• 제목/요약/키워드: 최대 힘

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계자 코일 구조에 따른 초전도 풍력 발전기의 모듈화 된 HTS계자 코일의 특성 분석 (Characteristic Analysis of Modularized HTS Field Coils for a Superconducting Wind Power Generator According to Field Coil Structure)

  • 투덴수런 오운자르갈;고병수;성해진;박민원;유인근
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.15-23
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    • 2019
  • 풍력발전 시스템용 고온 초전도 (HTS) 발전기는 높은 효율과 기존 발전기에 비해 작은 크기로 제작이 가능한 이점을 가지고 있다. 그러나 고온 초전도 발전기는 높은 전류 밀도와 자기장으로 인해 HTS 계자 코일에 작용하는 로렌츠 힘에 따른 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 계자 코일 구조에 따른 750 kW 급 초전도 풍력 발전기에 대한 모듈화 된 HTS 계자 코일의 특성 분석을 다룬다. 모듈화 된 HTS 필드 코일의 구조는 3D 유한 요소법을 사용하여 얻은 전자기 및 기계 분석 결과를 기반으로 설계하였고 모듈 코일의 전자기력도 분석하였다. 그 결과, HTS 코일의 수직 자기장과 최대 자기장은 각각 2.5 T와 3.9 T로 나타났다. 지지대의 최대 응력은 유리 섬유 강화 플라스틱 재료의 허용 응력보다 작았으며, 변위는 허용 범위 이내로 발생하였다. HTS 모듈 코일 구조의 설계 사양 및 결과는 대용량 초전도 풍력 발전기 개발에 효과적으로 활용될 수 있다.

상악 치아군의 저항중심의 위치에 관한 3차원 유한요소 해석 (Finite-element investigation of the center of resistance of the maxillary dentition)

  • 정광모;성상진;이기준;전윤식;모성서
    • 대한치과교정학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.83-94
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    • 2009
  • 최근 골내 고정 형태의 temporary anchorage device (TAD)를 많이 이용하게 되면서 다양한 위치로부터 그리고 강한 교정력을 이용할 수 있게 되었다. 이에 따라 치아군의 이동양상을 예측하고 치료계획을 세우기 위하여 다양한 치아군의 저항중심의 위치에 대한 이해가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 이용하여 상악 4전치, 6전치 그리고 상악 전 치열에서 3차원적 저항중심의 위치를 조사하고자 하였다. 이를 위하여 상악 전치열 14개 치아와 치근막 및 치조골의 3차원 유한요소모델을 제작하였고, 각 치아군별로 치관부를 협측, 설측 호선, 설측 splint wire로 고정하여 개별 치아이동을 최소화하고 적용된 힘이 치아에 고루 분산되도록 하였다. 상악 중절치 절단연의 중점에서 연장된 와이어 빔에 수직, 수평으로 100 g 또는 200 g의 힘을 가하여 치아의 변위를 해석하고, 각 치아군에 속한 치아들이 최대한 평행이동 되는 힘의 적용부위를 저항중심으로 정의하였다. 연구결과 상악 4전치군의 저항중심은 상악 중절치 절단연으로부터 치근방향 13.5 mm, 후방 12.0 mm, 상악 6전치군은 상악 중절치 절단연으로부터 치근방향 13.5 mm, 후방 14.0 mm에 위치하였으며 상악 전치열군의 저항중심은 상악 중절치 절단연으로부터 치근방향 11.0 mm, 후방 26.5 mm에 위치하였다. 본 유한요소 실험모델을 이용하여 얻은 결과는 교정치료의 효율성을 높일 수 있으리라 생각된다.

상악 절치부-토크에 의한 치아 이동과 응력 분포에 관한 유한요소법적 연구 (Three-dimensional finite element analysis on the effect of maxillary incisor torque)

  • 윤현주;임용규;이동렬;조영수
    • 대한치과교정학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.137-147
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    • 2005
  • 본 연구는 상악 절치부에 active 토크가 가해졌을 경우, 교정력을 직접 받은 치아와 인접 치아의 반응을 알아보고자, 상악 치아 및 치조골의 유한요소 모델을 제작하고, stainless steel NiTi, TMA 세 종류의 각형 호선을 육면체 요소로 모델링하여 유한요소 모델을 완성하였다. 호선이 브라켓에 삽입되었을 때 브라켓에 발생하는 반력과 모멘트를 구하였고, 이것을 유한 요소 모델에 적용하여 각 치아의 변위와 응력 분포를 측정하였다 브라켓에 발생하는 반력은 근원심 방향과, 협설 방향으로의 힘은 0에 가까우며, 중절치, 측절치, 견치의 브라켓 근심측에서는 정출력이 원심측에서는 압하력이 발생하였다. 힘과 모멘트의 크기는 측절치에서 최대였고 중절치. 견치 순으로 감소하였고, 소구치 부위와 대구치 부위에서는 급격히 감소하였다. 중절치와 측절치는 치관 협측, 원심 경사 이동과 압하를 보였으며 견치는 치관 설측 원심 경사와 정출을 보였고. 제1소구치는 치관 설측 경사이동을 보였다. $019\times025SS$을 사용하여 상악 절치부에 토크를 부여하는 경우에는 측절치에 과도한 힘이 집중되므로, 임상에서 토크를 조절 할 경우에는 NiTi나 TMA 호선을 사용하는 것이 바람직하리라고 생각된다.

다충실도 모형화를 통한 공기로 모사된 측방제트가 유도무기의 공력특성에 미치는 영향 연구 (On the Effect of Air-Simulated Side-Jets on the Aerodynamic Characteristics of a Missile by Multi-Fidelity Modeling)

  • 강신성;강다영;이경훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.95-106
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    • 2021
  • 측방제트는 조종면에 비해 즉각적인 유도무기 기동이 가능하지만 자유류를 간섭하여 공력계수에 영향을 줄 수 있다. 공력계수에 대한 측방제트의 영향을 파악하기 위해 측방제트를 공기로 모사한 후 측방제트 유무에 따른 공력계수 차이를 다충실도 모형을 사용하여 살펴본다. 측방제트 유무에 따라 공력계수 예측 모형으로 추정된 공력계수 간 차이를 계산하여 측방제트의 영향을 마하수, 뱅크각, 받음각의 변화에 따라 조사한다. 분석 결과, 종방향 힘 및 모멘트 계수는 비대칭적으로 발달한 측방제트에 큰 영향을 받았으며, 횡방향 힘 및 모멘트 계수는 -30°와 +30° 사이 뱅크각에서 최대로 변동하였다. 이에 반해 축방향 힘 계수는 측방제트에 영향을 받지 않았으며, 축방향 모멘트 계수는 마하수 변화에 대한 표본 부족으로 측방제트의 영향을 판단하기 어려웠다. 종합하면 측방제트가 종방향 및 횡방향 공력계수에 주요한 영향을 주어 유도무기 자세 변화를 일으킨다는 것을 확인하였다.

Streptococcus thermophilus K-1 및 Lactobacillus acidophilus LB12 균주에 있어 최대 Exopolysaccharide 생산에 영향을 미치는 물리적 원인 규명을 위한 연구

  • 강현미;엄양섭;정충일
    • 한국식품위생안전성학회:학술대회논문집
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    • 한국식품위생안전성학회 1999년도 추계학술세미나 및 학술발표회 - 식품의 위생관리와 안전성평가에 대한 최근 연구동향
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    • pp.119-119
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    • 1999
  • EPS를 생성하는 Str. thermophilus K-1 및 Lb. acidophilus LB12를 10% 환원 탈지유에 배양하고, EPS 생산을 위한 배지로는 Elliker broth를 사용하여 20, 25 및 $37^{\circ}C$에서 72시간까지 저장하면서 12시간 간격으로 시료를 꺼내어 EPS생산량, 생균수, 산도 및 점도 등을 측정하여 EPS생산과 이들 물리저 요인들과의 상호관계를 조사하였다. Str. thermophilus K-1의 경우, $20^{\circ}C,\;37^{\circ}C$에 저장한 시료의 EPS 생산량은저장 60시간에 각각 0.358, 0.386O.D.로 최대를 나타내었으며, 저장 72시간에는 다소 감소하는 것으로 나타났다. $25^{\circ}C$에 저장한 시료는 저장 36시간부터 O.D. 0.313으로 급속히 증가하여 72시간까지 그 수준을 거의 유지하는 것으로 나타났다. Lb. acidophilus CH-2의 경우에는 25, $37^{\circ}C$에서는 EPS생산이 서서히 증가하다가, 36, 48시간에 0.775, 0.833O.D.로 각각 최대를 나타낸 후에 다시 서서히 감소하는 것으로 나타났으며, 저장 $20^{\circ}C$에서는 저장 60시간에 1.123O.D.로 EPS생산이 최대에 도달한 후 저장 72시간에는 다시 감소하는 것으로 나타났다. 이 두균주의 세 가지 배양 온도에서 EPS가 최대를 나타내는 시점은 생균수가 감소하는 시점과 일치하므로, 균주 및 배양온도에 상관없이 균성장 말기 또는 균사멸기 초기에 EPS가 가장 많이 생산됨을 알 수 있었다. 또한 점도 및 산도는 저장 온도가 높을수록, 그리고 저장 기간이 길어질수록 대체로 많이 생성되는 것으로 나타났으며, EPS생산과의 유의성도 상당히 높은 것으로 나타났다. 것들이 부딛힘이 없이 공존하고 일상의 논리가 무시된다. 부정, 의심이 없고 확실한 것이 없다. 한 대상에 가졌던 생각이 다른 대상에 옮겨간다(displacement). 한 대상이 여러 대상이 갖고 있는 의미를 함축하고 있다(condensation). 시각적인 순서가 무시된다. 마음속의 생각과 외부의 실제적인 일을 구분하지 못한다. 시간 상의 순서가 있다가 없다가 한다. 차례로 일어나야 할 일이 동시에 한꺼번에 일어난다. 대상들이 서로 비슷해지고 동시에 있을 수 없는 대상들이 함께 나타난다. 사고의 정상적인 구조가 와해된다. Matte-Blance는 무의식에서는 여러 독립된 대상들간의 구분을 없애며, 주체와 객체를 하나로 보려는 대칭화(symmetrization)의 경향이 있기 때문에 이런 변화가 생긴다고 하였다. 또 대칭화가 진행되면 무한대의 느낌을 갖게 되어, 전지(moniscience), 전능(omnipotence), 무력감(impotence), 이상화(idealization)가 나타난다. 그러나 무의식에 대칭화만 있는 것은 아니며, 의식의 사고양식인 비대칭도 어느 정도 나타나며, 대칭화의 정도에 따라, 대상들이 잘 구분되어 있는 단계, 의식수준의 감정단계, 집단 내에서의 대칭화 단계, 집단간에서의 대칭화 단계, 구분이 없어지는 단계로 구분하였다.systems. We believe that this taxonomy is a significant contribution because it adds clarity, completeness, and "global perspective" to workflow architectural discussions. The vocabulary suggested here includes workflow levels and aspects, allowing very different architectures to be discussed,

SOFC용 셀의 품질관리 기법개발 (Development of Quality Analysis Method and System for SOFC)

  • 이인성;박영민;김도형;전중환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.81.1-81.1
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    • 2010
  • SOFC 발전시스템의 상용화를 위해 선행되어야 할 것은 스택의 안정적 출력 및 신뢰성 확보이다. 이를 이루기 위해서는 스택을 구성하는 구성요소의 신뢰성 있는 규격 및 검수가 필요하다. 즉, 셀, 밀봉재, 분리판 및 집전체로 대변되는 구성요소들이 스택에 장착되었을 때 그 기능을 최대한 발휘하면서도 점진적 또는 급격한 품질저하가 발생되지 말아야 한다. 특히, 셀의 경우 스택의 성능에 직접적인 영향을 미치는 구성요소로서 품질에 대한 명확한 검수기준이 필요하다. SOFC용 셀은 다공성 anode, 치밀한 전해질, 그리고 다공성 cathode로 구성된 세라믹 소결체이다. 이 때 치밀한 전해질에 결함이 내재되어 있거나 물리적 힘에 의해 신규로 발생할 경우, 연료로 사용되는 수소와 공기가 만나는 cross-over가 발생하게 된다. Cross-over는 연료가 소모되는 문제도 있지만 발열로 인한 Hot spot을 형성시켜서 주변과의 온도구배를 유발하고, 이로 인해 고체 전해질의 균열전파를 일으킬 수 있고 나아가 급격한 셀의 파괴를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 SOFC에 사용되는 셀의 형상측정, 물리적 강도 및 결함 검출을 위한 검수기법을 개발하여 스택의 신뢰성 향상과 향후 규격표준화를 위한 기반을 제공하고자, 평판형 셀의 3차원 형상을 정밀하게 측정하는 장치와 일정 면압을 인가하여 특정 형상을 갖고 있는 셀의 물리적 파괴여부를 판단할 수 있는 장치, 그리고 셀의 전해질에 내재된 결함을 검출할 수 있는 장치를 제작하였다. 본 장치들은 $1,000cm^2$급 평판형 셀까지 검수할 수 있도록 고안하여 양산시스템에 접목시킬 수 있도록 고안된 것이다. 본 장치들을 이용한 검수결과, 현재 $700cm^2$급 평판형 셀의 경우 최대 camber가 4mm 이하, 전해질의 He leak rate는 $5{\times}10^{-5}mbar.l/s.cm^2$ 이하라는 검수규격을 본 연구소에서 운전하는 스택에 1차적으로 적용하였으며 현재 검수규격의 신뢰성 및 강화를 위한 연구를 수행 중에 있다.

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KSTAR 연료주입계 Piezoelectric Valve 및 제어기 개발

  • 송재인;김영옥;김광표;추용;박갑래
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.205-205
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    • 2012
  • Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

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실리카 콜로이드 나노입자를 이용한 반사 방지막의 제조 (High-Transmittance Films Coated from Silica Colloidal Nano-Particles)

  • 황연
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권10호
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    • pp.766-770
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    • 2004
  • 구형 실리카 나노 콜로이드 입자를 이용하여 반사방지막을 제조하였다. 실리카 콜로이드 현탁액을 모세관 힘을 이용하여 기울어진 두 장의 유리판 사이에 저장한 후 위의 유리를 이동시켜 반사 방지막을 코팅하였다. 상판 유리의 이동속도가 빨라질수록 막의 두께는 감소하였고, 막의 두께 변화에 따라 광 투과율이 변하였다. SEM으로 관찰된 실리카 나노 입자는 최밀충진에 가깝게 유리 기판에 부착되어 있었으며, 이로부터 고체 입자와 기공을 포함하는 막의 유효 굴절율을 구하였다. 최대의 광투과율을 나타내는 파장과 유효 굴절율로 부터 계산한 막의 두께는 SEM 사진 및 profiler로 구한 값과 잘 일치하였다. $94.7\%$의 최대 광투과율을 얻었으며, 양면으로 코팅한다면 $97.4\%$의 투과율 즉 $1.3\%$의 반사율을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

감 수확기구 개발(2) - 고지 전정기 개량 - (Development of persimmon harvest apparatus - Improvement of a high-ground trimmer -)

  • 우덕감;김태한
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제27권
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    • pp.7-11
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    • 2009
  • 우리나라에서 감은 재배면적으로 볼 때 사과 다음으로 넓은 면적을 차지하고 있다. 그러나 감 재배 포장의 70%가 경사지에 있어서 수확작업의 효율성이 떨어진다. 기존의 감 수확에 이용되는 고지전정기는 구조상의 문제로 인해 사용 시 많은 힘이 소요된다. 본 연구는 이와 같은 문제점의 해결을 위해 기존의 고지 전정기를 개량하여 감탈과시 소요되는 고지전정기의 레버 장력을 기존의 고지전정기와 비교하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 기존의 스프링레버식 고지전정기의 탈과 시 소요되는 레버 장력은 최대 34.4 N, 최소17.7 N, 평균 25.5 N으로 나타났다. 2. 개발한 유압레버식 고지전정기의 탈과 시 소요되는 레버장력은 최대 4.9 N, 최소0.2 N, 평균2.9 N으로 나타났다. 3. 개발한 유압레버식 고지전정기의 평균 장력은 유압레버식이 2.9 N이고 스프링레버식이 25.5 N으로서 스프링레버식이 유압레버식보다 8.7배 큰 것으로 나타났다. 4. 수합장치의 수합율은 개량한 장치가 기존의 것보다 7% 높게 나타났다.

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시공성 향상을 위한 제4세대 H형강 기둥-보 약축접합부의 개발 및 성능평가 (Development and Performance Evaluation of the Fourth Generation H-section Beam-to-Column Weak Axis Connection for Improving Workability)

  • 김필중;부윤섭;양재근;이은택;김상섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.295-304
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    • 2011
  • 국내외적으로 강구조 약축접합부의 접합방법으로는 브라켓타입이 주로 사용되고 있다. 브라켓타입의 약축접합부는 기둥-보접합부를 공장에서 제작한 후, 현장에 운반하여 시공하므로 보이음부가 추가된다. 따라서 보이음부의 설치비용 및 공사기간이 증가되므로 강구조물의 경쟁력이 저하된다. 본 연구에서는 기존의 표준약축접합부를 개선하여 힘의 흐름이 명확하고, 접합상세가 간결하며, 시공성을 향상시킨 신형상 약축접합부를 제안하였다. 실험결과를 통하여 신형상 약축접합부는 기존의 표준약축접합부보다 최대내력이 크게 나타났으며, 또한 연성적으로 거동하는 것으로 나타났다. 여기서 기존의 표준약축접합부는 스칼럽 또는 보이음용접부에서 응력집중으로 인하여 파괴되는 반면에, 신형상 약축접합부는 응력이 집중되는 스칼럽 및 보이음용접부가 없으며, 또한 H형강기둥과 보를 결합하기 위한 용접플레이트의 두께를 자유롭게 조절할 수 있으므로 이러한 차이가 기둥-보접합부의 최대내력 증가 및 연성적 거동에 기여하는 것으로 판단된다.