• Steel and Composite Structures
• /
• 제46권1호
• /
• pp.53-73
• /
• 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.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권3C호
• /
• pp.149-158
• /
• 2010

본 연구에서는 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 변단면 단일 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하였다. 이를 위하여 실제 시공된 현장타설말뚝에 대한 말뚝재료의 균열 휨모멘트 및 균열 수평하중을 산정하였고, 국내 외에서 적용하고 있는 대표적인 수평변위 기준과의 비교분석을 수행하였다. 또한 구조적 특성을 파악하기 위하여 설계자료를 토대로 재료 및 지반조건을 반영한 현장타설말뚝의 거동을 예측하여 변단면 설계의 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 재료의 항복거동과 P-${\Delta}$ 효과 고려시, 이를 고려하지 않는 경우와 비교하여 최대 모멘트가 지표면 부근에서 발생하여 소성힌지 위치에 영향을 주는 것을 나타났으며, 말뚝의 재료파괴는 주로 기둥부의 단면적이 작은 말뚝-기둥 접합부에서 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한 주로 말뚝이 수평변위 기준에 도달하기 전에 재료의 파괴가 먼저 발생하기 때문에 말뚝의 항복효과를 고려해야 함을 알 수 있었다. 본 연구 결과, 변단면 단일 현장타설말뚝의 설계 시 불확실성을 고려하여 지지력을 과소평가하고 있는 것으로 나타났으며, 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 해석기법을 통하여 거동특성을 정확히 예측한다면 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제50권6호
• /
• pp.705-720
• /
• 2024

Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

• Composites Research
• /
• 제15권4호
• /
• pp.23-31
• /
• 2002

시편 게이지 면적($길이{\;}{\times}{\;}폭$)의 이차원 크기효과가 T300/924 $[45/-45/0/90]_3s$ 탄소섬유/에폭시 적층판의 압축거동에 대해 조사하였다. 개조된 압축시험치구(ICSTM)와 좌굴방지장치가 $30mm{\;}{\times}{\;}30mm,{\;}50mm{\;}{\times}{\;}50mm,{\;}70mm{\;}{\times}{\;}70mm,{\;}90mm{\;}{\times}{\;}90mm$의 게이지 길이와 폭을 가진 시편들의 압축시험에 사용하였다. 모든 경우의 파괴들은 시편 게이지 길이 내에서 주로 갑자기 발생하였다. 파괴 후 분석결과는 $0^{\circ}$층의 섬유의 미소좌굴에 의해 파괴를 시작하여 최종파괴를 일으키는 임계파괴기구일 것으로 생각되었다. 이것은 매트릭스 지배적인 파괴를 의미하며, 초기섬유굴곡에 따라 파괴가 지배적으로 시작된다는 것을 말한다 이것은 또한 제작공정과 품질이 압축강도를 결정하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 좌굴방지장치를 장착하고 시험할 때 장치의 볼트 조임 토크에 따라 시편과의 접촉마찰 등에 의해 실제 압축강도 보다 크게 나타나는 결과를 보였다. 좌굴방지장치의 영향을 유한요소법을 이용하여 해석한 결과 실제 압축강도 보다 7% 정도 크게 나타남을 확인하였다. 부가적으로 홀을 갖는 시편들의 압축시험도 수행되었다. 홀에 의한 국부응력집중이 적층판 강도에 지배적 요인이었다. 파괴강도는 홀 크기와 시편 폭이 증가할수록 감소하였으나 탄성응력집중계수로 예측된 값보다는 일반적으로 크게 나타났다. 이것은 사용된 복합재가 이상적인 취성재질이 아니라는 것을 의미하며 홀 주위에서 다소간의 응력이완이 발생한다고 볼 수 있다. X선 검사 사진분석에서 섬유좌굴과 층간분리형태의 손상이 파괴하중의 약 80%에서 홀 가장자리로부터 시작되었고 임계파괴크랙길이인 2-3mm의 불안정한 상태에 도달하기 전까지는 하중 증가와 더불어 안정되게 파괴가 진전되었다(시편의 기하학적 크기에 의존함). 이 손상과 파괴는 선형 cohesive zone 모델로 해석되었다. 노치없는 시편의 압축강도와 평면 파괴인성의 측정된 적층판 변수들을 사용하여 홀의 크기와 시편 폭의 함수로서 홀을 갖는 적층판의 압축강도를 성공적으로 예측하였다.

• 농촌의학ㆍ지역보건
• /
• 제26권2호
• /
• pp.111-132
• /
• 2001

골다공증 환자들의 치료순응도와 그 관련요인을 알아보기 위하여 1999년 4월에서 6월 사이에 골다공증으로 진단된 고령지역의 3개 보건진료소와 보건소 관할지역에 거주하는 40세에서 69세 사이의 여성 140명을 대상으로 골밀도 검사 사업을 실시한지 약 1년 후인 2000년 4월에서 5월 사이에 약물치료순응도와 치료순응도 관련 이론적 모형 변수에 대한 설문조사를 실시하였다. 연구 대상자 중 규칙적 치료군은 12.1%, 간헐적 치료군은 53.6%, 미치료군은 34.3%였다. 단순분석 결과, 일반적 특성 중 연령이 높을수록, 본인이 인지하는 질병의 정도가 심하다고 생각할수록, 의사의 치료권유를 받은 경우에 치료순응률이 높았다(p<0.05). 환자역할수행요인 중 합병증(골절)의 가능성과 골다공증의 심각성이 치료 순응과 유의한 관련성이 있었다(p<0.05). 그리고 치료가 유익하다고 생각할수록, 치료의 장애도가 낮을수록 치료경험율이 높았다(p<0.01). 경로분석 결과 모형의 적합도는 양호하였다. 합병증(골절)의 가능성 인지에는 연령, 학력, 골다공증에 대한 매스컴 접촉/보건교육 경험, 치료에 대한 가족의 관심 등이 정(正)의 직접효과를 미쳤으며, 골다공증의 심각성 인지에는 연령, 학력, 의사의 치료권유, 치료에 대한 가족의 관심 등이 정(正)의 직접효과를 미쳤다. 치료의 유익성 인지에는 의사의 치료권유와 치료에 대한 가족의 관심이 정(正)의 직접효과를 미쳤으며, 치료의 장애도 인지에 대하여는 연령, 경제적 수준, 의사의 치료권유와 치료에 대한 가족의 관심이 부(負)의 직접효과를 미쳤다. 골다공증 치료순응도에는 골다공증의 심각성이 정(正)의 직접효과, 치료의 장애도가 부(負)의 직접효과를 미쳤다. 수정요인 중 본인이 인지한 질병의 정도는 치료순응도에 정(正)의 직접효과를 미쳤으며, 연령, 경제적 수준, 학력, 의사의 치료권유, 가족의 치료에 대한 관심 등은 환자역할 수행요인에 대한 영향을 통해 치료순응도에 정(正)의 간접효과를 미쳤다. 치료순응도에 총 효과 가장 큰 요인은 치료의 장애도였으며, 그 다음으로 본인이 인지하는 질병의 정도, 연령, 의사의 치료권유, 치료에 대한 가족의 관심, 골다공증의 심각성 순이었다. 치료의 장애도는 연령, 경제적 수준, 의사의 치료권유와 치료에 대한 가족의 관심의 영향을 받았다. 또한 낮은 연령일수록 치료순응도가 낮았다. 향후 골다공증 환자의 치료순응도를 향상시키기 위하여는 자신의 질병상태를 올바르게 인식하도록 하고, 의사의 치료 권유와 치료에 대한 가족의 관심 등 골다공증 치료에 지지적인 환경을 조성하여 심리적 및 현실적 장애를 감소시키는 것이 중요하리라 생각되며, 효율적이고 지속적인 환자관리체계의 개발이 필요하겠다.

• 광물과 암석
• /
• 제35권2호
• /
• pp.101-109
• /
• 2022

고준위방사성폐기물 내에 핵분열 생성물로 존재하는 방사성 세슘의 이동은 화강암을 기반으로 하는 고준위방사성폐기물 처분장의 안전성 평가를 위한 중요한 고려 항목이다. 지하수의 수리화학적 특성과 모암을 이루는 광물과의 반응 특성은 처분장에서 방출된 세슘의 이동 속도를 결정하는데 있어서 중요한 요소이다. 알칼리 금속인 세슘은 지하수 내의 주요 양이온들과 수착 자리를 놓고 경쟁하는 것으로 알려져 왔고, 흑운모는 화강암의 핵종 수착 특성에 중요한 기여를 하는 구성광물로 알려져 왔다. 이 논문은 심부 처분장의 무산소 환경을 모사하기 위해 혐기성 챔버에서 전형적인 중생대 원주화강암에 대한 세슘 수착특성을 연구한 결과를 보고한다. 분쇄한 화강암에 대하여 전해질(NaCl, KCl, CaCl₂) 용액과 합성지하수를 사용하여 세슘 초기농도(10^-5, 5×10^-6, 10^-6, 5.0×10^-7 M)를 달리하여 세슘 수착속도와 수착량을 측정하였다. 세슘 수착 실험 결과는 유사 2차 속도 모델(r² = 0.99)과 프로인들리히(Freundlich) 등온선 모델(r² = 0.99)로 잘 모사되었다. 특히 염화포타슘(KCl)은 모든 이온강도 및 세슘 초기농도에서 다른 전해질에 비해 가장 강력하게 세슘 수착을 제한하였다. 이는 포타슘 이온(K⁺)이 세슘의 가장 효과적인 경쟁 이온임을 지시하는 것으로 판단된다. 흑운모 함량에 따른 세슘 수착 실험 결과 흑운모의 세슘 수착 분배계수는 화강암 자체의 값보다 약 2배 이상 높았으며 선형관계를 나타냈다. 포타슘 이온은 주로 흑운모에 의해 공급되기 때문에, 이러한 결과는 처분심도 ~500 m 깊이에서 화강암체 내에 존재하는 흑운모가 세슘의 효율적인 수착재로 작용하지만 또한 지하수의 수리화학 조건에 따라 세슘의 수착을 저해하는 역할을 할 수 있음을 지시하며, 향후 이에 대한 상세한 후속 연구가 필요함을 보여준다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제52권4호
• /
• pp.305-311
• /
• 2014

목적: 다양한 원인으로 발생된 Abfraction 병소가 있는 치아를 금속도재관으로 수복 할 경우, 변연의 위치에 따라 예후가 다양해질 수 있다. 수복물의 장기적 성공을 검증하기 위해서는 응력분포의 분석이 필요하지만 금속도재관이 abfraction 병소의 적응증인 경우 금속도재관이 응력 분포에 미치는 영향을 밝히는 연구는 아직 없다. 본 연구의 목적은 abfraction 병소가 있는 치아를 수복하는 금속도재관이 바람직한 응력 분포를 나타낼 수 있는 조건을 알아 보고자 함이다. 재료 및 방법: 치아, 주위 조직과 금속 도재관의 외형을 반영한 2차원 유한 요소모델을 제작하고 144 N의 편심 교합력 하에서의 응력분포를 유한요소 분석법으로 분석하였다. 금속 도재관의 변연 위치를 쐐기모양의 결손부의 하연에(Group 0), 그리고 결손부의 하연보다 1 mm 하방(Group 1)과 2mm 하방(Group2)에 위치시켰다. 결과: Group 0에서 von Mises stress는 금속 도재관의 변연과 결손부의 첨부에 집중 되었고 협측 변연의 응력은 설측 부위로 분포되었다. Group 1과 Group 2에서의 응력분포양상은 비슷하게 나타났다. 응력은 결손부의 첨부에 집중되지만 협측과 설측의 응력띠는 서로 분리된 양상으로 나타났다. 결론: 금속도재관의 변연을 Abfraction 병소의 하연에 설정할 경우, 금속도재관은 Abfraction 병소의 첨부에 응력을 집중시킨다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
• /
• 제27권4호
• /
• pp.867-882
• /
• 1997

Safflower(Carthamus tinctorius $Linn\acute{e}$ has been traditionally used for the treatment of blood stasis, and Dipsasi Radix has been used as a drug for fracture in Chinese medicine. The purpose of present study was to examine the biologic effects of safflower extract and Disasi radix extracts on the periodontal. ligament cells and osteoblastic cells and on the wound healing of rat calvarial defect. The ethanolic extract of safflower blossom, safflower seed and Dipsasi Radix(125, 250, and 500 ${\mu}g/ml$) were prepared as test group, and PDGF-BB(lOng/ml) and unsafonifiable fraction of Zea Mays L.(125, 250, and 500 ${\mu}g/ml$) were employed as positive control. The effects of each agents on the growth and survival, ALPase activity, expression of PDGF-BB receptor, chemotactic response of PDL cell and ATCC human osteosarcoma MG63 cells in vitro were examined. The tissue regenerative effect of each extracts was evaluated by histomorphometric measuring of newly formed bone on the 8mm defect in rat calvaria after oral administration of 3 different dosages groups : 0.02, 0.1 and 0.35g/kg, per day. It was also employed the same dosages of unsaponifiable fraction of Zea Mays L. as positive controls. Safflower blossom extract, safflower seed extract, and Dipsasi Radix extract stimulate the cellular activity of MG63 cells in concentration range of $125-500{\mu}g/ml$, and safflower bolssom extract and safflower seed extract stimulate also the cellular activity of periodontal ligament cells in concentration range of $250-500{\mu}g/ml$. In activity of ALPase, $250-500{\mu}g/ml$ of safflower blossom extracts showed significant stimulating effects on MG63 cells, and the same concentration range of safflower seed extracts showed significant effect on periodontal ligament cells. In the recovery on PDGF-BB receptor expression which was depressed by $IL-1{\beta}$, $125-250{\mu}g/ml$ of safflower blossom extracts and $250-500{\mu}g/ml$ of safflower seed extracts showed significant increasing effect on MG63 cells, and $500{\mu}g/ml$ of safflower blossom extract and $250-500{\mu}g/ml$ of safflower seed extracts showed significant effect on periodontal ligament cells. In chemotactic response, among all tested group, safflower seed extracts only were chemotactic to MG63 cells and periodontal ligament cells in concentration range of $125-500{\mu}g/ml$. Also in the view of bone regeneration in rat calvarial defect model, the only group that was orally administrated 0.35g/kg, day of safflower seed extract showed significant new bone formation. These results suggested that safflower extracts might have a potential possibilities as an useful drug for adjunct to treatment for regeneration of periodontal defect.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제53권4호
• /
• pp.318-324
• /
• 2015

목적: 본 연구에서는 서로 다른 인산염계 기능성 단량체가 첨가된 5종의 자가 접착 레진시멘트와 지르코니아 사이의 열순환 전후 전단결합강도를 비교 평가하고자 하였다. 재료 및 방법: Airborne particle abrasion ($50{\mu}m$ $Al_2O_3$)을 시행한 디스크 모양의 Y-TZP 지르코니아 블록을 총 100개 준비하였다. 그리고 composite resin cylinder ($Filtek^{TM}$ Z250, 3M ESPE, St. Paul, MN, USA) 100개를 준비하였다. 서로 다른 인산염계 기능성 단량체가 첨가된 5종의 이중 중합형 자가 접착 레진시멘트 즉, Permacem 2.0 (DMG, Hamburg, Germany), $Clearfil^{TM}$ SA Luting (Kuraray Medical, Tokyo, Japan), $Multilink^{(R)}$ Speed (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein), $RelyX^{TM}$ U200 Automix (3M ESPE, Neuss, Germany), G-Cem $LinkAce^{TM}$ (GC Corporation, Tokyo, Japan)를 이용하여 지르코니아 블록과 composite resin cylinder를 접착하고 1군당 20개의 시편을 갖는 5개의 군을 만들었다. 시편을 $37^{\circ}C$ 의 증류수에 24시간 동안 보관한 후 각 군의 시편 절반(n=10)은 곧 바로 그리고 나머지 절반(n=10)은 5000회 열순환(5 - $55^{\circ}C$) 후에 전단결합강도를 측정하였다. 파절면은 FE-SEM을 이용하여 관찰하였다. 통계분석은 레진시멘트 종류 및 열순환 유무에 따른 전단결합강도의 비교를 위해 Two/One-way ANOVA를 시행하고 Tukey HSD post-hoc test를 이용하여 사후 검정하였으며, 열순환 전후의 비교를 위해 paired t-test를 이용하였다($\alpha$=.05). 결과: 열순환 전과 후 모두 $Multilink^{(R)}$ Speed 군은 나머지 4종류의 시멘트 군 보다 큰 전단결합강도를 나타내었다. G-Cem $LinkAce^{TM}$ 군은 열순환 전과 비교하여 열순환 후에 유의하게 낮은 전단결합강도를 나타내었지만, 다른 4종류 군은 열순환 전후 유의한 차이가 없었다. 결론: 인산염계 단량체를 포함한 대부분의 이중 중합형 자가 접착 레진시멘트는 지르코니아와 높은 전단결합강도를 보이고 열순환에 의해 유의한 영향을 받지 않아 지르코니아 보철물의 접착에 유용할 것이라고 사료된다.

• 지질공학
• /
• 제16권4호
• /
• pp.411-427
• /
• 2006

본 연구의 목적은 나주시에 위치하는 시추공 NJ-11호공과 SJ-8호공에서 구간양수시험, 순간충격시험, 수질검층, 공내 TV검층을 실시하여 균열암반내에서 심도에 따른 지하수 유동 특성을 파악하는데 있었다. 본 연구에서는 특히 깊이에 따른 균열암반의 지하수 유동 특성 변화를 규명하기 위하여 단일팩커를 사용한 구간양수시험을 실시하였다. 구간양수시험 결과, NJ-11호공에서는 팩커 설치심도가 가장 깊을 때(56.9 m) 1.6차원정도의 유동차원을 보이고 팩커 설치심도가 얕아 질수록 유동차원이 감소하여 팩커 설치심도 24 m에서는 1차원을 나타내었다. 이는 NJ-11호공에서는 하부에 유동성 균열이 더 균일하게 발달되어 있음을 지시한다. 한편 SJ-8호공에서는 팩커 설치심도가 가장 깊은 50 m 심도에서 1.7차원정도이고, 팩커 설치심도 32 m에서는 1.8차원 그리고 팩커 설치심도 19 m에서는 1.4차원을 나타내고 있다. 이와 같이 팩커 심도에 따라서 유동차원이 달라지는 것은 균열암반에서 심도에 따라 유동성 균열의 발달정도가 달라지기 때문으로 해석된다 구간양수시험분석에 의하면, 균열암반의 일반적인 수리적 특성을 잘 대변하는 Moench(1984)의 이중공극모델이 대체로 잘 들어맞는다. 수질검층에 의하면, 심도가 깊어질수록 지온이 증가하고 물-광물반응에 의해서 pH가 높아지며, 지하수흐름에 따라 용존산소량은 감소하는 일반적인 경향성을 보여주고 있다. 그리고 대부분의 균열대 구간에서 전기전도도가 증가하고, 용존산소량이 감소하는 경향성을 보여주었다.