• 제목/요약/키워드: Fatigue load

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고속 철도 교량의 구조 건전성 모니터링을 위한 스마트 무선 센서 프레임워크 개발 (Development of Wireless Smart Sensing Framework for Structural Health Monitoring of High-speed Railway Bridges)

  • 김은주;박종웅;심성한
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.1-9
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    • 2016
  • 본 우리나라 철도 영업 구간중 철도교량은 2012년 기준 약 25%를 차지한다. 이러한 교량 구조들은 시공 직후부터 열차의 충격하중, 태풍, 선박 및 차량 충돌 등 다양한 하중을 받게 된다. 특히 고속 철도 교량의 경우, 열차의 속도로부터 전가되는 매우 큰 충격하중을 받게 되며, 이러한 교량에 가해지는 충격 응답을 분석하는 것은 교량의 안전성 평가에 매우 중요하다. 최근 무선 센서를 이용해 교량의 건전성을 평가하는 연구들이 주목받고 있다. 무선 센서는 가격 및 설치의 용이성으로 인해 교량의 응답계측에 유용하게 적용되고 있다. 하지만 고속철도 교량에서 발생하는 충격 하중은 그 지속시간이 10초 내외로 매우 짧게 발생하므로, 기존 무선 센서의 시스템의 자체 실행 후 시간 지연으로 인해, 이러한 충격하중의 계측은 매우 어렵게 된다. 따라서 본 연구에서는 철도 교량의 충격하중에 의한 구조물의 응답을 계측하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 구체적으로 1) 초저전력 가속도계를 이용한 구조물의 과도응답 감지 및 평가, 2) 무선 센서 네트워크의 트리거링 후 계측이 시작되는 지연 시간의 단축, 그리고 네트워크의 시간 및 데이터 동기화 기법을 개발하였다. 최종적으로 제안된 프레임 워크에서 소수의 진동 감지 센서 노드들이 상시진동을 계측하며, 열차의 진입으로 인한 진동이 감지될 시, 전체 센서 네트워크의 계측을 시작한다. 시간 지연을 최소화하기 위해 모든 센서는 다른 시작시간을 가지며, 이를 제어하기 위해 후처리 기반 시간 동기화를 한다. 제안된 프레임워크는 실내실험 및 수치해석을 통해 그 효용성을 입증하였다.

고강도 및 파괴인성을 갖는 AI-Li-Cu 합금 개발

  • 김송희;윤여범;황영화;최창우;홍준표;이응조
    • 한국재료학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.253-260
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    • 1993
  • 용해와 주조, 압출과 열처리 기술의개선으로 고강도, 고파괴인성의 AI-Li-Cu 합금(2090 AI합금)을 제조하였다. 또한 준 산업용 규모(20kg)의 잉고트 제조공정을 확립하기 위해서 (1)선 (2)기계적 성질들에 미치는 열처리 영향 (3) 인장시험, 파괴인성 시험($K_{Ic}$) 및 피로균열 전파시계를 갖고 있으며 최종 제품의 인장강도는 최대시효 조건에서 534MPa부터 566MPa이었고 연신율은 9%에서 11.9%정도였다. C-T 시편을 이용한 파괴인성 시험 결과 최대시효 조건에서 평면변형 파괴인성 ($K_{Ic}$)값은 39MPa$\surd$m였고 미시효 조건에서는 23MPa$\surd$m였다. 또한 0.1, 0.3, 0.5의 하중비에서 피로균열 전파시험을 행하였을때 임계응력 확대계수(${\Delta}K_{th}$)는 각각 6.0, 5.3, 4.3 MPa$\surd$m이었다.

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HIGH HEAT FLUX TEST WITH HIP BONDED 35X35X3 BE/CU MOCKUPS FOR THE ITER BLANKET FIRST WALL

  • Lee, Dong-Won;Bae, Young-Dug;Kim, Suk-Kwon;Jung, Hyun-Kyu;Park, Jeong-Yong;Jeong, Yong-Hwan;Choi, Byung-Kwon;Kim, Byoung-Yoon
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제42권6호
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    • pp.662-669
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    • 2010
  • To develop the manufacturing methods for the blanket first wall (FW) of the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) and to verify the integrity of the joint, Be/Cu mockups were fabricated and tested at the KoHLT-1 (Korea Heat Load Test facility), a graphite heater facility located at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). Since Be and Cu joining is the focus of the present study, the fabricated mockups had a CuCrZr heat sink joined with three Be tiles as an armor material, unlike the original ITER blanket FW, which has a stainless steel structure and coolant tubes. Hot isostatic pressing (HIP) was carried out at $580^{\circ}C$ and 100 MPa for 2 hours as the method for Be/Cu joining. Three interlayers, namely, $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$, $1{\mu}mTi/0.5{\mu}mCr/10{\mu}mCu$, and $5{\mu}mTi/10{\mu}mCu$ were applied as a coating to the Be tiles by a physical vapor deposition (PVD) method. A shear test was performed with the specimens, which were fabricated by the same methods as those used to fabricate the mockups. The average values were 125 MPa to 180 MPa, and the samples with the $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ interlayer showed the lowest value. No defect or delamination was found in the joints of the mockups by the developed ultrasonic test using a flat-type probe with a 10 MHz frequency and a 0.25 inch diameter. High heat flux (HHF) tests were performed at $1.0\;MW/m^2$ heat flux for each mockup using the given conditions, and the results were analyzed by ANSYS-CFX code. For the test criteria, an expected fatigue lifetime about 1,000 cycles was obtained by analysis with ANSYS-mechanical code. Mockups using the interlayers of $1{\mu}mTi/0.5{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ and $5{\mu}mTi/10{\mu}mCu$ survived up to 1,100 cycles over the required number of cycles. However, one of the Be tiles in the other two mockups using the $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ interlayer was detached during the screening test, and others were detached by discharge after 862 cycles. The integrity of the joints using the proposed interlayers was proven by the HHF test, but the other interlayer requires more study before it can be used for the joining of Be to Cu. Moreover, it was confirmed that the measured temperatures agreed well with the analysis temperatures, which were used to estimate the lifetime and that the developed facility showed its capability of the long time operation.

Comparison of Kinematics and Myoelectrical Activity during Deadlift, with and without Variable Banded Resistance, in Healthy, Trained Athletes

  • Everett B. Lohman;Mansoor Alameri;Fulden Cakir;Chih Chieh Chia;Maxine Shih;Owee Mulay;Kezia Marceline;Simran Jaisinghani;Gurinder Bains;Michael DeLeon;Noha Daher
    • Physical Therapy Rehabilitation Science
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    • 제13권1호
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    • pp.53-70
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    • 2024
  • Background: The conventional deadlift is a popular exercise for enhancing trunk, core, and lower extremity strength. However, its use in sports medicine is constrained by concerns of lumbar injuries, despite evidence supporting its safety and rehabilitative benefits. To optimize muscle activation using resistive bands in variable resistance therapy, we explored their feasibility in the deadlift. Design: Comparative experimental design Methods: Surface electromyography recorded muscle activity in the trunk and lower extremities during lifting, with normalization to the isometric Floor Lift using Maximal Voluntary Contraction. Kinematics were measured using inclinometer sensors to track hip and trunk sagittal plane angles. To prevent fatigue, each subject only used one of the three pairs of bands employed in the study. Results: Our study involved 45 healthy subjects (mean age: 30.4 ± 6.3 years) with similar baseline characteristics, except for years of lifting and strength-to-years-of-lifting ratio. Various resistance band groups exhibited significantly higher muscle activity than conventional deadlifts during different phases. The minimal resistance band group had notably higher muscle activity in the trunk, core, and lower extremity muscles, particularly in the end phase. The moderate resistance band group showed increased muscle activity in the mid-and end-phases. The maximum resistance band group demonstrated greater muscle activity in specific muscles during the early phase and overall higher activity in all trunk and lower extremity muscles in the mid and end phases of the deadlift (p<0.05). Conclusion: Our findings provide valuable insights into muscle activation with various resistance bands during deadlift exercise in clinical and gym settings. There appears to be a dose-response relationship between increased resistance bandwidth, external load, myoelectric activation, and range.

파력발전장치 설계를 위한후포 연안의 파랑 분석 및 스펙트럼 추정 (Wave Analysis and Spectrum Estimation for the Optimal Design of the Wave Energy Converter in the Hupo Coastal Sea)

  • 권혁민;조홍연;정원무
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.147-153
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    • 2013
  • 파력변환장치에는 여러 가지 형식이 있으며 지점흡수식이 가장 많이 연구되고 있다. 하지만, 국내외적으로 진동형 전력부이 형식의 설계를 위한 계통적 실측자료 분석 예는 찾기가 어렵다. 본 연구는 권 등(2010)에 의해 제안된 지점흡수식인 공진형 파동에너지 추출시스템에 작용하는 파랑외력을 산정하고자 한다. 본 연구는 경북 동해안에 위치한 후 포항 북방파제 전면수역에서 수압식 파고계를 이용하여 약 3년동안 관측한 자료(2002년 5월 1일~2005년 3월 29일)를 대상으로 시계열 스펙트럼을 분석하였다. 분석결과, 월별주기변동과 파고변동이 뚜렷하게 나타나며 월별 파력이 년 간 불균등하게 분포함을 알았다. 상시파랑의 평균 파형경사는 풍파영역인 0.02-0.04보다 작은 0.01이였다. 년 중 파의 평균주기의 최빈값은 5.31 sec 이며 본 주기에 해당하는 파고 중 최빈 파고는 0.32m이다. 첨두 주기의 발생확률은 이산형(bi-modal)으로 나타나며 4.47 sec와 6.78 sec에서 mode값을 보인다. 설계주기는 이러한 4개의 값으로부터 선택할 수 있다. 파고는 1m 이하가 약 95%를 차지하고 있다. 본 연구를 통하여 파력이 미약한 해역에서는 공진형 파력 시스템이 필요하며 파력의 월별 불균등 분포를 극복하기 위한 최적설계가 전력생산단지(Wave Energy Farm) 형성을 위한 주요한 과제임을 알았다. 본 연구는 상시파랑의 평균스펙트럼에 대하여 표준스펙트럼으로 표현이 불가능하여 3개의 매개변수로 표현이 가능한 새로운 스펙트럼형을 제안하였으며 파력부이에 의한 전력생산 예측과 피로해석을 위한 기본 자료를 제공할 수 있다.

반복 하중이 Full veneer crown의 유지력에 미치는 영향에 관한 연구 (THE EFFECT OF CYCLIC LOADING ON THE RETENTIVE STRENGTH OF FULL VENEER CROWNS)

  • 김기연;이선형;정헌영;양재호;허성주
    • 대한치과보철학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.583-594
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    • 2000
  • Dislodgement of a crown or extension bridge and the loosening of a retainer of a bridge is a serious clinical problem in fixed restoration. Generally these problems are considered to be associated with deformation of the restoration. During biting, the restoration is subjected to complex forces and deforms considerably within the limit of its elasticity. Deformation of the restoration under the occlusal force induces excessive stress in the cement film, which then leads to the cement fracture. Such a fracture may eventually cause loss of the restoration. Because most of the past retention tests for full veneer crown were done without fatigue loading, they were not exactly simulating intraoral environment. And the purpose of this study was to evaluate the effect of cyclic cantilever loading on the retentive strength of full veneer crowns depending on different type of cements and taper of prepared abutment. Steel dies with $8^{\circ}\;or\;16^{\circ}$ convergence angle were fabricated through milling and crowns with the same method. These dies and crowns were divided into 8 groups. Group 1 : $16^{\circ}$ taper die, cementation with zinc phosphate cement, without loading Group 2 : $16^{\circ}$ taper die, cementation with zinc phosphate cement, with loading Group 3 : $8^{\circ}$ taper die, cementation with zinc phosphate cement, without loading Group 4 : $8^{\circ}$ taper die, cementation with zinc phosphate cement, with loading Group 5 : $16^{\circ}$ taper die, cementation with Panavia 21, without loading Group 6 : $16^{\circ}$ taper die, cementation with Panavia 21, with loading Group 7 : $8^{\circ}$ taper die, cementation with Panavia 21 without loading Group 8 : $8^{\circ}$ taper die, cementation with Panavia 21, with loading After checking the fit of die and crown, the luting surface of dies and inner surface of crowns were air-abraded for 10 seconds. The crowns were cemented to the dies, with cements mixed according to the manufacturer's recommendations. A static load of 5kg was then applied for 10 minutes with static loading device. Twenty-four hours later, group 1, 3, 5, 7 were only thermocycled, group 2, 4, 6, 8 were subjected to cyclic loading after thermocycling. Retentive tests were performed on the Instron machine. From the finding of this study, the following conclusions were obtained 1. Panavia 21 showed significantly higher retentive strength than zinc phosphate cement for all groups (p<0.05). 2. There was a significant difference in the retentive strength between $8^{\circ}\;and\;16^{\circ}$ taper for zinc phosphate cement(p<0.05), but no significant difference for Panavia 21 (p>0.05). 3. Cyclic loading significantly decreased the retentive strength for all groups(p<0.05). 4. For zinc phosphate cement, there was 35% reduction of the retentive strength after loading in the $16^{\circ}$ taper die, 25% in the $8^{\circ}$ taper die, and for Panavia 21, 21% in the $16^{\circ}$ taper die, 18% in the $8^{\circ}$ taper die.

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치과위생사의 직무스트레스와 식행동 및 식습관에 관한 연구 (A Study on Job Stress and Eating Behavior and Habits of Dental Hygienists)

  • 궁화수;김성민
    • 치위생과학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.525-534
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    • 2012
  • 본 연구는 서울 및 서울 근교지역에서 치위생 업무를 수행하는 치과위생사 273명을 대상으로 직무스트레스 점수, 식행동 점수, 근무환경, 식습관, 스트레스 관련 요인을 조사하여 치과위생사의 건강증진을 위한 기초 자료로 쓰고자 하며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사대상자의 연령은 25세 이하 46.5%, 26~30세 38.1%로 나타났으며, 교육수준은 전문대 졸업이 71.4%로 가장 많았다. 근무형태는 치과위생사 7명 이상 치과의원이 33.0%, 치과병원 28.2%로 나타났고, 치과위생사 총 경력은 1~3년 38.1%, 3~5년 18.7%, 월 급여는 151~200만원이 46.9%로 가장 많게 나타났다. 2. 식습관과 관련된 요인에서 아침식사를 거르는 주된 원인으로 60.4%가 '시간이 없어서'로 응답하였고, 식습관 중 개선하기 원하는 것은 33.0%가 과식을 꼽았으며, 과식 혹은 폭식을 하는 경우는 51.6%가 스트레스 때문이라고 응답하였다. 3. 본인 스트레스 자각 정도는 15.8%가 스트레스를 '매우 많이', 43.2%가 '많이 느낀다'고 응답하였고, 스트레스 원인으로 39.6%가 업무량을, 동료관계가 28.2%로 나타났다. 스트레스 해결방법은 39.9%가친구들과 수다로 가장 많이 해결하고 있으며, 스트레스 시 선호하는 맛은 매운맛 54.2%로 가장 높았고, 스트레스 후 식사 섭취량의 증가는 12.1%가 평소보다 매우 많이, 49.8%가 평소보다 많이 먹는 것으로 조사되었다. 4. 직무스트레스가 높은 상위 그룹에서 본인 스트레스 자각 정도가 높게 나타났다(p<0.001). 5. 직무스트레스 점수가 높은 군에서 신경예민(p<0.01), 허리 통증(p<0.001), 눈의 피로(p<0.01), 두통(p<0.01), 소화불량(p<0.01)을 경험하고 있어, 직무스트레스가 건강에 영향을 끼치고 있음이 드러났다. 6. 직무스트레스와 식행동의 관계에서는 직무스트레스가 높을수록 식행동이 불량한 것(p<0.01)으로 조사 되었고, 사후분석(LSD)을 실시한 결과 Middle rank>Middle rank>High rank 순으로 직무스트레스가 식습관 정도에 대해 차이(p<0.05)가 있는 것을 알 수 있다. 7. 치과위생사 3명 이하 치과의원에서 직무스트레스 점수가 높았고(p<0.05), 식행동 점수도 낮게 나타났으며, 주 4일 야간진료를 하는 그룹에서 직무스트레스가 높고, 식행동 점수도 낮게 나타났다(p<0.05). 근무 중 휴식 시간이 없는 경우 직무스트레스 점수가 높게 나타났고(p<0.001), 식행동 점수도 낮게 드러났으며(p<0.01), 스트레스 자각을 매우 많이 느끼는 경우 직무스트레스 점수가 가장 높게 나타났으며(p<0.001), 식행동 점수도 가장 불량하게 조사되었다(p<0.05). 직무스트레스가 식행동 및 식습관뿐만 아니라 건강상태에도 불량하게 영향을 끼치는 것으로 확인 되었기에 각 사업장에서는 치과위생사의 건강증진을 위해 다양한 방안을 모색할 필요가 있다.