This study assessed the compressive and tensile strengths and modulus of elasticity of waste polyethylene terephthalate (PET) using the ASTM standard tests. In addition, short carbon and glass fibers were mixed with waste PET to examine the improvements in ductility and strength during compression. The bonding was examined via field-emission scanning electron microscopy. The strength degradation of the waste PET tested under UV was 40-50%. However, it had a compressive strength of 32.37 MPa (equivalent to that of concrete), tensile strength of 31.83 MPa (approximately ten times that of concrete), and a unit weight of 12-13 kN/m3 (approximately half that of concrete). A finite element analysis showed that, compared with concrete, a waste PET pile foundation can support approximately 1.3 times greater loads. Mixing reinforcing fibers with waste PET further mitigated this, thereby extending ductility. Waste PET holds excellent potential for use in foundation piles, especially while mitigating brittleness using short reinforcing fibers and avoiding UV degradation.
This paper presents an experimental work for short circular steel tube columns filled with normal concrete (NAC), recycled aggregate concrete (RAC), and RAC with silica fume and steel fiber. Ten specimens were tested under axial compression to research the effect of silica fume and steel fiber volume percentage on the behavior of recycled aggregate concrete-filled steel tube columns (RACFST). The failure modes, ultimate loads and axial load- strain relationships are presented. The test results indicate that silica fume and steel fiber would not change the failure mode of the RACFST column, but can increase the mechanical performances of the RACFST column because of the filling effect and pozzolanic action of silica fume and the confinement effect of steel fiber. The ultimate load, ductility and energy dissipation capacity of RACFST columns can exceed that of corresponding natural aggregate concrete-filled steel tube (NACFST) column. Design formulas EC4 for the load capacity NACFST and RACFST columns are proposed, and the predictions agree well with the experimental results from this study.
본 연구는 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석 기법에 관한 내용으로 소재의 이방성 기계물성을 예측하고 이를 구조해석에 적용하도록 하였다. 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석에 있어서 기존의 경우는 일반적으로 소재의 기계적 물성을 균질 등방성 탄성 모델로 이용하여 왔으나, 실제 부품 파손 모드와 크게 상이한 경우가 많다. 이러한 점을 극복하고자 사출 성형 g,름 해석, 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균 모델을 도입하여 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 섬유배향 효과가 고려되도록 새로운 구조해석 시스템을 개발하였다. 해석의 정확도는 시편시험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 섬유 배향 및 웰드라인 영향 및 섬유 함량에 따른 변화가 해석에 장 반영됨을 확인하였다. 또한 자동차 부품에 개발된 해석 시스템을 적용하여 균질 등방 모델과 달리 부품의 위치별로 다른 기계적 성능이 반영되고, 사출 게이트 위치에 따라 유리섬유 배향이 변화하여 부품의 성능이 달라짐을 확인하였다.
코어가 확산된 단일모드 광섬유와 외부 물질 사이의 분산 특성의 차이를 이용하여 차단 특성이 우수한 단파장 통과 필터(short-pass filter)를 구현하였다. 두 물질의 결합 방법으로 측면 연마 기법을 도입하였다. 실험 결과 소자의 대역경계 파장(band edge wavelength)은 코어의 확산 정도로 조절이 가능하였다. 일반 통신용 단일 모드 대신에 열확산 코어 확산 광섬유를 도입함으로써 더 예리한 파장응답을 얻을 수 있었다. 열광학 효과를 이용하여 경계 파장을 400nm 이상 가변 할 수 있음을 관측하였다.
Statement of the problem. The fracture of acrylic resin dentures remains an unsolved problem. Therefore, many investigations have been performed and various approaches to strengthening acrylic resin, for example, the reinforcement of heat-cured acrylic resin using glass fibers, have been suggested over the years. But problems such as poor workability, rough surface, poor adhesion of glass fiber resin complex are not solved yet. Purpose. The aim of the present study was to investigate the effect of short glass fibers on the transverse strength of heat-polymerized denture base acrylic resin and roughness of resin complex after abrasion test. Material and methods. To avoid fiber bunching and achieve even fiber distribution, glass fiber bundles were mixed with acrylic resin powder in conventional mixer with a non-cutting blade, to produce the glass fiber($10{\mu}m$ diameter, 3mm length, silane treated) resin composite. Glass fibers were incorporated at 0%, 3%, 6% and 9% by weight. Transverse strength were measured. After abrasion test, surface roughness was evaluated and scanning electron microscope view was taken for clinical application. Results. 1. 6% and 9% incorporation of 3mm glass fibers in the acrylic resin enhanced the transverse strength of the test specimens(p<0.05). 2. Before abrasion test, incorporation of 0%, 3%, 9% glass fiber in the resin showed no dirrerence in roughness statisticaly(p>0.05). 3. After abrasion test, incorporation of 0%, 3%, 6% glass fiber in the resin showed same surface roughness value statistically(p>0.05). 4. In SEM, surface roughness increased as the percentage of the fibers increased. 5. In the areas where glass fiber bunchings are formated, a remarkably high roughness was noticed. Conclusion. 6% and 9% addition of silane-treated short glass fibers into denture base acrylic resin increased transverse strength significantly. Before and after abrasion test, incorporation of 0%, 3%, 6% glass fiber in the resin showed same surface roughness value statistically.
The purpose of this study was to determine the effect of intermittent low - intensity, short duration exercise during hindlimb suspension on the mass, relative weight, myofibrillar protein content, cross-sectional area of Type I and Type II fibers and SDH activity in Type II(plantaris) muscle. To examine the effectiveness of intermittent low-intensity, short duration exercise on mass, myofibrillar protein content and fiber size, the hindlimbs of adult female Wistar rats were suspended(HS) and half of these rats walked on a treadmill for 45 min/day(9 min every 2h) at 5m /min and a 15$^{\circ}$grade (HS-EX). Plantaris wet weight was 19.67% significantly smaller(p<0.005) and relative plantaris weight was 6.25% smaller compared with those of control rats following seven days of hindlimb suspension. Plantaris wet weight and relative plantaris weight increased by 27.66%, 12.22% each through intermit-tent exercise during hindlimb suspension(p<0.005, p<0.05), moreover, plantaris wet weight and relative plantaris weight of the HS-EX rats were similar to those of control rats. Soleus wet weight and relative soleus weight decreased significantly by 31% and 22.0% in the HS rats(p<0.05). Soleus wet weight and relative soleus weight increased by 10.41%, 25.64% respectively through intermittent ex-ercise during hindlimb suspension, furthermore, soleus wet weight and relative weight of the HS-EX rats were closer to those of control rats. Myofibrillar protein content of plantaris and soleus decreased significantly by 51.49%, 59.65% each, following seven days of hindlimb suspension (p<0.005) Myofibrillar protein content of plantaris and soleus increased by 51.79%, 75.47% each with significance through intermittent exercise during hindlimb suspension(p<0.005). Myofibrillar protein content of plantaris and soleus in HS-EX rats was smaller than that of control rats. No change was observed in fiber type percentage following 1 week of hindlimb suspension or exercise during hindlimb suspension. The type I fiber cross-sectional area of both soleus and plantaris muscle was 18.72% and 41.07% lower in the HS than that of the controls (p<0.05, p<.001), that of both muscles was 6.60% and 29. 3% greater in the HS-EX than that of the HS rats. HS plus intermittent low- intensity short duration exercise resulted in Type I fiber cross-sectional area closer to the controls. Type II fiber cross-sectional area of both plantaris and soleus muscle was 22.45% and 22.58% sl nailer in the HS than in the controls, that of both muschles in the HS-EX was 14.10%, 5.78% greater than HS. Intermittent exercise during hindlimb suspension resulted in Type I, II fiber cross-sectional area closer to the control value. There was no change in SDH activity following 1week of hindlimb suspension or exercise during hindlimb suspension in the plantaris muscle. The results suggest that intermittent low intensity short duration exercise can ameliorate Type II muscular atrophy Induced by hindlimb suspension.
본 연구에서는 탄소섬유의 표면처리에 따른 탄소섬유/폴리프로필렌 복합재료의 기계적 물성을 평가하였다. 탄소섬유와 폴리프로필렌 사이의 계면 결합력을 증가시키기 위해 실란 커플링제 처리와 플라즈마 처리 같은 탄소섬유의 표면처리를 실시하였다. XPS, SEM 그리고 단일섬유 인장강도 시험을 통해 표면 처리된 탄소섬유의 표면 특성을 분석하였으며, Short beam 전단시험을 통해 표면 처리에 따른 복합재료의 계면 전단 강도를 측정하였다. 실험 결과로부터 플라즈마 처리 시간에 따라 복합재료의 계면 전단 강도는 증가하였으며, 1 분 동안 플라즈마 처리 후 실란 커플링제 처리된 시편의 계면 전단 강도는 처리하지 않은 시편에 비해 48.7% 증가하였다.
시멘트로 고결된 사질토의 일축압축강도와 취성적인 거동을 개선하기 위하여 단섬유를 사용한 혼합토에 관한 연구를 수행하였다. 낙동강 모래에 포틀랜드시멘트와 콘크리트 보강재로 많이 사용되고 있는 폴리비닐알코올 섬유를 무작위로 보강하였다. 낙동강 모래에 시멘트와 섬유를 최적함수비로 잘 섞은 다음 5층 다짐으로 공시체를 만든 후 7일간 양생시켰다. 적은 양의 시멘트를 혼합하여 시멘트의 고결효과보다는 섬유의 인장력으로 인한 보강효과에 중점을 두었다. 8% 이하의 시멘트비를 가진 약하게 고결된 혼합토에 섬유비를 다르게 공시체를 제작하여 일축압축시험을 실시하였다. 섬유비와 시멘트비에 따른 일축압축강도의 특성을 비교하였으며, 일축압축강도는 시멘트비가 2%인 경우 섬유비의 증가에 따라 최대 6배까지 증가하였다. 섬유의 인장력으로 공시체의 연성이 증가하여 최대응력 시의 축변형률이 시멘트비가 2%인 경우 섬유비에 따라 최대 7% 정도 증가하였다. 시멘트비가 2%인 혼합토에 1%의 섬유 보강으로 인한 효과를 마찰각의 증가와 점착력의 증가로 분리하여 해석하였으며, 마찰각의 증가로 해석한 경우 섬유로 전달되는 응력은 수직응력의 8% 정도로 계산되었다.
본 연구는 섬유/입자 혼합금속복합재료의 강화기구를 분석하는 이론적 해석방법을 제시하였다. 혼합금속복합재료의 인장강도 및 탄성계수는 같은 보강재의 부피분율 가진 단섬유복합재료에 비해서 강도가 최대 20%까지 증가한다. 이러한 증가효과는 본 연구에서 새로이 제안된 클러스터 모델을 도입한 후 이에 따른 강화효과를 Modified Rule of Mixture을 적용하여 분석하였다. 해석결과 클러터구조는 인장강도에 대해서 섬유의 효율을 탄성계수에 대해서는 배향인자를 증가시키는 것으로 나타났다. 이론적 해석 결과는 $Al_2O_3$섬유/입자 예비성형체에 AC8A를 침투시켜 제조한 금속복합재료에 대한 실험결과와 비교되었으며 이를 통해 해석이론이 타당함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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