콘크리트 충전강관을 이용한 교량은 새로운 형식의 교량 형태이다. 강관을 이용한 교량을 적용하는데 있어서 가장 중요한 것은 이음부의 설계이다. 이 논문에서는 축하중을 받는 충전강관 N형 이음부에서 현재는 충전강관으로 브레이스는 강관으로 구성된 이음부의 특성을 범용 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 충전강관 이음부의 핫스폿 응력을 결정하는 기하학적 인자 중, 용접 각장길이, 현재의 직경, 브레이스의 두께에 따른 핫스폿 응력의 차이점을 비교하였다. 또한 충전강관 N형 이음부에서 사재의 각도와 수직재와 사재사이의 거리를 변수로 하여 유한요소해석을 수행하였으며, 현재에 충전된 콘크리트의 강도의 변화에 따른 이음부의 핫스폿 응력 특성을 살펴보았다.
To investigate the seismic behavior of steel slag self-stressing concrete-filled circular steel tubular (SSSCFCST) columns, 14 specimens were designed, namely, 10 SSSCFCST columns and four ordinary steel slag (SS) concrete (SSC)-filled circular steel tubular (SSCFCST) columns. Comparative tests were conducted under low reversed cyclic loading considering various parameters, such as the axial compression ratio, diameter-thickness ratio, shear-span ratio, and expansion ratio of SSC. The failure process of the specimens was observed, and hysteretic and skeleton curves were obtained. Next, the influence of these parameters on the hysteretic behavior of the SSSCFCST columns was analyzed. The self stress of SS considerably increased the bearing capacity and ductility of the specimens. Results indicated that specimens with a shear-span ratio of 1.83 exhibited compression bending failure, whereas those with shear-span ratios of 0.91 or 1.37 exhibited drum-shaped cracking failure. However, shear-bond failure occurred in the nonloading direction. The stiffness of the falling section of the specimens decreased with increasing shear-span ratio. The hysteretic curves exhibited a weak pinch phenomenon, and their shapes evolved from a full shuttle shape to a bow shape during loading. The skeleton curves of the specimens were nearly complete, progressing through elastic, elastoplastic, and plastic stages. Based on the experimental study and considering the effects of the SSC expansion rate, shear-span ratio, diameter-thickness ratio, and axial compression ratio on the seismic behavior, a peak displacement coefficient of 0.91 was introduced through regression analysis. A simplified method for calculating load-displacement skeleton curves was proposed and loading and unloading rules for SSSCFCST columns were provided. The load-displacement restorative force model of the specimens was established. These findings can serve as a guide for further research and practical application of SSSCFCST columns.
지속적으로 증가하는 세계적인 전력수요로 인해 고전압 해저케이블 수요도 증가하고 있다. 해저케이블은 고가의 제작 비용과 높은 단가의 포설 비용 등이 해결되어야 할 부분 중 하나이다. 해양 환경에 노출된 해저케이블은 파랑 및 해류 등의 외력들에 의해 케이블 손상이나 사고 시에는 높은 유지 보수 비용 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 해저케이블은 다양한 종류의 보호 기자재를 통해 해저 환경의 불확실성에 대비하고 있다. 본 연구에서는 대표적인 보호 기자재인 피기백 클램프(PBC)와 클램프에 사용되는 스트랩(strap)을 대상으로 해석적 방법을 통해 휨 성능을 살펴보았다. 피기백 클램프의 구조적 성능 검토를 위해 유연 보호 튜브의 최대 굽힘 모멘트 기준치인 15 kN·m 값을 토대로 휨 성능을 분석하였다, 그 결과, 피기백 클램프 및 strap의 굽힘 모멘트에 대한 휨 성능이 확보되었음을 확인할 수 있었다.
Giomer는 글라스 아이오노머의 불소 유리 능력과 복합 레진의 물리적 성질을 동시에 가지고 있는 새로운 형태의 치과용수복 재료로 소개되고 있다. 그러나, 최근에 시판되고 있는 giomer의 실제 불소 유리 수준과 지속적인 불소 유리에 따른 물성 저하에 관한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 giomer의 시간 경과에 따른 불소 유리량과 미세경도를 측정하고 기존에 소개된 불소 유리 수복재료인 레진 강화형 글라스 아이오노머 및 컴포머와 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 복합 레진을 제외한 모든 수복재에서 불소 유리가 관찰되었으며 첫째 날 유리량이 가장 높았고 이후 급격히 감소하여 7일 후부터는 완만하게 유지되는 양상을 보였다. 2. 31일간 누적 불소 유리량은 III군(레진 강화형 글라스 아이오노머)에서 57.941 ppm으로 가장 높았으며 II군(컴포머)에서 14.643 ppm, I군(giomer)에서 2.957 ppm 순으로 높은 유리량을 보였다. 3. 수복재의 미세경도는 IV군(복합 레진)에서 가장 높았으며 I군, II군, III군 순으로 높게 측정되었다. 4. 시간 경과에 따라 미세경도는 7일째 소폭 상승하였다가 31일째 다소 감소하는 양상을 보였으나 1일째와 비교시 차이는 없었다(p>0.05). 이번 연구 결과, giomer(Beautifil II)는 컴포머(F2000 Compomer)에 비하여 낮은 불소 유리량과 유사한 미세경도를 보였다.
해송이버섯 분말의 암세포성장억제효과의 증진을 위한 성분의 추출조건을 최적화하기 위하여 반응표면분석법을 사용하였다. 중심합성계획에 따라 추출조건의 독립변수(추출온도, 추출시간, 용매비)와 이에 따라 영향을 받는 수율과 추출물의 단백질 함량을 종속변수로 설정하였다. 수율과 단백질 함량이 높은 조건을 충족시키는 최적조건은 추출온도 $51.3^{\circ}C$, 추출시간 8.2시간, 그리고 추출용매비는 46.7 mL/g 으로 나타났다. 최적조건에서 추출되어진 조추출물을 이용하여 알코올을 이용하여 침전한 후 dialysis tube를 이용하여 저분자물질을 제거하여 조다당체를 얻었으며 조다당체를 이용하여 이온교환수지를 이용하여 산성다당체와 중성다당 체를 얻어 각각의 다당체의 암세포성장억제효과를 알아보았다. 위암세포주 AGS에는 산성다당체가 0.5 mg/mL의 농도에서 73.97%로 가장 높은 세포증식억제효과를 보였으며 간암세포주 HepG2에는 조다당체가 0.5 mg/mL의 농도에서 82.45%로 가장 높은 효과를 보였다. 그러나 결장암세포주 SW480에서는 모든 분획의 시료가 20%미만의 세포성장 억제효과를 보였다.
고분자 기지에 희석제의 첨가로 CNT 및 CB 입자의 분산성 향상 및 연질의 전극을 만들고자하였다. 희석제, CNT 및 CB 함유량에 따른 연질 전극재료의 전기적 및 기계적 특성을 평가하였다. 전극재료로서 최적의 혼합조건은 기지 (KE-12)를 기본으로 희석제 80, CNT 3.5 그리고 CB 18 (phr)이었다. 이때의 비저항 값은 73 (${\Omega}{\cdot}cm$)이었고, 인장강도와 인장탄성율 그리고 신장율은 각각 0.45 MPa, 0.21 MPa, 184%였다. 또한 최적화된 전극과 탄성체를 이용하여 간단한 구조의 구동기를 제작하여 그 특성을 평가하였다. 작동 전압 25 kV에서 탄성체 KE-12는 2.24 mm의 변위가 발생되었고, 희석제가 50 (phr) 혼합된 KE-12는 4.05mm의 변위가 발생되었다. 희석제 50 (phr) 혼합된 KE-12는 3M의 4910과 같은 탄성계수를 나타내지만, 더 높은 변위를 보였다. 동일한 재료 (KE-12)의 전극과 탄성체로 제작된 구동기는 피로수명 및 응용에 많은 장점이 있을 것으로 보인다.
이 연구에서는 기존에 수행된 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용 가능한 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합상세의 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 해당 상세는 복합구조를 기반으로 함으로써 기둥 내에는 각관을 보유하고 있으며 보에는 강판이 매입되어 있는 복잡한 단면을 보유하고 있다. 또한 콘크리트와 강재뿐만 아니라 ECC라는 새로운 재료를 사용함에 따라 요소의 선택 및 재료모델의 결정에 대한 방법론을 제시하였다. 비선형 유한요소해석은 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었으며 요소 및 재료 모델은 ABAQUS에서 제공하는 모델들을 사용하였다. 비선형 유한요소해석 결과 기 수행되었던 실험 결과에 유사하거나 보수적으로 평가함으로써 변수분석에 사용할 수 있을 것으로 판단하였다. 구축된 유한요소해석 모델을 통해 해당 상세의 성능에 대한 압축력의 영향, 휨강도비의 영향에 대해 분석하였다. 압축력의 경우 기둥 압축강도의 10~20%에서 가장 좋은 성능을 발휘할 수 있었으며, 휨강도비 1.2 이상에서 기둥의 항복 없이 보의 소성힌지를 유도할 수 있음을 확인하였다.
연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.
연구목적: 이 연구는 2종의 전부식 접착제와 4종의 자가부식 접착제를 이용하여 유동성 레진을 법랑질에 접착할 경우, 접착제에 따른 미세전단 결합강도와 파절양상을 비교하기 위하여 시행하였다. 연구 재료 및 방법: 발거된 60개의 대구치 치관의 법랑질을 이용하였고, 사용된 접착시스템의 종류에 따라 6개의 군; OS 군(One-Step), SB 군(Single Bond), SE 군(Clearfil SE Bond), TY 군(Tyrian SPE와 One-Step Plus), AP 군(Adper prompt L-Pop), GB 군(G-Bond)으로 분류하였다. 각 군의 법랑질 표면에 배정된 접착시스템을 적용한 후, Tygon tube를 이용하여 법랑질 표면에 유동성 레진(Filtek Z 350 flowable resin)을 접착하였다. 각 군의 미세전단 결합강도를 측정한 후 주사전자현미경하에서 파절양상을 비교하였다. 결과: 1. SB 군의 결합강도는 다른 모든 군보다 통계학적으로 높게 나타났고, GB 군의 결합강도는 다른 모든 군의 결합강도 보다 통계학적으로 낮게 나타났다(p < 0.05). 2. OS 군과 SE 군 및 AP 군의 결합강도는 SB 군보다 낮게 나타났지만, TY 군과 GB 군보다 통계학적으로 높게 나타났다(p < 0.05). 3. TY 군의 결합강도는 GB 군보다 통계학적으로 높게 나타났다(p < 0.05). 4. 접착성 파절은 TY 군과 GB 군에서 가장 많이 나타났고, 혼합파절은 SB 군과 SE 군에서 가장 많이 나타났으며, 응집성 파절은 OS 군, SB 군, SE 군 및 AP 군에서 각각 1개씩 나타났다. 결론: 접착 단계가 같은 접착시스템이라 해도 법랑질에 대한 유동성 레진의 미세전단 결합강도는 서로 다르게 나타났다.
Mohammad Saeed, Amini;Vahab, Sarfarazi;Kaveh, Asgari;Xiao, Wang;Mojtaba Moheb, Hoori
Steel and Composite Structures
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제46권1호
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pp.53-73
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2023
Man-made structure materials like concrete usually contain inclusions. These inclusions affect the mechanical properties of concrete. In this investigation, the influence of inclusion length and inclination angle on three-dimensional failure mechanism of concrete under uniaxial compression were performed using experimental test and numerical simulation. Approach of acoustic emission were jointly used to analyze the damage and fracture process. Besides, by combining the stress-strain behavior, quantitative determination of the thresholds of crack stress were done. concrete specimens with dimensions of 120 mm × 150 mm × 100 mm were provided. One and two holes filled by gypsum are incorporated in concrete samples. To build the inclusion, firstly cylinder steel tube was pre-inserting into the concrete and removing them after the initial hardening of the specimen. Secondly, the gypsum was poured into the holes. Tensile strengths of concrete and gypsum were 2.45 MPa and 1.5 MPa, respectively. The angle bertween inclusions and axial loadind ary from 0 to 90 with increases of 30. The length of inclusion vary from 25 mm to 100 mm with increases of 25 mm. Diameter of the hole was 20 mm. Entirely 20 various models were examined under uniaxial test. Simultaneous with experimental tests, numerical simulation (Particle flow code in two dimension) were carried out on the numerical models containing the inclusions. The numerical model were calibrated firstly by experimental outputs and then failure behavior of models containing inclusions have been investigated. The angle bertween inclusions and axial loadind vary from 0 to 90 with increases of 15. The length of inclusion vary from 25 mm to 100 mm with increases of 25 mm. Entirely 32 various models were examined under uniaxial test. Loading rate was 0.05 mm/sec. The results indicated that when inclusion has occupied 100% of sample thickness, two tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. When inclusion has occupied 75% of sample thickness, four tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. When inclusions have occupied 50% and 25% of sample thickness, four tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. Also the inclusion was failed by one tensile crack. The compressive strength of samples decease with the decreases of the inclusions length, and inclusion angle had some effects on that. Failure of concrete is mostly due to the tensile crack. The behavior of crack, was affected by the inclusion length and inclusion number.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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