carbon Fiber Surfaces by Anodic Oxidation on Mechanical Interfacial Bonding of Carbon Fibers-reinforced Epoxy Matrix Composites)

  • 김동규;김관우;한웅;송범근;오상엽;방윤혁;김병주
    • 공업화학
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    • 제27권5호
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    • pp.472-477
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    • 2016
  • 본 연구에서는 전류밀도 변화에 따른 탄소섬유의 양극산화 처리가 탄소섬유 표면과 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면결합력에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극산화 처리된 탄소섬유 표면 특성은 원자간력 현미경(Atomic force microscope, AFM)과 전계방사형 주사전자현미경(Field emission-scanning electron microscope, FE-SEM), 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR) 및 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 분석하였으며, Short beam 전단시험을 통해 표면처리에 따른 탄소섬유 강화 복합재료의 계면 전단강도를 측정하였다. 실험 결과 전류밀도가 증가함에 따라 탄소섬유 표면의 거칠기와 산소관능기의 함량의 증가와, 탄소섬유 강화 복합재료의 층간전단강도(Interlaminar shear strength, ILSS)의 향상 및 페놀릭 하이드록실 그룹과의 비례관계를 확인하였다. CF-2.0 시편의 층간전단강도는 87.9 MPa로 CF-AS 시편에 비해 약 4% 증가하였는데, 이러한 결과는 양극산화 처리가 산소관능기와 탄소섬유 표면 거칠기의 증가를 유도하여 탄소섬유와 수지의 계면 결합력이 증가된 것으로 판단된다. 그중 층간전단강도와 비례관계인 페놀릭 하이드록실 그룹은 탄소섬유 강화 복합재료의 계면결합력을 향상시키는 중요한 요소라 판단된다.

침수식생 하도의 식생층 평균유속 (Mean Velocity in Vegetation Layer of the Channel with Submerged Vegetation)

  • 송주일;김경범;김주형;윤세의
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.145-145
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    • 2012
  • 일반적으로 식생하도에서는 다양한 흐름저항 발생으로 인해 통수능은 감소하고 홍수위는 증가할 수 있다. 식생하도 흐름해석을 위해서는 복합적으로 발생하는 흐름저항이 합리적으로 산정되어야 한다. 하도 흐름에 식생을 고려하는 중요한 관점 중 하나는 식생높이에 대한 수심의 비이다. 본 연구에서는 수심이 식생높이보다 큰 즉, 침수식생 조건에서 식생층의 평균유속 산정식을 제시하고자 하였다. 문헌조사 결과 식생층의 평균유속 산정 방법은 크게 두 가지로 구분되었다. 첫 번째는 흐름을 정상, 등류로 가정하고 전 수심에 대한 힘의 평형을 해석하는 것이고(Stone and Shen, 2002), 두 번째는 2층 구조로 분리하여 식생층과 표면층사이에서 발생하는 전단력을 힘의 평형에 포함시키는 것이다(Baptist et al., 2007; Huthoff et al., 2007; Yang and Choi, 2010). Stone and Shen(2002)의 경우 일부 유속을 과대 산정하는 결과를 보였고, 이는 층간 전단력이 무시되었기 때문이다. 따라서 본 연구에서도 2층 구조론을 이용하였다. 그러나 식생의 밀도가 증가하게 되는 경우 식생이 차지하는 부피는 증가하는 반면, 바닥 전단력의 영향은 감소하게 되므로 식생의 부피는 고려하되 바닥 전단력은 무시하였다. 본 연구를 통해 제시한 식생층 평균유속식을 기존 연구의 수리모형실험 결과와 비교한 것은 <그림 1>과 같다. 비교적 일치하는 결과를 보였지만 Dunn et al.(1996), Rowinski et al.(2002)의 실험결과에 대해서는 유속을 과대 산정하는 것으로 나타났다. 이 들 실험조건의 특징은 침수비가 모두 2.0보다 작다는 것이다. 따라서 침수비 조건에 따라 전단력 ${\tau}_i$의 영향이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 침수비 2.0을 기준으로 이보다 낮은 침수비에서는 전단력 ${\tau}_i$를 무시하고, 2.0이상에서는 ${\tau}_i$를 고려한 침수식생하도 식생층 평균유속 산정식을 제시하였고 수리실험결과와 비교한 결과 <그림 2>와 같이 수용할 만한 결과를 얻었다.

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측정방향에 따른 표면 거칠음 정도의 변화 양상 (Directional Variations in Surface Roughness Determinations)

  • Lee, Seok-Won
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.247-260
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    • 1999
  • 여러 연구들을 통하여 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 매우 중요함이 밝혀졌으며, 따라서 그 역할을 충분히 이해하기 위해서는 표면 거칠음 정도가 정확히 정량화 되어져야 한다. 현재까지 이러한 표면 거칠음 정도를 나타내는 표면 거칠기 매개변수는 대부분 방향성을 고려하지 않은 3차원적인 trisector에서 측정되어 왔고, 그 결과는 정적인 표면을 대표하는 값으로 적당하였다. 그러나, 표면 거칠기 매개변수와 접촉면 전단력과 같이 방향성을 갖는 매개변수와의 상관관계를 조사하기 위해서는 전단방향과 동일한 방향으로 측정된 2차원적인 표면 거칠음 값이 더욱더 합리적인 대표 값이 될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 전단방향을 고려한 표면 거칠음 정도를 구할 수 있는 새로운 표면 거칠기 매개변수를 제안하였다. 제안된 방향성 매개변수와 기존의 표면 거칠기 매개변수를 비교 분석함으로서, 방향성 매개변수와 비 방향성 매개변수와의 상관관계를 조사하였다. 표면 거칠음 정도는 디지털 이미지 분석 시스템을 이용한 Optical Profile Microscopy(OPM) 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 본 연구에서 측정된 여러 가지 표면 거칠기 매개변수는 측정값에 있어서 비슷한 경향을 보여주었으며, 따라서, 서로간의 상관관계가 좋음이 밝혀졌다. 또한 표면 거칠음 정도가 증가함에 따라, 비 방향성의 3차원 매개변수 값이 방향성의 2차원 매개변수보다 계속적으로 증가하는 양상이 보여졌다.

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Quantification of Surface Topography Using Digital Image Analysis

  • Lee, Seok-Won
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.131-149
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    • 1999
  • 여러 연구들을 통하여 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 매우 중요함이 밝혀졌으며, 따라서 그 역할을 충분히 이해하기 위해서는 표면 거칠음 정도가 정확히 정량화 되어야 한다. 이 연구에서는 표면 형상을 정량화하기 위하여 일반적으로 사용되는 표면 거칠기 매개변수와 측정방법에 대하여 여러 참고문헌들을 검토하였다. 이것을 바탕으로 Normalized Roughness Parameter, $R_n$ (Uesugi and Kishida, 1986), Profile Roughness Parameter, $R_L$, 그리고 Surface Roughness Parameter, $R_n$(Dove and Frost, 1996)가 적합한 표면 거칠기 매개변수로 선택되었으며, 디지털 이미지 분석 시스템을 이용한 Optical Profile Microscopy(OPM) 방법을 표면 거칠음 측정방법으로 선택하였다 이 실험장비를 이용하여 일반적으로 사용되는 지오멤브레인의 표면과 표면 패턴을 대표하는, 표면이 매끄러운 것과 3가지 종류의 돌기형 HDPE 지오멤브레인을 사용하여, 전단 시험에 사용되지 않았던 지오멤브레인과 전단시험후의 지오멤브레인에 대한 표면 거칠음 정도의 정량화 작업을 수행하였다. 그 결과, $R_L과\; R_S$값은 이 연구에 사용된 지오멤브레인의 거칠음 정도를 충분한 측정범위로 표현할 수 있는 매개변수로 밝혀졌으나, $R_n$값은 충분히 표면 거칠음 정도의 차이를 표현하기에는 부족하게 매우 좁은 변화 범위를 나타내었다. 이 연구는 접촉면에서 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 미치는 영향을 조사하고자 우선적으로 표면 거칠음 정도의 정량화 작업을 연구한 것이다.

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파와 해류에 의한 토사이동

  • 유동훈
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1995년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.51-56
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    • 1995
  • 일방향 흐름에 표면파가 중복하여 작용할 때 해저면 마찰력의 증가로 토사이동량의 증대가 예상된다. 표면파는 왕복운동 특성을 갖고 있으며, 유속과 해저전단력간의 위상차와 해저잔단력과 토사이동발생 시각간의 위상차가 존재하기 때문에 토사이동량 산정에 많은 어려움이 따른다. 그러나 이렇게 복잡한 현상이 내포되어 있음에도 불구하고 일반적인 기법으로 하천 토사이동량 산정식을 수정하거나 비례상수를 재조정하여 파와 해류에 의한 토사이동량을 산정해 왔다. (중략)

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표면성장 폴리에틸렌 섬유의 제조조건이 그물리적 성질에 미치는 영향 (Effects of the Preparing Conditions on the Physical Properties of Surface Grown UHMW PE Fibers)

  • 김상용
    • 유변학
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    • 제4권1호
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    • pp.52-61
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    • 1992
  • 초고분자량 폴리에틸렌을 파라 크실렌에 녹인 희박 용액에 전단흐름을 가해 섬유를 뽑아내는 방법에 대해 연구하였다. 표면성장이라 불리는 이 방법을 용액내에서 회전하는 rotor 의 표면에 흡착된 젤 층에, 결정성이 강한씨(seed)를 접촉시킴으로써 엉킨 분자쇄들이 전단력에 의해 신장되어 분자의 자유에너지가 증가하도록 하여 연속적으로 고강력, 고탄성 률 결정을 뽑아내게 한 것이다. 이표면성장법으로 섬유를 얻는데 있어서 결정화온도 rotor 속도, 권취속도 및 고분자 농도와 같은 결정화 변수를 변화시키면서 섬유의 물리적 성질에 미치는 영향을 관찰하였다. 이방법으로 섬유를 성장시키면 열역학적 평형온도(118.6$^{\circ}C$) 이상 인 12$0^{\circ}C$에서 성장시켰을 때 133GPa의 인장 탄성계수 3.1%의 절단신도에서 5.04GPa의 고 강력을 갖는 섬유를 얻을수 있었다. 또한 이방법에 있어서는 결정화 온도가 물리적 성질에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 작용하였다, 고분자 농도의 영향은 0.7wt.% 이상에선 물리적 성질이 더 이상 개선되지 않았으며 오히려 장력의 증가로 불안정한 성장을 보였다. 또한 0.5wt%이하에서는 젤층의 형성이 둔화됨을 볼수 있었다. 결국 물리적 성질의 측면에서 볼 때 0.5~0.7wt%에서 최적조건을 보여주었다.

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유리섬유복합체를 사용한 전단연결재 형상에 따른 중단열 벽체의 면내전단내력 (Effect of Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Shear Connector's Shape on Inplane Shear Strength of Insulated Concrete Sandwich Panels)

  • 장석준;유영찬;김호룡;윤현도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.9-17
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    • 2013
  • 최근, 중단열 벽체의 단열성능 향상을 위해 철과 콘크리트 코어 전단연결재를 열전도율이 낮은 유리섬유복합체 (GFRP)로 전단연결재를 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 단열재의 표면처리에 따른 부착력과, GFRP 전단연결재로 보강된 중단열 벽체의 전단내력을 알아보기 위하여 실시되었으며, 각 변수에 따른 영향을 분석함으로써 구조성능에 대한 검증을 실시하였다. 총 13개의 실험체에 대해 직접전단실험을 실시하였으며, 파괴양상 및 하중-상대슬립 관계에 대한 분석을 실시하였다. 실험결과, 기존의 압출법 보온판 (XPS) 단열재에 거친표면처리와 10 mm의 홈을 낸 경우 단열재와 콘크리트사이에 부착력을 향상시킬 수 있으며, 부착력의 기여는 전단연결재의 파단 상대슬립의 영향을 받는 것으로 나타났다. 파형 전단연결재의 폭이 커짐에 따라 강성이 증가하였으며, 보강단면적이 증가함에 따라 최대내력이 증가하였다. 효과적인 보강을 위해서는 파형 전단연결재의 높이와 피치의 비율을 1:2로 산정해야 할 것으로 판단되며, 안정적인 파괴를 위해서는 매립깊이에 대한 검증이 필요할 것으로 사료된다.

Silane coupling agent인 MPS 농도별처리에 따른 열중합 레진과 자가중합 레진 간의 전단결합강도 (Effects of Treatment of Silane Coupling Agent in MPS Concentration on the Shear Bond Strength between Self Curing Resins and Heat Curing Resin)

  • 최에스더;권은자
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.344-351
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    • 2015
  • 본 논문은 치과에서 많이 사용되고 있는 silane coupling agent로 표면 처리한 의치상 레진과 자가중합 레진 간의 전단 결합력에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 의치상 레진에 silane coupling agent 농도별 표면 처리 후 자가중합레진을 주입하여 전단결합강도를 측정하였다. Silane coupling agent(MPS)의 농도별 표면 처리에 따른 의치상 레진과 자가중합레진 간의 전단결합강도에서는 Vertex self curing resin에서 5%, 7%에서 유의적으로 높게 나타났고(P<0.05), Kooliner에서는 5%에서 유의적으로 가장 높게 나타났다(P<0.05). 따라서 의치상 레진과 자가중합레진 사이에 MPS 5%를 이용한 표면처리가 전단결합강도에 효과적으로 영향을 미치는 것이라 사료된다.

지르코니아 코어의 표면처리가 비니어링 세라믹과의 전단결합강도에 미치는 영향 (Effect of surface treatmet on the shear bond strength of a zirconia core to veneering ceramic)

  • 최미선;김영수;서규원;류재준
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.199-205
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    • 2009
  • 연구목적: 지르코니아 코어의 표면처리가 비니어링 세라믹과 전단결합강도에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 연구 재료 및 방법: 지르코니아 블록(IPS e. max ZirCAD; Ivoclar vivadent, N=40, n=10, $10mm{\times}10mm{\times}3mm$)를 제조사의 지시에 따라 소성한 후 세척하였다. 대조군, 샌드블라스팅(4기압하 $50{\mu}m$ 알루미늄옥사이드) 처리군, 라이너(Zirliner; Ivoclar vivadent) 처리군, 샌드블라스팅과 라이너 처리군 네 개의 군으로 나누어 각 각 표면처리한 후 3 mm 두께로 세라믹(IPS e. max Ceram; Ivoclar vivadent)을 축조한다. 인스트론 만능시험기로 전단결합강도를 측정한 후, 일원변량 분산분석(One way ANOVA)과 $Scheff{\acute{e}}$검정법(P<.05)를 시행하였다. 결과: 지르코니아 코어와 세라믹 간 평균 전단결합강도는 샌드블라스팅과 라이너 동시 처리군에서 가장 높게 나타났으며, 지르코니아 코어에 샌드블라스팅과 라이너 단독 표면처리는 결합력에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나(P>.05), 샌드블라스팅과 라이너 동시 표면처리는 두 재료 간 결합력에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<.05). 결론: 지르코니아 코어에 샌드블라스팅과 라이너 동시 처리시 전단결합강도의 증가를 보였다.

치과용 접착제가 복합레진 인레이와 레진시멘트의 결합력에 미치는 영향 (INFLUENCE OF ADHESIVE APPLICATION ON SHEAR BOND STRENGTH OF THE RESIN CEMENT TO INDIRECT RESIN COMPOSITE)

  • 송미혜;박수정;조현구;황윤찬;오원만;황인남
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권5호
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    • pp.419-427
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    • 2008
  • 본 연구는 레진시멘트의 레진인레이에 대한 접착 시 접착제 혹은 primer의 사용이 결합력에 영향을 미치는지 평가하기 위해 시행하였다. 직경 5mm,높이 4.5mm의 원기둥 형태로 제작한 레진인레이 (Tescera, Bisco, USA)의 표면을 1000번, 1500번 그리고 2000번 사포로 주수 하에서 연마하여 평편한 면을 형성한 후 레진인레이의 표면에 sandblasting을 시행한 후 표면에 1분 동안 silane을 도포하였다. 2군으로 나누어 한 군은 대조군으로, 다른 한 군은 표면에 동일한 제조사의 접착제나 프라이머를 도포한 후 중합하였다. 레진인레이 상에 3mm 직경의 구멍이 형성된 아크릴판을 고정하고, 구멍에 레진 시멘트를 주입하여 경화시켰다. 레진 시멘트는 Panavia-F (Kurary), Varolink-II(Ivoclar-Vivadent), RelyX Unicem(3M ESPE), Duolink(Bisco)와 자가중합형인 Multilink (Ivoclar-Vivadent)를 사용하였다. 제작된 시편을 만능물성시험기에 위치시고 전단결합강도를 측정하였다. 측정 결과 접착제나 프라이머를 도포한 군은 대조군에 비해 전단결합강도가 증가하였다 (p<0.05). 하지만 Variolink-II와 Panavia-F는 전단결합강도의 차이를 보이지 않았다. 대조군에서는 각 레진 시멘트간에 전단결합강도의 유의한 차이를 보였으며 (p<0.01) Variolink-II가 가장 높은 결합강도를 보인 반면, 자가중합형인 Multilink가 가장 낮은 결합강도를 보였다. 하지만, 접착제나 프라이머를 도포한 군에서는 각 제품간에 전단결합강토의 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과 이원중합형이나 자가중합형 레진시멘을 이용하여 레진인레이 부착 시 silane 처리 후 접착제나 프라이머의 도포가 결합 강도의 증가를 위해 필요하리라 사료된다.