• 제목/요약/키워드: Fiber cross section

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대퇴부 거동 해석 및 복합재료 보철물 설계 (Behavior Analysis of the Treated Femur and Design of Composite Hip Prosthesis)

  • 임종완;하성규
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.119-130
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    • 2002
  • 무시멘트 인공 고관절 전치환술 후, 복합재료 스템을 갖는 대퇴골의 장기 거동과 인공 대퇴 보철물의 설계 성능을 분석하기 위하여 비선형 유한요소 프로그램이 개발되었다. 한 발로 서 있을 때의 관절 접촉 하중과 근육하중이 적용되었고, 816개의 brick요소를 갖는 타원형 단면의 복합재료 스템으로 치환된 대퇴골이 3차원 유한요소로 모델링 되었다. 프로그램을 사용하여 대퇴골의 밀도 변화, 응력분포, 상대미소운동이 plate cut과 bend mold와 같은 제작 방법에 대한 스템의 적층 각도 변경에 따라서 평가되었다. 결과는 코발트 크롭 합금, 티타늄 합금, 스테인레스 강과 같은 금속 재료보다 AS4/PEEK, T300/976과 같은 복합재료가 적은 골 흡수를 보였다. 대퇴골 보철물의 장기 안정성 증대는 적당한 복합재료의 적층과 적층 각도의 선택에 의하여 얻어질 수 있었다.

차원축소와 복원관계를 통한 복합재료 보의 열응력 해석 (Thermal Stress Analysis of Composite Beam through Dimension Reduction and Recovery Relation)

  • 장준환;안상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.381-387
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    • 2017
  • 섬유강화 복합재료는 열팽창 계수의 방향성을 갖고 있을 뿐만 아니라 제작과정 온도와 실제 사용온도 사이의 차이 때문에 필연적으로 열응력 효과를 받게 된다. 이러한 열응력에 의한 파손현상은 실제 항공우주산업에서의 응용이 증대되고 있는 두꺼운 복합 적층판의 경우에 더욱 현저한 현상으로 적층판의 역학적 기능 및 파단강도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복잡한 재질로 구성되고 높은 세장비를 가진 블레이드 날개 구조의 차원축소 및 열 응력 복원 이론을 소개하고 3차원 유한요소모델과 비교결과를 통해 효율성과 정확성을 입증한다. 또한 차원을 축소한 모델링을 구성하고 복원이론를 이용하여 열적 환경에 적용된 복합재 보 단면의 열응력을 차원 복원하고 시각적으로 형상화하는 효율적인 복원해석 과정을 소개하고자 한다.

대금음자(對金飮子)가 흰쥐의 만성 알콜성 근위축에 미치는 영향 (The Effects of Daekumeumja on Alcohol-induced Muscle Atrophy in Rats)

  • 김범회
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.153-161
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    • 2016
  • Chronic alcoholic myopathy is one of the most common skeletal muscle disorders. It is characterized by a reduction in the entire skeletal musculature, skeletal muscle weakness, and difficulties in gait. Patients with alcoholic hepatitis and cirrhosis have severe muscle loss that contributes to worsening outcome. Although the myopathy selectively affects Type II (fast twitch, glycolytic, anaerobic) skeletal muscle fibers, total skeletal musculature is reduced. The severity of the muscle atrophy is proportional to the duration and amount of alcohol consumed and leads to decreased muscle strength. The mechanisms for the myopathy are generally unknown but it is not due to overt nutritional deficiency, nor due to either neuropathy or severe liver disease. Skeletal muscle mass and protein content are maintained by a balance between protein synthesis and breakdown and in vivo animal models studies have shown that ethanol inhibits skeletal muscle protein synthesis. Daekumeumja is a traditional Korean medicine that is widely employed to treat various alcohol-induced diseases. Muscle diseases are often related to liver diseases and conditions. The main objective of this study was to assess that Daekumeumja extract could have protective effect against alcoholic myopathy in a Sprague-Dawley rat model. Rats were orally given 25% ethanol (5ml/kg, body weight) for 8 weeks. After 30 minutes, rats were administrated with Daekumeumja extract. Controls were similarly administrated with the vehicle alone. The weights of gastrocnemius, soleus and plantaris muscles were assessed and the morphologic changes of gastrocnemius and plantaris muscles were also assessed by hematoxylin and eosin staining. In results, The muscles from ethanol treated rats displayed a significant reduction in muscle weight and average cross section area compared to Normal group. Daekumeumja extract treated group showed increased muscle weight and muscle fiber compared to the ethanol treated group. It was concluded that Daekumeumja extract showed ameliorating effects on chronic alcohol myopathy in skeletal muscle.

FRP 보강 콘크리트 보의 장기처짐에 관한 실험연구 (An Experimental Study on the Long-Term Deflection of Concrete Beams with GFRP Rebars)

  • 박지선;유영준;박영환;김긍환
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.325-328
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    • 2008
  • FRP 보강근을 이용한 콘크리트 부재는 균열이 발생하면 강성이 상대적으로 작아지고 이와 같은 부재의 낮은 강성은 사용하중 상태에서 허용처짐량이나 균열폭 등과 같은 사용성이 부재의 설계를 결정하게 되는 주요 요인으로 작용하게 된다$^{1)}$. 미국, 캐나다, 일본 등의 선진국에서는 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 연구가 활발히 진행되어 사용성에 대한 설계기준(안)이나 지침서를 제안하고 있으나 국내에서는 아직까지 이에 대한 연구가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 보강비를 달리한 총 4개의 콘크리트 보에 대하여 180일간 지속하중을 재하하였으며 이들 보의 순간처짐(sohrt-term deflection) 및 장기처짐(long-term deflection)의 발생을 관찰하였다. 뿐만아니라 현재 ACI에서 제안하는 장기처짐 값을 계산하여 그 결과를 실험값과 비교 분석하였다. 비록 제한된 수의 비교이지만 180일간 지속하중을 받은 콘크리트 보의 장기처짐은 재하시 순간처짐의 약 40${\sim}$70%까지 발생되었으며 ACI에서 제안한 장기처짐값은 실제 보에서 발생한 장기처짐값을 최대 46% 과대평가하였다.

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Strengthening of Cutouts in Existing One-Way Spanning R. C. Flat Slabs Using CFRP Sheets

  • Shehab, Hamdy K.;Eisa, Ahmed S.;El-Awady, Kareem A.
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제11권2호
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    • pp.327-341
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    • 2017
  • Openings in slabs are usually required for many different applications such as aeriation ducts and air conditioning. Opening in concrete slabs due to cutouts significantly decrease the member stiffness. There are different techniques to strengthen slabs with opening cutouts. This study presents experimental and numerical investigations on the use of Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) as strengthening material to strengthen and restore the load carrying capacity of R.C. slabs after having cutout in the hogging moment region. The experimental program consisted of testing five (oneway spanning R.C. flat slabs) with overhang. All slabs were prismatic, rectangular in cross-section and nominally 2000 mm long, 1000 mm width, and 100 mm thickness with a clear span (distance between supports) of 1200 mm and the overhang length is 700 mm. All slabs were loaded up to 30 kN (45% of ultimate load for reference slab, before yielding of the longitudinal reinforcement), then the load was kept constant during cutting concrete and steel bars (producing cut out). After that operation, slabs were loaded till failure. An analytical study using finite element analysis (FEA) is performed using the commercial software ANSYS. The FEA has been validated and calibrated using the experimental results. The FE model was found to be in a good agreement with the experimental results. The investigated key parameters were slab aspect ratio for the opening ratios of [1:1, 2:1], CFRP layers and the laminates widths, positions for cutouts and the CFRP configurations around cutouts.

탄소섬유의 사이징처리가 탄소섬유/나일론6 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향 (Effects of Sizing Treatment of Carbon Fibers on Mechanical Interfacial Properties of Nylon 6 Matrix Composites)

  • 박수진;최웅기;김병주;민병각;배경민
    • Elastomers and Composites
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    • 제45권1호
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    • pp.2-6
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    • 2010
  • 탄소섬유/나일론 수지 복합재료의 계면결합력의 향상을 위해 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 탄소섬유의 표면에 실란계, 설파이드계, 이미드계 계면결합제를 이용해서 사이징 처리를 수행하였으며, 사이징 처리된 탄소섬유의 젖음성과 표면자유에너지는 접촉각을 통해 확인하였다. 사이징 처리되어 제조된 복합재료의 기계적 계면물성은 임계응력세기인자를 통하여 확인하였으며, 파단실험 후 파단면은 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 실험결과 실란계로 사이징 처리된 탄소섬유가 다른 사이징 처리에 비해 표면자유에너지가 큰 것을 접촉각 측정을 통해 관찰하였다. 한편 사이징 처리된 탄소섬유 강화 나일론 복합재의 경우 미처리 탄소섬유를 이용한 복합재에 비해 높은 기계적 계면강도를 보였다. 이러한 결과는 섬유의 표면자유에너지가 탄소섬유와 나일론6 기지 사이의 계면결합력의 증대를 유도하여 복합재료의 기계적 계면강도가 증가된 것으로 판단된다.

석회석 미분말을 혼입한 초고성능 섬유보강 시멘트복합재의 특성 (Properties of Ultra High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites Mixed with Limestone Powder)

  • 한상묵;오향국
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.23-30
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    • 2008
  • UHPCC는 고성능, 고강도와 우수한 역학적 특성을 지니고 있다. UHPCC는 동일한 하중 하에서 타 재료에 비해 단면을 축소할 수 있는 장점이 있으나, 보통콘크리트에 비해 외국에서 수입하는 실리카흄이 많이 사용되는 배합이 되어 제작비용을 증가시키는 원인이 된다. 최밀 충전구성에 의한 UHPCC의 우수한 역학적 특성은 분체에 해당되는 아주 가는 입경의 골재를 치환함으로서 변화시킬 수 있다. 본 연구는 실리카흄과 실리카플로우를 석회석 미분말로 치환된 UHPCC의 특성을 파악하고자 한다. 본 실험 시편은 치환종류에 따라 크게 세 가지로 분류한다. 압축강도와 플로우를 비교 검토하였으며, SEM, XRD와 NMR 방법등을 사용하여 미세조직과 수화반응 현상을 분석하였다. 결론적으로 석회석 미분말로의 치환은 UHPCC 구조부재의 시공 단가를 감소시키며, 굳지 않은 UHPCC의 특성을 향상시키는 유용한 치환이 된다고 볼 수 있다.

결합부 강화구조용 탄소복합재 자동차 부품 개발 (Development of the CFRP Automobile Parts Using the Joint Structure of the Dissimilar Material)

  • 고관호;이민구;허몽영
    • Composites Research
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    • 제31권6호
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    • pp.392-397
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    • 2018
  • 본 연구에서는 기존의 스틸재 타이로드를 브레이딩 공법을 적용한 탄소복합재로 개발하고자 하였다. 탄소복합재 타이로드는 기존 제품과 동등한 성능을 만족시키기 위하여 브레이딩 직조에 필요한 코어 단면설계, 코어와 탄소섬유의 접합부에 대한 구조형상설계를 진행하였다. 그리고 브레이딩 공법을 적용한 시편을 제작하여 시험평가를 통해 구조해석에 적용하였다. 제작 공정은 브레이딩 직조 후 인퓨전 공정을 거쳐 후경화 공정까지 진행하였으며 최종 제품에 대한 시험평가는 인장 시험, 비틀림 시험, 압축 시험과 피로시험을 순차적으로 진행하여 모두 만족시켰다. 또한 탄소복합재 타이로드의 중량을 기존 제품 대비 약 37% 정도 경량화시킬 수 있었다.

MRT(Moisture Responded Transformable)섬유의 의료용 압박소매 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of Medical Compression Arm Sleeves Using a MRT(Moisture Responded Transformable) Fibers)

  • 조대현;정태두;박은희;박영미
    • 한국염색가공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.87-95
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    • 2021
  • In this study, the application of a medical compression sleeve of Moisture Responded Transformable(MRT) fibers to the treatment of lymphedema after surgery in breast cancer patients was investigated. MRT fibers were manufactured with PET and Nylon6 bi-component cross-section yarns, and compression sleeves of sleeves 1, 2, 3, and 4 were knitted in order of size, and then the physical properties and clinical tests were evaluated. As a result, the pressure of compression sleeve in wrinkle was the lowest in sleeve 1 with 3.81 kPa, and the highest in sleeve 4 with 5.22 kPa. Elastic recovery rate is that all parts except the top of the sleeve 1 exhibited 100%. The air permeability was good at 12.1 ~ 16.1 cm3/cm2/sec, and peeling was also comparatively excellent as grade 3. In addition, the weight of the compression sleeves 1, 2, and 3 decreased as 18.3 ~ 23.0 g/m2 depend on size, while the compared sample was heavier with 17.39 ~ 32.61 g/m2. In lymphoscintigraphy test, it was confirmed that the function of remaining lymph node was good in all patients. Although there were no differences between samples in skin irritation and tightness in wearing comfort, the manufactured sleeves showed better fit, lightness, fashion and breathability than the comparable sleeves.

감초의 기원 및 교잡종 외내부형태 성상 비교연구 (Comparative study of external-intenal morphological shape in origins and hybrids for Glycyrrhizae Radix et Rhizoma)

  • 김영식;박춘근;최고야;장재기;이정훈;주영승
    • 대한본초학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.1-12
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    • 2019
  • Objectives : The consumption of licorice is large in Korea, but domestic production is insufficient due to the lack of adaptability. This study aimed to provide a morphological basis for adding interspecific hybrid licorice with improved adaptability to pharmacopoeia. Methods : This study was to establish identification criteria for the original plants, external and internal morphology of the authentic herbal medicines (Glycyrrhiza uralensis, G. glabra and G. inflata), market products and artificially interspecific hybrid forms of licorice. For this purpose, previous studies were investigated and visual and histological observations were carried out. We focused on the internal morphology by microscopic observation for securing objectivity. Finally, we proposed the identification keys for precise classification of each part. Results : 1) Original plant : Licorice species in the compendium were distinguished by the number of leaflets, presence of hair on the fruit, curvature and swelling of the fruit. 2) External morphology : Licorice species were distinguished by degree of powderiness, tearing gap, radial structure in the cross section and existence of protrusion of outer epidermis. 3) Internal morphology : Licorice species were distinguished by the degree of development of phloem fiber bundle, development of obliterated sieve, whether the secondary medullary ray are branched. In the case of interspecific hybrids, the characteristics of both species used for hybridization were mixed in all observation methods. Conclusions : These results suggest that the interspecific crossbred licorice is suitable for the pharmacopoeial standard. Therefore, it can be applied as a herbal medicine through additional supplementary study.