Considerable controversy surrounds the choice of the best abutment type for implant prosthetics. The two most common structures are hex and non-hex abutments. The non-hex abutment typically furnishes a larger contact area between itself and the implant than that provided by a hex structure. However, when a hex abutment is loaded, the position of its contact area may be deeper than that of a non-hex abutment. Hence, the purpose of this study is to determine the different biomechanical behaviors of an internal bone-level implant based on the abutment type-hex or non-hex-and clinical crown length under static and cyclic loadings using finite element analysis (FEA). The hex structure was found to increase the implant and abutment stability more than the nonhex structure among several criteria. The use of the hex structure resulted in a smaller volume of bone tissues being at risk of hypertrophy and fatigue failure. It also reduced micromovement (separation) between the implant components, which is significantly related to the pumping effect and possible inflammation. Both static and fatigue analyses, used to examine short- and long-term stability, demonstrated the advantages of the hex abutment over the non-hex type for the stability of the implant components. Moreover, although its impact was not as significant as that of the abutment type, a large crown-implant ratio (CIR) increased bone strain and stress in the implant components, particularly under oblique loading.
강-콘크리트 계면의 성질을 대표하는 부착강도, 부착 및 비부착 마찰계수, 부착 및 비부착 마찰계수의 연화영역에서 잔류량의 크기, 모드 I 파괴에너지, 부착 및 비부착 모드 II 파괴에너지, 파괴포락선의 형상계수를 포함한 총 9개 계면상수의 값을 계면거동실험결과와 파괴포락선의 기하학적 형상 및 구성모델을 이용하는 민감도 해석을 통해 결정하였다. 계면의 거동이 계면의 부착상태뿐만 아니라 계면법선방향 응력의 방향과 크기에 따라 매우 민감하게 작용하므로 계면상수 값의 결정에서는 이러한 구속압의 크기와 부착 및 비부착 계면조건을 고려하였다. 강재판 사이에 콘크리트가 타설된 강-콘크리트 계면실험체의 거동해석을 위한 계면유한요소해석을 결정된 계면상수를 적용하여 수행하였으며 실험결과와의 비교를 통해 상수값의 적정성을 검토하였다.
국내산 마의 이용성 및 활용성을 증진시키기 위하여 단마 전분 호화액의 농도$(1{\sim}5%)$와 온도$(30{\sim}60^{\circ}C)$에 따른 유동특성을 살펴보았다. 마전분 호화액은 모두 유동지수 1 이하의 의가소성 유체의 성질을 나타냈으며, 전분농도가 증가함에 따라 의가소성이 증대되었다. 호화액의 농도의존성을 나타내는 B값은 측정온도가 $30{\sim}60^{\circ}C$로 증가할수록 $0.40449{\sim}0.39352$로 감소하여 측정 온도가 높을수록 농도의존성은 낮아짐을 알 수 있었다. 온도에 따른 호화액의 유동 활성화에너지는 전분농도가 $1{\sim}5%$로 증가함에 따라 $4.1415{\sim}5.4539{\times}10^6\;J/kg{\cdot}mol$로 증가하는 경향을 보여주었다.
$6{\sim}10%$ 쌀전분의 가열 및 알카리호화액에 대하여 시간의존성 리올로지특성을 회전점도계를 사용하여 검토하였다. 시료 모두 항복응력을 갖는 틱소트로픽유체로 거동하였으나 알카리호화액의 시간의존성이 더 컸으며 전단에 대한 안정성을 보였다. 시간의존특성은 전단 시간 20분까지 Tiu들의 유동모형식에 잘 적용되었으며 식에 포함된 구조의 파괴속도상수 $a_1$ 값은 호화액의 구조적상태변화와 밀접한 상관성을 갖는 것으로 나타났다. $a_1$ 값은 전단속도에 대하여는 두시료에서 모두 직선적인 증가경향을 보였으며 농도 및 온도에 대하여는 겉보기 점도와 마찬가지로 지수적인 관계를 나타내었다. 8 % 쌀전분의 가열호화액에 대한 $a_1$ 의 온도의존성은 겉보기점도보다 더 큰 것으로 나타났으며 $30{\sim}70^{\circ}C$에서 측정한 $a_1$ 및 겉보기 점도의 활성화에너지는 각각 6.8 및 14.3 $kcal/g{\cdot}mol$ 이었다.
기계 및 구조물의 안전성과 신뢰성 평가를 위하여 금속재료의 피로강도 데이터베이스 시스템을 구축하고, 이를 이용하여 금속재료의 피로수명 분포특성을 검토하였다. 종속도를 이용하여 구성한 관계형 피로강도 데이터베이스 시스템은 일련의 데이터 관리 및 해석작업을 효율적으로 수행하였다. 또한 Robust 방법과 보상오차함수(complementary error function)를 이용한 3-파라미터 Weibull분포의 파라미터 추정법 및 비파손확률를 검토하기 위하여 제안된 새로운 기준식의 타당성을 검토하였다. 조합분포모델을 이용하여 부하응력비와 Weibull분포의 파라미터 항으로 나타낸 피로수명 분포식은 탄소강의 P-R-N 특성을 해석함에 있어서 좋은 결과를 보였다.
Bir, Md. Shahidul Haque;Eom, Min Yong;Uddin, Md. Romij;Park, Tae Seon;Kang, Hang Won;Kim, Do Soon;Park, Kee Woong
Weed & Turfgrass Science
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제3권3호
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pp.174-182
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2014
This paper provides some of the scientific background on how projected environmental conditions could affect weeds and weed management in crops. Elevated $CO_2$ levels may have positive effects on crop competitiveness with $C_4$ weeds, but these are generally outnumbered by $C_3$ species in weed populations. Moreover, higher temperatures and drought will favor $C_4$ over $C_3$ plants. The implementation of climate change adaptation technologies, such as drought-tolerant germplasm and water-saving irrigation regimes, will have consequences for crop-weed competition. Rainfed production systems are thought to be most vulnerable to the direct effects of climate change and are likely to face increased competition from $C_4$ and parasitic weeds. Biotic stress-tolerant crop cultivars to be developed for these systems should encompass weed competitiveness and parasitic-weed resistance. In irrigated systems, indirect effects will be more important and weed management strategies should be diversified to lessen dependency on herbicides and mechanical control, and be targeted to perennial rhizomatous ($C_3$) weeds. Water-saving production methods that replace a weed-suppressive floodwater layer by intermittent or continuous periods of aerobic conditions necessitate additional weed management strategies to address the inherent increases in weed competition. Thus, climatic conditions have a great effect on weed population dynamics all over the world.
The objective of this study is to formulate a general 3D material-structural analysis framework for the thermomechanical behavior of steel-concrete structures in a fire environment. The proposed analysis framework consists of three sequential modeling parts: fire dynamics simulation, heat transfer analysis, and a thermomechanical stress analysis of the structure. The first modeling part consists of applying the NIST (National Institute of Standards and Technology) Fire Dynamics Simulator (FDS) where coupled CFD (Computational Fluid Dynamics) with thermodynamics are combined to realistically model the fire progression within the steel-concrete structure. The goal is to generate the spatial-temporal (ST) solution variables (temperature, heat flux) on the surfaces of the structure. The FDS-ST solutions are generated in a discrete form. Continuous FDS-ST approximations are then developed to represent the temperature or heat-flux at any given time or point within the structure. An extensive numerical study is carried out to examine the best ST approximation functions that strike a balance between accuracy and simplicity. The second modeling part consists of a finite-element (FE) transient heat analysis of the structure using the continuous FDS-ST surface variables as prescribed thermal boundary conditions. The third modeling part is a thermomechanical FE structural analysis using both nonlinear material and geometry. The temperature history from the second modeling part is used at all nodal points. The ABAQUS (2003) FE code is used with external user subroutines for the second and third simulation parts in order to describe the specific heat temperature nonlinear dependency that drastically affects the transient thermal solution especially for concrete materials. User subroutines are also developed to apply the continuous FDS-ST surface nodal boundary conditions in the transient heat FE analysis. The proposed modeling framework is applied to predict the temperature and deflection of the well-documented third Cardington fire test.
The most important factor in the structural design of ships and offshore structures operating in arctic region is ice load, which results from ice-structure interaction during the ice collision process. The mechanical properties of ice related to strength and failure, however, show very complicated aspect varying with temperature, volume fraction of brine, grain size, strain rate and etc. So it is nearly impossible to establish a perfect material model of ice satisfying all the mechanical characteristics completely. Therefore, in general, ice collision analysis was carried out by relatively simple material models considering only specific aspects of mechanical characteristics of ice and it would be the most significant cause of inevitable errors in the analysis. Especially, it is well-known that the most distinctive mechanical property of ice is high dependency on strain rate. Ice shows brittle attribute in higher strain rate while it becomes ductile in lower strain rate range. In this study, the simulation method of ice collision to ship hull using the nonlinear dynamic FE analysis was dealt with. To consider the strain rate effects of ice during ice-structural interaction, strain rate dependent constitutive model in which yield stress and hardening behaviors vary with strain rate was adopted. To reduce the huge amount of computing time, the modeling range of ice and ship structure were restricted to the confined region of interest. Under the various scenario of ice-ship hull collision, the structural behavior of hull panels and failure modes of ice were examined by nonlinear FE analysis technique.
대부분 동적 성능 평가는 반복 가력 실험을 수행함으로써 구조물의 동적 응답을 평가할 수 있다. 일반적으로 강재는 재하속도 의존성 재료로 알려져 있으며 기둥 부재의 횡방향인 수평방향 가력 시 기둥 부재의 축력인 수직하중이 작용하면 부재의 응답에 영향을 미친다. 하지만, 강재 기둥 구조물의 실험 시 수평 및 수직하중을 동시에 제어하는 것이 어려워 관련 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 기둥 부재를 ATS Compensator와 FLB 시스템을 이용하여 수평 및 수직하중을 고속으로 제어하였다. 실험은 H-형 구조용 압연강재인 SS275을 이용하여 수직 하중을 제어하면서 여러 속도로 단조 및 반복 가력 실험을 수행하고 부재의 항복 하중을 비교하였다. 또한, 유한요소해석 시 재하속도에 따라 새로운 항복 응력을 제안하고 수치해석을 통해 비교하였다.
본 논문과 함께 제출한 논문에서는 미시역학 기반의 새로운 탄소성 모델의 정식화에 대해 설명하였다. 본 논문에서는 사질토 변형의 탄성 및 탄소성 거동을 미시역학에 근거하여 자세히 분석하였다. 모델에 필요한 변수 평가를 위한 과정을 제시하였다. 등방 및 삼축 압축 시험에서 나타난 사질토의 탄성 거동을 분석한 결과, 직교 이방 탄성계수의 응력 종속성은 미시적 수직 강성에서 나타난 수직 접촉력의 거듭제곱 함수 형태가 반영되어 나타나며, 삼축 압축 응력 상태에서는 조직 이방성의 변화가 응력 종속성에 영향을 미침을 알 수 있었다. 미시역학적 해석을 통해 소성 변형이 매우 낮은 변형률 수준에서도 발현되며, 변형 중 사질토 강성의 비선형적 감소는 접촉점에서의 접선 방향 소성 변형에 의해 나타남을 밝혔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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