• 지질공학
• /
• 제33권4호
• /
• pp.639-655
• /
• 2023

최근 지하공간에 대한 수요가 많아지면서 대심도 굴착으로 흙막이 벽체가 활용되고 있다. 흙막이 벽체는 변위에 취약한 구조물로써 국토교통부에서 제시한 관리기준으로 계측관리를 수행하고 있으나 계측관리를 통한 대비는 후처리에 가깝다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 머신러닝을 이용한 그라운드 앵커가 설치된 흙막이 벽체의 수평변위 예측뿐만 아니라 머신러닝으로 계측데이터를 학습하는 과정에서 데이터 스케일링과 분할 방법에 따른 예측모델의 영향을 분석하였다. 이 연구의 분석결과에 따르면 사용자 지정분할방법이 적합하지 않은 경우도 있었으나 일정 조건하에서 데이터 학습 및 출력에 가장 우수한 성능을 나타냈다. 데이터 스케일링은 앵커의 인장력, 수압을 표준화하였을 때 오차 1 이내, R-Squared 값이 0.77로 우수한 성능을 나타냈으며 스케일링을 적용하지 않은 모델 대비 음의 변위를 예측하는 결과를 보였다.

• 대한수의학회지
• /
• 제63권3호
• /
• pp.24.1-24.6
• /
• 2023

This study compared the biomechanical properties of bone-stapling techniques with those of other fixation methods used for stabilizing tibial tuberosity fractures using 3-dimensionally (3D)-printed canine bone models. Twenty-eight 3D-printed bone models made from computed tomography scan files were used. Tibial tuberosity fractures were simulated using osteotomy. All samples were divided into 4 groups. Group 1 was stabilized with a pin and tension-band wire; group 2, with a pin and an 8 mm-wide bone staple; group 3, with 2 horizontally aligned pins and an 8 mm-wide bone staple; and group 4 with a 10 mm-wide bone staple. Tensile force was applied with vertical distraction until failure occurred. The load and displacement were recorded during the tests. The groups were compared based on the load required to cause displacements of 1, 2, and 3 mm. The maximum failure loads and modes were recorded. The loads at all displacements in group 4 were greater than those in groups 1, 2, and 3. The loads at 1, 2, and 3 mm displacements were similar in groups 1 and 3. There was no significant difference between groups 1 and 3. Groups 1 and 4 provided greater maximum failure loads than groups 2 and 3. Failure occurred because of tearing of the nylon rope, tibial fracture, wire breakage, pin bending, and fracture around the bone staple insertion. In conclusion, these results demonstrate that the bone-stapling technique is an acceptable alternative to tension-band wire fixation for the stabilization of tibial tuberosity fractures in canine bone models.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2024

거미는 진동감각기관을 통하여 미세한 진동까지도 감지해낸다. 뛰어난 진동 감지 능력을 활용해 먹이나 포식자가 발생시키는 진동을 감지하여 공격을 계획하거나 위협을 파악하며 생존에 활용한다. 본 논문은 거미의 진동감각기관을 모사하여 개발된 초민감 진동압력센서에 대해 기술한다. 거미가 진동을 감지하는데 사용하는 감각기관에 위치한 작은 틈에 착안하여 센서에 균열을 생성하였고, 균열의 깊이를 제어하여 외부로부터 오는 압력이나 진동을 매우 민감하게 감지할 수 있는 센서를 개발하였다. 이 센서는 10 N의 인장응력을 적용하여 2%의 변형률에서 게이지 계수가 16000에 도달한다. 이는 높은 신호대잡음비를 가져 정확하게 원하는 진동을 인식할 수 있는 소자로서 외력(압력, 진동)과 생체 신호측정 등 다양한 평가를 통해 센서의 높은 민감도를 증명하였다. 이를 통하여 생체모사 기술을 활용한 새로운 센서의 개발 및 다양한 산업 분야로의 응용 가능성을 제시한다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제51권2호
• /
• pp.99-106
• /
• 2013

연구 목적: 본 연구의 목적은 다이의 수렴각과 치관길이의 차이와 시멘트 종류의 차이가 전부주조관의 유지력에 미치는 영향을 비교한 것이다. 연구 재료 및 방법: 치관 길이 5 mm와 10 mm의 금속다이를 각각 5, 10, 15, 25도의 수렴각을 갖도록 제작한 후 전부주조관을 치과용 시멘트 중, 인산아연 시멘트(Fleck's Zinc Phosphate Cement, Mizzy Co., Cherry Hill, NJ, USA), 레진-변형 글래스 아이오노머 시멘트(Vitremer, 3M Dental Products, St, Paul, MN, USA), 레진 시멘트(Panavia 21, Kuraray Co., Osaka, Japan)로 합착하고 500회 thermocycling을 시도한 후, Instron Universal Testing Machine (Instron Corp., Canton, MA, USA)에 장착시켜, 인장력을 가하여 전부주조금관이 분리될 때 까지 인장력을 측정하여 분리되는 순간의 최대하중값(N)을 측정, 비교하였다. 통계분석은 측정된 각 군간 유지력의 상호관계를 알아보기 위하여 one-way 및 two-way ANOVA를 시행하였고 동일 길이를 가진 시멘트 군 사이에서의 수렴각 차이에 따른 영향, 다이 길이 증가에 따른 영향 및 유지력 차이를 검정하기 위해 t-test를, 수렴각 증가 에 따른 유의성을 살펴 보기 위해서는 Tukey's HSD test를 시행하였다(${\alpha}$=0.05). 결과: 동일 수렴각에서 평균 유지력은 레진 시멘트, 인산아연 시멘트, 레진-변형 글래스 아이오노머 시멘트 순으로 높게 나타났으며 모든 시멘트에서 수렴각의 증가에 따 라서 평균 유지력은 유의차를 보이면서 감소하였다(P<.05). 동일 수렴각에서 10 mm 실험군은 다이 길이 5 mm 실험군과 비교해보았을 때 길이 증가에 따른 유지력의 증가가 통계학적으로 유의차를 나타내면서 증가된 결과를 보였다. 5 mm 실험군에서 유지력은 수렴각의 변화와 시멘트의 종류, 수렴각과 시멘트의 상호영향(interaction)에서 모두 유의성 있는 차이를 보였다(P=.001). 각 시멘트 군에서의 유지력은 10 mm 길이 금속 다이의 수렴각이 증가할수록 유의한 차이를 보이면서 감소한 것으로 나타났다 (P=.0001). 결론: 임상에서 사용되고 있는 특정 치과용 시멘트의 적용시 유지력은 지대치의 기하학적 형태에 영향을 받고 있으며 서로 다른 치관 길이와 수렴각을 가지는 경우 유지 력 증가를 위해 시멘트 선택에 있어 주의가 요망된다.

• 구강회복응용과학지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.403-415
• /
• 2009

본 연구에서는 시멘트 유지형 임플란트에서 지대주의 수렴각과 시멘트 종류에 따라 보철물의 유지력에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 임플란트 지대주와 유사한 외형을 갖는 금속 다이를 제작하였으며, 짧은 지대주(5mm)와 긴 지대주(10mm) 두가지로 설정하였으며, 각각 5, 10, 15, 25도의 수렴각을 갖는 금속 다이를 제작하였다. 금속 다이와 금속 다이로부터 제작한 금주조관을 Temp-bond, petroleum jelly를 일정 비율로 섞은 Temp-bond, ZPC, Premier implant cement로 합착시킨 후, 인장력에 대한 유지력을 측정하였다. 그 후 각각의 시멘트 군에서 수렴각의 변화가 유지력에 미치는 영향과 각 수렴각 군에서 시멘트의 변화가 유지력에 미치는 영향을 비교하였다. 또한 본 실험에서 사용된 시멘트 중 Premier implant cement의 변연 간격에 대한 연구를 추가적으로 시행하였으며, in-vitro 실험의 한계 내에서 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. Petroleum jelly를 첨가한 Temp-bond의 경우 각각 수렴각이 증가함에 따라 모든 경우에 유지력이 감소함을 보였으며, 시멘트 중 가장 낮은 유지력을 나타냈다. 2. ZPC의 경우 수렴각이 증가함에 따라 유지력의 감소를 보였으며, 수렴각이 5도인 경우 ZPC가 Premier implant cement보다 더 큰 유지력을 보였다. 3. Premier implant cement의 경우 수렴각이 5도일 때 가장 작은 유지력을 보이고 10도에서 가장 큰 값을 보인 후 수렴각이 증가할수록 유지력이 감소하는 양상을 보였다. 4. Premier implant cement의 경우 이번 실험의 조건 내에서 수렴각이 10도일 때보다 5도일 때 더 큰 변연 간격을 보였다.

• Clinics in Shoulder and Elbow
• /
• 제12권2호
• /
• pp.207-214
• /
• 2009

목적: 관절경 하 회전근 개 봉합에서 일반적으로 건-봉합간 접촉면 (tenon-suture interface) 에 약한부위 (weak link)가 형성되어 있어 관절경 하 회전근 개 봉합은 개방적 봉합술보다 높은 재파열율을 가진다. 이 연구의 목적은 봉합사를 뼈에 고정할 때 관절경으로 사용할 수 있는 UU (Ulsan University) 봉합과 개방적 변형 MA (Mason-Allen) 봉합의 강도를 비교하는 것이다. 대상 및 방법: 한 구의 사체 극상근 건을 채취하여 절반으로 나눈 후 다시 절반을 나누어 사체의 어깨 관절 한 구당 네 개의 건을 만들어 총 24개의 검체를 만들었다. 두 봉합 형태 (UU, MA)는 무작위로 선택하였으며 각각의 건에 시행하였다. 검체는 0.25 Hz에서 5~30N의 조절된 외력하에서 50회 주기 부하 (cyclic loading)를 받았다. 각 검체는 초당 1mm의 전이가 되는 상황하에서 파열이 발생할 때(ultimate tensile load)까지 부하를 받았다. 조건 이완 (condition elongation), peak-to-peak 전이(displacement), 기울기 (stiffness), 최대 인장력 (ultimate tensile load), 파열 양상 (mode of failure) 등을 기록하였다. 결과: 주기 부하 실험에서 두 봉합 형태 간 유의 있는 차이는 없었다. 최대 장력 실험에서 UU 봉합과 변형 MA (Mason-Allen) 봉합 간에 통계학적으로 유의한 차이는 없었다 (109.4 N, and 110.6 N). 양 봉합 형태에서 가장 흔한 파열 양상은 봉합의 빠짐 (suture pull-out)이었다. 결론: UU 봉합과 변형 MA 봉합은 유사한 생역학적 특성을 가진다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.1125-1146
• /
• 2018

쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권3호
• /
• pp.21-29
• /
• 2023

본 연구에서는 FCM 공법에서 교각과 캔틸레버 세그먼트의 임시고정을 위하여 주로 적용하고 있는 "내부 프리스트레싱 긴장재에 의한 임시 고정시스템(Stiching System)"에서 강봉의 응력특성을 분석하였다. 본 시스템에서 강봉은 교각과 PSC BOX를 내부에서 연결하여 인장 및 장착하므로 초기 긴장력의 변화 추이를 확인하기 어려웠다. 따라서, 강봉에 부착하여 강봉의 미세 길이변화를 측정할 수 있는 FBG센서를 활용하여 각 세그먼트 완료 전후에 계측 및 분석을 수행하였다. 분석 결과 캔틸레버 세그먼트 완료까지 발생한 강봉의 최대 연직 수축량의 75% ~ 90%가 강봉의 정착 ~ 1세그먼트에서 발생되었고, 이때 도입 긴장력의 최대 손실은 39%로 나타났다. 이와 같은 강봉의 정착 ~ 1세그먼트 완료까지의 긴장력의 과대 손실은 강봉 정착 중 시공의 정밀도 향상과 1세그먼트의 완료 이후 캔틸레버 세그먼트의 전도에 대한 안정성 확보를 위하여 재 긴장이 필요함을 의미한다. 2 ~ 마지막 세그먼트에서는 강봉의 응력이 완만하게 감소하였고 하절기에는 주두부 콘크리트의 연직방향 체적 증가에 상응한 강봉의 길이 증가로 인하여 응력의 감소가 일부 회복되는 경향을 보여 2~마지막 세그먼트에서는 대기 온도에 따른 강봉의 길이변화가 응력변화의 지배적인 요인인 것으로 판단된다. 강봉의 길이변화와 달리 강봉의 릴랙세이션에 의한 응력이완은 1.2 ~ 2.7%로서 매우 작은 비율로 나타났고, 강봉의 온도응력에 상응하는 반대방향 응력(강봉의 상하부 고정, 강봉과 콘크리트의 열팽창계수가 상이한 영향으로 발생)으로 대부분 상쇄되었다. 따라서, 강봉 정착 시기 조절 등 강봉의 내부응력 향상을 위한 방안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권8호
• /
• pp.37-44
• /
• 2013

지압형 앵커는 일본, 유럽 등에서 1950년대부터 안정성 및 경제성의 우수함이 인식되어 왔다. 하지만 국내에서 적용하고 있는 지압형 앵커는 쐐기체의 확장에 의한 지반의 마찰력만으로 설계 인장력을 발휘하는 구조적인 문제점을 지니고 있으며 공벽에 밀착시키는 방법이 마땅치 않아 지압력을 확인하기가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 지압력을 최대한 발휘할 수 있도록 확공지압형 앵커시스템을 개발하였다. 또한, 확공지압형 앵커의 인발특성을 평가하고 지압력에 의한 정착장 감소효과를 검증하기 위하여 현장시험을 수행하였다. 확공지압형 앵커에 대한 현장시험은 그라우팅 이전 가인장 상태와 그라우팅 후 본인장 상태에 대한 인발시험을 각각 수행하여 인발저항력을 확인하였으며 이를 마찰형 앵커의 인발시험 결과와 비교 분석하였고, 범용 유한요소해석 프로그램인 PLAXIS-2D를 이용한 정착부 상세 모델링을 통하여 가인장 시 정착부에서의 지압효과에 대한 검증을 수행하였다.

• 공업화학
• /
• 제10권5호
• /
• pp.778-783
• /
• 1999

전자파 반사재료로 사용되는 탄소섬유/에폭시 복합재료의 탄소섬유 배향이 마찰특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 마찰 시, 상대 마찰 면과 탄소 섬유/에폭시 복합재료의 적층 방향이 수직인 경우가 수평인 경우에 비해 우수한 마찰특성을 나타내었다. 이는 마찰 면과 복합재료의 적층 방향이 수평인 경우, 에폭시와 탄소섬유의 delamination이 상대적으로 많이 일어나기 때문이다. 탄소섬유 배향에 따른 마찰특성은 마찰 면과 복합재료의 적층 방향이 수직인 경우, 탄소 섬유가 단일 방향으로 배향된 $0/0^{\circ}$의 복합재료가 다방향 배향인 $0/45/90/-45^{\circ}$ 및 $0/90^{\circ}$ 복합재료에 비해 상대적으로 뛰어난 마찰특성을 나타내었다. 이는 탄소섬유의 배향 방향에 따라 마찰 면에 접촉하는 탄소섬유의 접촉면적이 변화되고 그 결과, 마찰에 의한 탄소섬유와 에폭시의 debonding 정도가 변화되기 때문이다. 이와는 달리 마찰 면과 적층 방향이 수평인 경우탄소섬유에 가해지는 응력의 종류에 따라 다른 마찰특성을 나타내며 인장응력이 작용하는 $0/90^{\circ}$로 탄소섬유가 배향된 복합재료가 가장 우수한 마찰특성을 갖는다. 마찰면과 탄소섬유 배향에 따라 마찰속도는 마찰계수에 영향을 미치지 못하는 반면 마멸지수와는 비례관계가 있음을 확인할 수 있었다.