• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제40권4호
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• pp.237-244
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• 2010

This study investigated basic material properties and compressibility of commonly used pharmaceutical excipients. Five classes of excipients are selected including starch, lactose, calcium phosphate, microcrystalline cellulose (MCC), and povidone. The compressibility was evaluated using compression parameters derived from Heckel and Kawakita equation. The Heckel plot for lactose and dicalcium phosphate showed almost linear relationship. However, for MCC and povidone, curves in the initial phase of compression were observed followed by linear regions. The initial curve was considered as particle rearrangement and fragmentation and then plastic deformation at the later stages of the compression cycle. The Kawakita equation showed MCC exhibited higher compressibility, followed by povidone, lactose, and calcium phosphate. MCC undergoes significant plastic deformation during compression bringing an extremely large surface area into close contact and facilitating hydrogen bond formation between the plastically deformed, adjacent cellulose particles. Lactose compacts are consolidated by both plastic deformation and fragmentation, but to a larger extent by fragmentation. Calcium phosphate has poor binding properties because of its brittle nature. When formulating tablets, selection of suitable pharmaceutical excipients is very important and they need to have good compression properties with decent powder flowability. Material properties tested in this study might give a good guide how to select excipients for tablet formulations and help the formulation scientists design the optimum ones.

• 한국안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.14-19
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• 2005

One area in which composites have been used rather extensively is for fabricating pressure vessel. These structures can be readily manufactured by filament winding, which is, as far as composite fabrication techniques are concerned, a relatively inexpensive method for producing composite structures. Unfortunately, the higher strength material and fabrication costs are not the only disadvantages of fiber-reinforced polymer composites when they are compared to metals. Additionally, these materials tend to exhibit brittle behavior. This is of particular concern when they are subjected to a low-velocity impact during routine handling a significant amount of structural damage can be introduced into the composites. The goals of this paper are to understand the impact damage behavior and identify the effect of surface coating materials on impact resistance in filament wound composite pressure vessels. For these, a series of low velocity impact tests was performed on specimens cutting from the full scale pressure vessel by the instrumented impact testing machine. The specimens are classified into two types with and without surface protective material. The visualization for impact damage is made by metallurgical microscope. Based on the impact force history and damage, the resistance parameters were employed and its validity in identifying the damage resistance of pressure vessel was reviewed. As the results, the impact resistance of the filament wound composites and its dependency on the protective material were evaluated quantitatively.

• Steel and Composite Structures
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• 제25권6호
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• pp.639-648
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• 2017

Fracture energy values KV have been measured on cast steel, used in the container manufacture, by instrumented Charpy impact testing. This material has a large ductility on the upper transition region at $+20^{\circ}C$ and a ductile tearing with an expended plasticity before a brittle fracture on the lower transition region at $-20^{\circ}C$. To assess the fracture toughness of this material we use, the $K_{IC}$-KV correlations to measure the critical stress intensity factor $K_{IC}$ on the lower transition region and the dynamic force - displacement curves to measure the critical fracture toughness $J{\rho}_C$, the essential work of fracture ${\Gamma}_e$ on the upper transition region. It is found, using the $K_{IC}$-KV correlations, that the critical stress intensity factor $K_{IC}$ remains significant, on the lower transition region, which indicating that our testing material preserves his ductility at low temperature and it is apt to be used as a container's material. It is, also, found that the $J_{\rho}-{\rho}$ energetic criterion, used on the upper transition region, gives a good evaluation of the fracture toughness closest to those found in the literature. Finally, we show, by using the ${\Gamma}_e-K_{IC}$ relation, on the lower transition region, that the essential work of fracture is not suitable for the toughness measurement because the strong scatter of the experimental data. To complete this study by a numerical approach we used the ANSYS code to determine the critical fracture toughness $J_{ANSYS}$ on the upper transition region.

• 소성∙가공
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• 제27권6호
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• pp.370-378
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• 2018

Cold forging, carried out at room temperature, leads to high dimensional accuracy and excellent surface integrity as compared to other forging methods such as warm and hot forgings. In the cold forging process, WC-Co (Tungsten Carbide-Cobalt) alloy is the mainly used material as a core dies because of its superior hardness and strength as compared to other structural materials. For cold forging, die life is the most significant factor because it is directly related to the manufacturing cost due to periodic die replacement in mass production. To investigate die life of WC-Co alloy for cold forging, mechanical properties such as strength and fatigue are essentially necessary. Generally, uniaxial tensile test and fatigue test are the most efficient and simplest testing method. However, uniaxial tension is not efficiently application to WC-Co alloy because of its sensitivity to alignment of the specimen due to its brittleness and difficulty in thread machining. In this study, shape of specimen, tools, and testing methods, which are appropriate for uniaxial tensile test for WC-Co alloy, are proposed. The test results such as Young's modulus, tensile strength and stress-strain curves are compared to those in previous literature to validate the proposed testing methods. Based on the validation of test results it was concluded that the newly developed testing method is applicable to other cemented carbides like Titanium carbides with high strength and brittleness, and also can be utilized to carry out fatigue tests for further investigation on die life of cold forging.

• 대한심미치과학회지
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• 제25권2호
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• pp.98-108
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• 2016

전통적인 Metal-ceramic 보철 제작 방식으로부터 All-ceramic 보철에 이르기까지 최근 신소재 개발에 영향을 주는 가장 큰 요인은 심미적인 욕구일 것이다. 우리가 사용하는 각각의 치과용 수복 재료는 재료 별로 강도, 인성, 기계 가공의 효율성 및 사용에 필요한 다양한 과정을 기반으로 임상에서 다양하게 사용되고 있다. 예를 들어 Glass ceramic과 같은 단일 소재의 경우 약한 물성을 고려하여 주로 싱글 크라운과 같은 간단한 보철에 사용하고 있으며 상대적으로 높은 파괴 인성을 가진 지르코니아 재료의 경우 싱글 크라운은 물론 브릿지의 제작에도 널리 사용하고 있다. 하지만 지르코니아 재료는 제작 과정에서 긴 Sintering 시간을 필요로 하므로 Chair side에서 빠른 보철물 제작에 쉽지 않은 부분이 있으며 주로 Lab. side에서 사용하고 있다. CAD / CAM 시스템을 이용하여 보철물을 제작하는 용도로 개발 된 Hybrid ceramic 소재는 Resin Nano Hybrid Ceramic이라고도 하며, 개선 된 물성을 포함한 나노 세라믹 요소를 기반으로 하고 있다. 이러한 특징들은 심미적이며 기능적인 보철물의 제작이 용이한 과정과 결과를 보이고 있으며 동시에 향상된 내구성을 바탕으로 보철물의 제작 과정에 유리한 조건들을 가지고 있다. 새로운 Nano Hybrid Ceramic 재료는 Composite Resin과 Glass ceramic과 같은 단일 소재들이 가진 장점들을 이용하여 술자들의 요구사항을 바탕으로 오랜 연구를 통해 개발된 치과 수복 아이템이며 Nano ceramic filler가 혼합된 구조로 되어있어 치과 수복용 복합소재로서 널리 사용하고 있다. 또한 Nano Hybrid Ceramic소재는 Composite resin의 가공 과정에서 쉽게 파절되지 않는 개선된 물성과 Glass ceramic이 가진 심미성 동시에 포함하고 있는 것이 특징이다. 따라서 Chair side와 Lab. side에서 CAD/CAM 시스템을 이용하여 보철물을 제작할 때 임상적용이 쉽고 유용한 장점을 가지고 있어 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.301-307
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• 2015

결합 기반 페리다이나믹 모델을 통해 다양한 동적취성파괴 현상을 해석할 수 있었지만, 결합 기반 모델은 다양한 재료 구성 모델을 표현하는데 여러 한계를 보여왔다. 특히 결합 기반 모델은 각 결합들이 서로 독립적으로 작용하도록 가정하였기 때문에 3차원 모델에서 포아송비가 1/4로 고정되며 전단 변형이 표현되지 못하고 체적 변형만이 모사되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 상태 기반 페리다이나믹 모델을 통한 동적취성파괴 해석을 제시한다. 상태 기반 모델은 일종의 일반화된 페리다이나믹 모델로서 일반적인 재료 구성모델로부터 직접 페리다이나믹 재료 모델을 구성한다. 또한 연결된 모든 결합의 변형을 통해 각 절점의 재료 응답이 결정되기 때문에 체적 및 전단 변형이 모두 표현된다. 본 논문에서는 선형 탄성체에 대해서 상태 기반 평면 응력 페리다이나믹 모델을 소개하고 상태 기반 모델에 적합한 손상 모델에 대해 논의한다. 페리다이나믹 비국부 영역을 축소시키는 $\delta$-수렴성 연구를 통해 동적파괴 모델을 검증하고 상태 기반 모델이 동적 균열 전파를 모델링하는데 적합함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.396-402
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• 2021

철근콘크리트 휨부재 단면은 휨강도를 확보함과 동시에 연성을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다. 설계기준에서는 연성거동을 확보하기 위해 철근비나 중립축 깊이를 제한한다. 균형철근비 보다 적은 철근량이 배치된 단면은 연성이 확보되므로 균형철근비는 이론적인 최대철근비가 된다. 그러나 너무 적은 양의 철근량이 배치된 단면은 연성 거동과 관계 없이 균열 휨모멘트를 만족하지 못하고 취성 파괴될 수 있다. 또한, 최근 들어 고강도 재료의 사용이 증가함에 따라 최소철근비로 설계된 부재의 설계도 증가하고 있다. 이에 설계기준에서는 최소철근량에 대해서도 규정하고 있다. 콘크리트구조기준(2012)에서는 최소철근량에 대하여 철근과 콘크리트 강도의 항으로 직접적으로 규정하였다. 그러나 개정된 콘크리트구조 학회기준(2017)에서는 설계 휨강도와 균열 모멘트 사이의 관계를 통해 최소철근량을 간접적으로 제시하고 있다. 이는 피복두께에 대한 영향을 반영할 수 있지만, 재료 모델에 대한 정의가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 콘크리트구조기준(2012)과 콘크리트구조 학회기준(2017)의 최소철근량에 대한 규정을 비교 검토하고, 다양한 해석 변수를 통해 최소철근량의 변화를 검토하여 합리적인 최소철근량 검토 방안에 대하여 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.78-85
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• 2023

이 연구는 하이브리드 섬유시트를 이용하여 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조성능평가에 관한 연구이다. 내진보강 공법은 보강이 필요한 노후 콘크리트 구조물에 아라미드섬유와 PET섬유를 일축으로 배열하여 직조한 하이브리드 섬유시트를 에폭시로 함침하고, 이를 구조물에 부착시켜 보강 구조물의 내하력을 증진시키는데 그 목적이 있다. 특히, 강재보다 가벼운 섬유를 사용함으로써 얻어지는 재료의 경량화뿐만 아니라, 사용된 섬유 중 저강도 고인성의 섬유요소가 고강도 저인성 섬유요소의 취성적 파괴를 지연시켜 기존의 섬유보강 공법과 비교해 안전성 측면에서 우수하다. 연구는 구조실험과 그 결과에 대한 구조성능평가로 진행되었다. 총 4개의 실험체는 하이브리드 보강방법 및 파괴모드를 주요변수로 계획하였으며, 실험체 크기 및 가력조건 등은 기존연구에서 수행한 실험결과와 비교가 가능하도록 계획하였다. 실험체의 구조성능은 에너지소산능력, 연성평가등을 사용하여 평가하였다. 다음과 같은 분석을 통하여 하이브리드 섬유시트의 보강하였을 때 우수한 성능 결과를 보일 수 있다는 결론은 얻었다.

• KIEAE Journal
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• 제15권1호
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• pp.139-146
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• 2015

This is an experimental study on the engineering characteristics of perforated reinforced concrete beams with shells. In the material matter of this study, the water cement ratio put 60%, the ratio of substitution of oyster shells to fine aggregate 30%. And in the structural matter, the form of opening put circle and square, the size of opening as the radius and the length of it changed from one to three times of the beam depth with a change presence and absence of reinforced steel around opening. All thirteen reinforced concrete beam tests composed one standard beam and twelve six beams with the circle and square opening were tested in shear strength under two points loading and compared and analyzed the characteristics of test beams under the same conditions one another. The results of the study showed as followed. 1) The initial crack load value of the opening test beams is similar the standard beam but the maximum load value decreased with increase in proportion of the opening size, in the square opening than the circle opening and in the absence than the presence of reinforced steel. 2) As the difference between the circle opening and the square opening beams is represented 2.17~9.8% in the maximum load value and the load capacity of the square opening suddenly decrease than it of the circle opening, it is judged because of the shortage of concrete section, the concentration of the stress in the corner of the square opening and material influence of shell substitution. 3) The failure figure such as the pattern of the crack and so on is represented brittle failure as the opening size is the bigger and the ratio of substitution is higher because of the lack material properties.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.53-61
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• 2015

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the SDAR (solvent deasphaltene residue), which is obtained from the solvent deasphalting (SDA) process, as a pavement material. METHODS : The physical properties of the SDAR were evaluated based on its chemical composition, and asphalt mixtures with the SDAR were fabricated and used for the evaluation of mechanical properties. Firstly, the chemical composition of SARA (saturate, aromatic, resin and asphaltene) was analyzed using the TLC-FID (thin-layer chromatography-flame ionization detector). Moreover, the basic material properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the penetration test, softening point test, ductility test, and PG (performance grade) grade test. The rheological properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the dynamic shear modulus ($G^*$) obtained using the time-temperature superposition (TTS) principle. Secondly, the mechanical properties of the asphalt mixtures with the SDAR were evaluated. The compactibility was evaluated using the gyratory compacter. Moreover, the tensile strength ratio (TSR) was used for evaluating the moisture susceptibility of the asphalt mixtures (i.e., susceptibility to pothole damage). The dynamic modulus $E^*$, which is a fundamental property of the asphalt mixture, obtained at different temperatures and loading cycles, was used to evaluate the mechanical properties of the asphalt mixtures. RESULTS AND CONCLUSION : The SDAR shows stiffer and more brittle behavior than the conventional asphalt binder. As the application of the SDAR directly in the field may cause early failures, such as cracks on pavements, it should be applied with modifiers that can favorably modify the brittleness property of the SDAR. Therefore, if appropriate additives are applied on the SDAR, it can be used as a pavement material because of its low cost and strong resistance to rutting.