• 제목/요약/키워드: 힘곡선

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기준 외팔보를 이용한 액체 환경에서 Colloidal Probe의 수평방향 힘 교정 (Lateral Force Calibration of Colloidal Probe in Liquid Environment Using Reference Cantilever)

  • 제영완;정구현
    • Tribology and Lubricants
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    • 제29권3호
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    • pp.160-166
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    • 2013
  • There is an indispensable need for force calibration for quantitative nanoscale force measurement using atomic force microscopy. Calibrating the normal force is relatively straightforward, whereas doing so for the lateral force is often complicated because of the difficulty in determining the optical lever sensitivity. In particular, the lateral force calibration of a colloidal probe in a liquid environment often has a larger uncertainty as a result of the effects of the epoxy, the location of the colloidal particle on the cantilever, and a decrease in the quality factor. In this work, the lateral force of a colloidal probe using a reference cantilever with a known spring constant was calibrated in a liquid environment. By obtaining the spring constant and the lateral sensitivity at the equator of a spherical colloidal particle, the damage to the bottom surface of the colloidal particle could be eliminated. Further, it was shown that the effect of the contact stiffness on the determination of the lateral spring constant of the cantilever could be minimized. It was concluded that this method can be effectively used for the lateral force calibration of a colloidal probe in a liquid environment.

전역 변형을 갖는 활성곡면을 사용한 모델 적합 (Model Fitting using an Active Surface with Global Detormations)

  • 김동근;최증원;황치정
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.792-801
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    • 1997
  • 본 논문에서는 전역 변형을 갖는 활성 곡면을 사용하여 잡음으로 오염된 데이터를 곡면으로 적합하는 알고리즘을 제안하였다. 이것은 2차원 곡선 모델에서 이전에 연구 [11,12]된 알고리즘의 3차원 곡면으로의 확정이다. 제안된 방법에서는 유한 차분을 사용하며, 각 노드점에서 주위의 외부힘을 사용하여 부분적으로 수축 또는 팽챙을 허용하는 balloon 모델[2,3]에 기반으로 진행하는 동안 곡면의 모양을 전역 변형 후의 곡면으로의 전역 변환이 결정적 최소 자승법에 의하여 계산되고, 마지막으로 전역 변환을 변형 전의 곡면에 적용한다. 실험에서 아핀변형을 갖는 활성 곡면을 사용하여 잡음으로 오염된 데이터를 곡면(타원체, B스플라인)으로 적합하였다.

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마이크로 압전 엑츄에이터용 Sol-Gel PZT 박막의 두께 변화에 따른 특성 (Properties of Sol-Gel PZT Thin films with Thickness for Micro Piezoelectric Actuators)

  • 장연태;박준식;김대식;박효덕;최승철
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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    • pp.220-223
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    • 2001
  • Pb가 10% 과잉되고 Zr : Ti = 52 : 48 조성을 갖는 PZT sol이 Pt(3500Å)/Ti(400Å)/SiO₂(3000Å)Si(525㎛)기판 위에 스핀 코팅법으로 반복 코팅된 후, 450℃에서 10분, 650℃에서 2분간 반복 열처리되었다. 이와 같이 다양한 두께로 적층된 박막은 각 시편에 대해 최종적으로 650℃ 30분 동안 어닐링 처리되었다. 제조된 PZT 박막의 두께는 4100Å에서 1.75㎛사이의 4종이었다. 이어서 스퍼터링법으로 Pt전극이 PZT 막 위에 증착되었다. 제조된 PZT 박막의 결정 구조 조사를 위해 XRD, 그리고 미세 구조 및 전기적 특성을 알아보기 위해 FESEM과 P-E 이력 곡선이 각각 관찰되었다. 4100Å에서 1.75㎛까지 두께 증가에 따른 장비상의 포화 이력 한계로 잔류 분극(Pr)값이 25μC/㎠에서 다소 감소되었다. 측정된 X선 회절 결과에서 최초 4회 코팅시 perovskite 결정 구조로 성장한 결정립은 (111)배향이 우세하었으나, 두께가 증가됨에 따라 (111)/(110)값이 감소되었으며, 이를 통해 두께 증가에 따른 (111)배향성이 다소 감소됨을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 제조된 PZT 박막은 큰 힘과 높은 내전압 특성을 갖는 마이크로 압전 액츄에이터에 적용될 수 있을 것으로 생각되었다.

곡선 서스펜션을 사용한 초소형 VCM 포커싱 구동기 개발 (Development of A Small VCM Focusing Actuator Using Curved Suspensions)

  • 신영철;이승엽
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.11-19
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    • 2008
  • This paper proposes small VCM(voice coil motor) type, auto-focusing and zoom actuators for mobile information devices. In order to meet the large output displacement within small height restriction, the proposed auto-focusing actuator adopts curved suspensions, which are similar to a leaf-spring type suspension of optical disk drives. The sensitivity of design parameters on output displacement and dynamic performance is implemented using ANSYS (3D FEM tool) to determine the optimal geometry and stiffness of the curved suspensions. This paper also investigates a new zoom actuator without a suspension supporting a bobbin. The zoom actuator uses a moving rail and a stoper mechanism by generating rotational force at lens holder. Magnetic flux density of the zoom actuator are calculated by both the FEM and permeance method. Experiments using prototypes of the proposed focusing and zoom models show that both actuators meet the required displacement and performance.

A Simple Shell Model Approach to Lattice Dynamics of Cr, Mo, and W

  • Kim, Chang-Hyo;Chang, Jong-Hwa
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제7권2호
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    • pp.107-118
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    • 1975
  • 천이금속을 구성하고 있는 성분 이온을 변형가능한 이온으로 취급함으로써 크로미움, 몰리브데늄 및 텅스텐의 격자진동을 전자각 모텔에 외해 수식화했다. 이 모델은 전하에 대한 두 변수와 다섯 개의 힘상수를 모두 합쳐 7개의 모텔상수를 포함하고 있으며 이들의 수치는 금속의 탄성 계수에 관한 자료와 중성자 산란 실험에 의해 측정된 격자진동의 특성 주파수 값과 일치하도록 하여 결정했다. 한편 전자각 모델은 Cr, Mo 및 W등 세 금속의 성파 확산곡선, 주파수 분포함수 및 비열을 계산하는데 응용하였고 그 결과를 실험치와 비교하였다. 이로부터 전자각 모델로도 천이금속의 격자진동에 대한 특성을 만족스럽게 설명할 수 있다는 것을 알아내었다. 또한 다른 격자 모델과의 비교를 통하여 전자각 모델의 유용성을 검토했다.

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염장과정 중 무의 조직감과 이와 관련된 화학적, 효소활성 변화 (Changes in Textural Properties of Korean Radish and relevant Chemical, Enzymatic Activities during Salting)

  • 이희섭;이귀주
    • 한국식생활문화학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.267-274
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    • 1993
  • 무의 염장과정 중 소금의 침투량, 담금액의 pH와 산도 및 조직감의 변화와 이와 관련된 화학적 변화, 효소활성 변화를 알아보고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 3%와 10% 소금용액에서 생무와 열처리한 무를 담구어 4일간 저장하였을 때, 무 조직 내의 소금농도는 2일까지는 빠르게 증가하였으며 침투속도는 10% 소금용액에서 더욱 컸으며 열처리구에서 더 높았다. 2. 무의 염장과정 중 담금액의 pH는 낮아지고 산도는 증가하여 염장 10일째에 pH는 3.45, 산도는 0.52%를 나타내었다. 3. 힘-거리곡선의 형태는 생무의 경우, 파열점(a)과 최대 압착변형점(c)이 일치하거나 a 이후에 더 큰 c가 나타나서 positive slope을 갖는 곡선이 주종을 이루나, 염장한 무는 a와 c가 일치하면서 특징적인 하나의 peak만을 나타내거나 혹은 a 이후에 최대변형력이 작아지면서 negative slope의 곡선이 주로 나타났다. 또한, 염장이 진행됨에 따라 무의 peak 수는 점차 줄어들었다. 압착시험, 침투관통시험 및 절단시험을 통하여 무의 조직감 변화를 측정한 결과, 무의 압착변형력은 염장과정 중 전반적으로 감소하였다. 크기가 다른 탐침을 이용하여 침투관통시험을 행한 결과, 전반적으로 침투관통력은 감소하였으며 탐침의 직경이 클수록 침투관통력은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 절단력은 염장과정 중 증가하였다. 이로부터 염장과정 중 무의 견고성은 감소하였으며 무의 질긴정도(toughness)는 증가하는 것으로 생각된다. 4. AIS로부터 펙틴질을 분획하여 그 함량을 측정한 결과, 염장과정 중 HWSP 함량과 HXSP 함량은 증가하였으며 HClSP 함량은 감소하였다. 5. 염장과정 중 효소 활성의 변화는 발효 4일째까지 증가하다가 감소하였으며 무 염장액에서보다 무 고형분에서의 PG 활성이 크게 나타났다. PE 활성은 염장과정 중 무 고형분과 무 염장액에서 계속 감소하였다. 한편, Cx-cellulase은 염장 초기에는 거의 활성을 나타내지 않았으나 염장 2일째부터 활성이 나타나기 시작하였다.

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수종의 니켈-티타늄 폐쇄형 코일 스프링의 하중-변위 특성 및 소성 변형 비교 (Load-deflection characteristics and plastic deformation of NiTi closed coil springs)

  • 손아영;임성훈
    • 대한치과교정학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.310-319
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    • 2009
  • 폐쇄형 니켈-티타늄 코일 스프링은 탈부하 과정에서 힘이 거의 일정하게 유지되는 초탄성을 보이는 것으로 알려져 있으나, 각 제조사에 따른 니켈-티타늄 스프링의 실제 특성에 대한 보고는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 수종의 폐쇄형 니켈-티타늄 코일 스프링들의 하중-변위 특성과 소성 변형에 대해 비교하고 임상적으로 적용 가능한 신장 범위에 대해서 알아보고자 하였다. 다섯 개 제조회사에서 생산된 일곱 종의 폐쇄형 니켈-티타늄 코일 스프링을 각 종류별로 2 mm, 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm로 신장시켜 하중-변위 곡선을 얻은 후 같은 길이로 4주간 유지시킨 후 다시 하중-변위 곡선을 얻었다. 실험 결과 Sentalloy (Tomy, Tokyo, Japan), Jinsung (Jinsung, Seoul, Korea)은 모든 범위에서 초탄성을 나타내며 영구변형도 1 mm 이하로 작아 가장 바람직한 물성을 보였다. 반면 Ni-Ti (Ormco, Orange, CA, USA)는 10 mm부터 초탄성 구간을 보였는데, 이는 이러한 스프링을 적용 시에는 10 mm 이상 신장시켜야 초탄성 성질을 활용할 수 있다는 것을 의미한다. Orthonol (RMO, Denver, CO, USA)과 Nitanium (Ortho Oganizers, San Marcos, CA, USA)은 초탄성을 보이지 않았다. 4주 동안 신장 후의 소성 변형 정도를 측정한 결과 25 mm 이내의 신장 범위에서는 1 mm 이하의 소성 변형만이 나타났다. 폐쇄형 니켈-티타늄 코일 스프링의 초탄성 성질은 제조사에 따라 다양하게 나타났으므로, 임상 적용 시 이를 고려하는 것이 바람직하다.

중층트롤 어구의 그물저항과 전개판 간격 (Fluid Drag of a Trawl Net and Otter Board Spread in a Midwater Trawl)

  • 박해훈;윤갑동
    • 한국수산과학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.238-244
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    • 2001
  • 중층트롤 어구의 유체저항을 구하거나 전개판의 간격을 구하는 것은 어구설계나 어로작업에 유용하다. 본 논문에서는 끌줄에 관해 신장을 포함하여 간이해석적 (semi-analytic)으로 푼 3차원해석을 이용하여 중층트롤 어구의 끌줄에 적용시키고, 줄의 형상에 대해 기존의 직선이라는 가정은 실제로 이루는 곡선과는 차이가 있기에, 여기서는 줄의 형상을 곡선 형태로 도입하였는데, 날개그물 끝에서 후릿줄, 뜸$\cdot$발줄 및 (자루그물의) 힘줄에 미치는 세 힘의 합력을 역학적으로 고려하여 어구의 유체저항을 구한 방법을 나타낸 것으로서. 이때 전개판 (OB) 뒤쪽의 후릿줄 (hand rope), bridle 및 뜸 (발)줄의 형상을 곡선인 $y_{r}=Ax_{r}^{B}$의 형태 (B=2이면 포물선 (parabola)임)로 가정하였다. 기존의 중층트롤의 실험자료에서 끌줄의 길이가 100m인 경우에 예망속도의 변화에 따른 여러가지 측정값을 이용하여 트롤어구의 유체저항을 구하는 새로운 방법을 제시하였는데, 10매로 구성된 망지의 유체저항 ($R_{n}(kg)$)과 유속 (V)과의 관계는$1.34 범위에서 $R_{n}=1204.6\;V_{(m/s)}^{1.99}$ 관계가 있었다. 여기에서 제안한 방법을 이용하면 트롤어구의 그물만의 유체저항을 직접적으로 구할 수 있다.

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니켈-티타늄 와이어의 열처리에 따른 부하-변위 특성 변화 (Effects of heat treatment on the load-deflection properties of nickel-titanium wire)

  • 장수호;김광원;임성훈
    • 대한치과교정학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.349-359
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    • 2006
  • 니켈-티타늄 합금은 높은 spring-back성질, 초탄성 효과, 형상기억 효과 등의 장점을 가지고 있으나 성형이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 니켈-티타늄 와이어의 굴곡을 위한 열처리 시에 나타나는 부하-변위 곡선의 변화 및 상전이 온도 변화와 같은 물성 변화 양상을 조사하고자 하였다. 수종의 니켈-티타늄 와이어를 열처리를 시행하지 않은 군, 전기저항 열처리 장치를 이용하여 와이어 단면적에 따라 제조회사에서 권장하는 전류를 기초로 하여 $00.016"\;{\times}\;00.022"$ (5 A, 7 sec), $0.018"\;{\times}\;0.025"$ (6 A, 7 sec) 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ (7 A, 8 sec) 와이어를 열처리만 시행한 실험군, 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군 그리고 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군으로 분류하여 3점 굴곡 실험과 시차주사열량측정을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $0.016"\;{\times}\;0.022"$, $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ 니켈-티타늄 와이어에서 굴곡을 부여하지 않고 열처리만 시행한 실험군이 열처리를 시행하지 않은 대조군에 비해 부하-변위 곡선이 상방 이동되어 초탄성 현상에 의한 평탄역(loading and unloading plateau)의 힘이 더 증가되었다. $0.016"\;{\times}\;0.022"$, $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ 와이어에서 열처리만 시행한 실험군이 열처리를 시행하지 않은 군보다 더 낮은 austenite finish ($A_f$) 온도를 보였다. $0.018"\;{\times}\;0.025"$$0.0215"0.028"$ 와이어에서 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군은 열처리만 시행한 실험군과 열처리를 시행하지 않은 대조군에 비해 부하-변위 곡선이 상방 이동되었으며, 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 높은 부하-변위 곡선을 나타냈다. $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ 와이어에서 $A_f$ 온도는 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 낮게 관찰되었고 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군, 열처리만 시행한 실험군 그리고 열처리를 시행하지 않은 대조군 순으로 높게 관찰되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 임상에서 니켈-티타늄 합금 와이어에 굴곡을 부여하기 위해 열처리하는 경우 초탄성 특성은 유지될 수 있으나, 부하-변위 곡선의 상방 증가가 나타나므로, 와이어에 의한 교정력이 증가될 수 있음에 유의하여야 한다.

CT상의 HU 수치에 따른 상악골 전방견인 효과의 유한요소 분석 (Stress distribution following face mask application using different finite element models according to Hounsfield unit values in CT images)

  • 정동화
    • 대한치과교정학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.412-421
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    • 2006
  • 유한요소분석의 결과는 표현된 물성과 구조, 유한요소의 밀도, 그리고 경계 및 하중조건에 의존하게 된다. 상악견인장치의 사용에 있어 상악의 실제 구조와 밀도를 물성으로 반영하여 새로이 개선된 유한요소 모텔과 기존의 방식을 따른 유한요소 모델을 비교하였다. 연구에서 대상이 된 환자는 13세 6개월된 남자 환자였으며 전산화단층사진 촬영으로 얻은 DICOM 영상정보를 개인용 컴퓨터로 옮긴 후 3차원 영상프로그램을 이용하여 3차원 입체영상을 제작하였다. CT상에서 Gray scale을 표현하는 수치인 Hounsfield unit (HU)값을 이용하여 24단계의 물성을 가진 모델(모델1)과 고전적인 방법에 따라 2가지의 물성만을 가진 모델(모델2)을 구성하였다. FH plane하방 $45^{\circ}$ 방향에서 500g의 힘으로 견인하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 관골하 능선 후방에 있는 상악골의 부위는 전방부보다 더 넓고, 낮은 밀도를 가진 해면골로 구성되어 있었다. 따라서 같은 견인력을 적용하였음에도 24개의 물성을 가진 모델1의 제1소구치가 모델2의 제1소구치보다 전방과 하방으로의 더 많은 이동이 가능했다. 이에 대한 반응으로, 상악골은 시상면과 전두면상에서 휘어졌고, 소구치를 포함한 전방부위의 상악골이 아래 방향으로 움직이게 되었다. 고전적인 방법의 2개의 물성을 이용한 모델의 경우, 제1소구치 골 주위에서의 전하방 이동이 작게 나타났으며 상악결절 부위에서는 상방으로의 이동양상을 보여 결과적으로 이 모델에서는 상악 제1대구치의 전방을 중심으로 시계방향의 회전을 보여 주었다. 따라서 물성 지정의 차이에 따라 유한 요소분석의 결과에 차이를 보였으며 HU 값을 이용했을 때 좀 더 역학적 구조가 잘 표현해 내리라 고려된다.drilling microscrew implants가 더 많은 골접촉을 보였으나 5주에서는 두 군사이에 차이가 관찰되지 않았다. 이 결과는 두 방법이 모두 microscrew implant의 식립에 사용될 수 있음을 시사하나 self-tapping microscrew implants의 경우 초기에는 약한 힘을 가하는 것이 좋을 것으로 생각된다. 와이어에서 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군은 열처리만 시행한 실험군과 열처리를 시행하지 않은 대조군에 비해 부하-변위 곡선이 상방 이동되었으며, 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 높은 부하-변위 곡선을 나타냈다. $0.018"\;{\times}\;0.025"$ 그리고 $0.0215"\;{\times}\;0.028"$ 와이어에서 $A_f$ 온도는 열처리 시간을 1초 증가시켜 굴곡을 부여한 실험군에서 가장 낮게 관찰되었고 열처리를 시행하여 굴곡을 부여한 실험군, 열처리만 시행한 실험군 그리고 열처리를 시행하지 않은 대조군 순으로 높게 관찰되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 임상에서 니켈-티타늄 합금 와이어에 굴곡을 부여하기 위해 열처리하는 경우 초탄성 특성은 유지될 수 있으나, 부하-변위 곡선의 상방 증가가 나타나므로, 와이어에 의한 교정력이 증가될 수 있음에 유의하여야 한다. $day^{-1}$인 인공습지), scenario 2(면적 4.2ha인 저류지)가 각각 연평균 6.9%, 4.8%, 7.1%의 감소를 보였다. TN은 4.7%, 3.4%, 13.4%의 삭감율을 나타내었으며, TP는 5.6%, 3.9%, 7.3%의 삭감율을 나타내었다. 본 연구에서는 적용하지 못하였으나, 인공습지와 저류지의 적절한