• 제목/요약/키워드: dynamic head

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PIII&D (Plasma immersion ion implantation & deposition) 기술을 이용하여 제조된 NbN 박막이 인공관절용 UHMWPE 소재의 마모에 미치는 영향 평가

  • 박원웅;김은겸;문선우;김경훈;임상호;한승희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.228-228
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    • 2012
  • 인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

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방사모드에 따른 레이저 치료 효과 (A Effect of Photo Dynamic Therapy for LAZER Wave Mode)

  • 최덕수;임현수;이병구;네클라 커나르
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.134-139
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    • 2016
  • US Food and Drug Administration (FDA) approved as a innovative cure for cancer, 1996. The effect is death of cancer cells through necrosis, apoptosis. Mainly the Continuous Wave mode (CW) use for PDT Laser. It sting, the question including itch, and etc. Reportedly, the increase of temperature with the perforated edema, ulcer, necrosis. The Thermal relaxation time and Oxygen recovery time is necessary. To give a normal oxygen recovery time of the cell, used Pulse mode. Progress, it was Burst Pulse mode when easing the thermal wake, the simplicity was secured, the PDT effect is good. Excepted in control group CW, Pulse, Burst pulse mode were incubated with various concentrations of 5-aminolevulinic acid hydrochloride (ALA-5). The tumor size reduction CW mode (44%), Pulse mode (48%), Burst pulse mode (53%) at 4 week after PDT with 0.3, 0.3, 0.3 mg/ml of ALA-5. After 4 hours, investigation of 100, 100, $100J/cm^2$ laser irradiation. The pulse mode was superior in expirimental data analysis. And it was the Burst pulse mode edge head of a family effect.

Mechanical Properties of B-Doped Ni3Al-Based Intermetallic Alloy

  • Oh, Chang-Sup;Han, Chang-Suk
    • 한국재료학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.42-45
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    • 2012
  • The mechanical behavior and microstructural evolution during high temperature tensile deformation of recrystallized Ni3Al polycrystals doped with boron were investigated as functions of initial grain size, tensile strain rate and temperature. In order to obtain more precise information on the deformation mechanism, tensile specimens were rapidly quenched immediately after deformation at a cooling rate of more than $2000Ks^{-1}$, and were then observed by transmission electron microscopy (TEM). Mechanical tests in the range of 923 K to 1012 K were carried out in a vacuum of less than $3{\times}10^{-4}$ Pa using an Instron-type machine with various but constant cross head speeds corresponding to the initial strain rates from $1.0{\times}10^{-4}$ to $3.1{\times}10^{-5}s^{-1}$. After heating to deformation temperature, the specimen was kept for more than 1.8 ks before testing. The following results were obtained: (1) Flow behavior was affected by initial strain size; with decreasing initial grain size, the level of a stress peak in the true stress-true strain curve decreased, the steady state region was enlarged and elongation increased. (2) On the basis of TEM observation of rapidly quenched specimens, it was confirmed that dynamic recrystallization certainly occurred on deformation of fine-grained ($3.3{\mu}m$) and intermediate-grained ($5.0{\mu}m$) specimens at an initial strain rate of $3.1{\times}10^{-5}s^{-1}$ and at 973 K. (3) There were some dislocation-free grains among the new recrystallized grains. The obtained results suggest that both dynamic recrystallization and grain boundary sliding are operative during high temperature deformation.

무선 센서네트워크에서 동적 예비 클러스터 헤드를 이용한 효율적인 토폴로지 관리 방안에 관한 연구 (A Dynamic Pre-Cluster Head Algorithm for Topology Management in Wireless Sensor Networks)

  • 김재현;이재용;김석규;도윤미;박노성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권6B호
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    • pp.534-543
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    • 2006
  • 무선 애드 혹/센서 네트워크에서 제안된 일반적인 클러스터링 기반의 계층적 토폴로지 관리 기법들은 빈번한 토폴로지 변화에 따라 자주 클러스터링을 재구성하게 되고 네트워크 관리에 필요한 오버헤드가 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 재클러스터링 문제와 부하 분산을 위하여 동적 예비 클러스터 헤드 기법을 사용하는 멀티 흡클러스터링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 기법은 이동성과 전원 레벨로 구성된 가중치 맵을 사용하여 예비 클러스터 헤드를 선출하고 멀티 홉 클러스터를 구성한다. 클러스터 헤드는 이러한 가중치 맵과 임계값을 사용하여 헤드의 역할을 예비 클러스터 헤드에게 넘겨주게 된다. 실험결과, 제안하는 알고리즘이 네트워크의 오버헤드를 줄이고 부하 분산을 제공하며, 토폴로지 변화에 무관하게 적절한 클러스터와 멤버를 관리할 수 있음을 확인하였다.

고관절 관절가동기법이 뇌졸중 환자의 고관절 가동성, 균형과 보행능력에 미치는 효과 (Effect of Hip Joint Mobilization on Hip Mobility, Balance and Gait With Stroke Patients)

  • 김영훈;장현정;김선엽
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.8-17
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    • 2014
  • The purpose of this study was to examine the effects of hip joint mobilization (HJM) on walking ability, balance ability, and the joint range of motion in stroke patients to minimize the problems of the musculoskeletal system in patients with central nervous system diseases. All volunteers were randomly assigned to the HJM group ($n_1=14$) and the general neurodevelopment therapy (NDT) group ($n_2=16$). The HJM procedure involved applying Maitland mobilization techniques (distraction, lateral gliding, inferior gliding, and anterior gliding) by grade 3 to both hip joint. The mobilization process included mobilization and NDT for 15 min/day, 3 days a week for 4 weeks. The outcome measures were evaluated, including the hip joint passive range of motion (ROM) test and femur head anterior glide test (FHAG) using prone figure four test, dynamic and static balance abilities [timed up and go (TUG) test and center of pressure (COP) analysis], and walking ability [10-meter walking test (10MWT) and 6-min walking test (6MWT)]. Both the groups showed significant post-training differences in the hip joint ROM (FHAG and degree of hip extension) and 10MWT. The post-training improvements in the TUG test were significantly greater in patients of the HJM group than in the NDT group; however, there were no post-training improvements in COP in both groups. Patients in the HJM group showed post-training improvement in the 6MWT; however, statistically significant differences were not observed. Patients in the NDT group showed post-training improvements in the 6MWT. These results suggest that HJM improves hip joint ROM, dynamic balance ability, and walking speed in stroke patients. However, further studies are required to evaluate the long-term therapeutic efficacy of HJM in stroke patients.

프레스 금형 마모에 대한 음-초음파 신호 특성 분석 (Characterization of Acousto-ultrasonic Signals for Stamping Tool Wear)

  • 김용연
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.386-392
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    • 2009
  • This paper reports on the research which investigates acoustic signals acquired in progressive compressing, hole blanking, shearing and burr compacting process. The work piece is the head pin of the electric connector, whose raw material is the preformed steel bar. An acoustic sensor was set on the bed of hydraulic press. Because the acquired signals include the dynamic characteristics generated for all the processes, it is required to investigate signal characteristics corresponding to unit process. The corresponding dynamic characteristics to the respective process were first studied by analyzing the signals respectively acquired from compressing, blanking and compacting process. The combined signals were then periodically analyzed from the grinding to the grinding in the sound frequency domain and in the ultrasonic wave. The frequency of around 9 kHz in the sound frequency domain was much correlated to the tool wear. The characteristic frequency in the acoustic emission domain between 100 kHz and 500 kHz was not only clearly observed right after tool grinding but its amplitude was also related to the wear. The frequency amplitudes of 160 kHz and 320 kHz were big enough to be classified by the noise. The noise amplitudes are getting bigger, and their energy was much bigger as coming to the next regrinding. The signal analysis was based on the real time data and its frequency spectrum by Fourier Transform. As a result, the acousto-ultrasonic signals were much related to the tool wear progression.

고 자장에서 Dynamic Susceptibility Contrast 효과에 관한 연구 : Gradient EPI와 Spin-EPI기법의 비교 (A Study on Dynamic Susceptibility-weighted Perfusion MR Imaging at High Magnetic Filed : Comparison of Gradient Echo-EPI and Spin Echo-EPI)

  • 구은회;채홍인;박종배;임청환;김정구
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.11-16
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    • 2007
  • We have evaluated and compared of gradient echo and spin echo EPI for compensating about deeply distortion aspect in case of post-operation patients in magnetic resonance image. A total of 100 patients were performed on 3.0 T(GE Signa Excite E2, USA) with 8ch head coil. As a result of analysis, The SNRs of whiter and gray matter areas were 36.74 $\pm$ 06 and 39.96 $\pm$ 09 in the gradient echo EPI, the SNRs which white and gray matter areas were slightly higher than gradient echo EPI(P<0.005, paired student t-test). It was 46.24 $\pm$ 11 and 51.38 $\pm$ 13 in gradient and spin echo EPI, respectively. The signal intensity in the whiter and gray matter areas also were 87.33 $\pm$ 15.24 and 140.66 $\pm$ 13.45 in the gradient echo EPI techniques, The signal intensity of gradient echo EPI showed higher values compared to spin echo EPI. Otherwise, gradient echo EPI technique is distortion enough to operation wound and edge of the image, while spin echo EPI technique did not appear almost. In this point, the spin echo EPI technique, after surgical operation according to patient state beside gradient echo EPI techniques that signalbeside gradient echo EPI techniques that signal intensity is high and patient's case which image distortion is serious by metal etc, will be provide the useful information in adults and pediatric patients.

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경전철 직결식 콘크리트 궤도구조의 열차주행안전성 평가 (Evaluation of Train Running Safety for Direct Fixation Concrete Track on Light Rapid Transit)

  • 최정열;김준형;정지승;이선길
    • 한국안전학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.41-46
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    • 2017
  • The coefficient of derailment and the rate of wheel load reduction were used as the index of train running safety that was directly affected the train derailment safety. In aspects of track, the train running safety depends on the complex interaction between wheel and rail, and the track-vehicle conditions (i.e., the curvature, cant, track system, vehicle speed and the operation conditions, etc). In this study, the relationship between the train running safety and the track curvature and vehicle speed for direct fixation concrete tracks currently employed in Korean light rapid transit was assessed by performing field tests using actual vehicles running along the service lines. The measured dynamic wheel load, lateral wheel load and lateral displacement of rail head were measured for same train running on four tested tracks under real conditions, which included curved and tangent tracks placed on the tunnel and bridge, thus increasing the train speed by approximately maximum design speed of each test site. Therefore, the measured dynamic track response was applied to the running safety analysis in order to evaluate the coefficient of derailment, the rate of wheel load reduction and the track gauge widening at each test site, and compare with the corresponding Korean train running safety standard. As the results, the lateral track response of direct fixation concrete track appeared to increase with the decreased track curvature; therefore, it was inferred that the track curvature directly affected the train running safety.

차륜형 전투차량 전복 시 승무원 안전성 확보를 위한 시뮬레이션 연구 (Simulation of Rollover Crashes and Passenger Injury Assessment for a Wheeled Armored Vehicle)

  • 이경수;정의진;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권4호
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    • pp.385-391
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    • 2014
  • 차륜형전투차량은 보병부대의 전투력 강화와 기동성 향상을 목적으로 운용하는 군용차량이다. 전투차량은 운용 특성상 험난한 지형의 주행이 불가피하고 높은 무게 중심으로 인해 전복 사고의 위험성이 크다. 이러한 이유로 전투차량의 내부는 전복 사고에 따른 승무원의 안전성을 고려하여 설계해야 할 필요가 있다. 하지만 실제 차량을 이용한 시험은 현실적으로 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 차륜형전투차량의 전복 시험을 모사하여 승무원의 안전성을 측정하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션 및 모델링 방법에 관한 연구를 수행한다. 본 논문의 연구 범위는 전투차량 전복 시험 조건, 전투차량 유한요소 모델링, 유한요소 인체 더미의 적용 방법, 전복 시험 시뮬레이션, 시뮬레이션 적용 시 발생 가능한 문제와 해결 방안 제시, 인체 상해치 계산 및 평가를 포함한다.

인공관절의 수명 향상을 위해 Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition 공정으로 증착된 NbN 박막에 대한 UHMWPE Liner 소재의 마모량 평가

  • 박원웅;김은겸;전준홍;최진영;문선우;임상호;한승희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.137-137
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    • 2012
  • 인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 직접적인 마모 운동을 수행하게 되므로, 이 부분의 소재 특성에 따라 인공관절의 수명이 결정 되게 된다. 현재 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE 의wear debris에 의해 골용해가 발생하게 되어 인공관절의 수명이 저하되는 문제점이 있으며, 금속 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 저하시키는 또 다른 원인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition) 공정을 이용하여 금속 (Co-Cr-Mo 합금)소재 위에 세라믹 (niobium nitride) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 금속 소재 위에 증착된 세라믹 박막은 상대재인 UHMWPE의 마모량을 줄여줄 뿐만 아니라 금속이온의 용출을 막아준다는 장점이 있으나, 장시간의 마모 운동에 의하여 발생하는 박막의 박리 현상은 인공관절의 수명을 급격히 저하시키는 또 다른 원인이 된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. Dynamic ion mixing 공정을 수행함에 따라 박막과 금속 사이의 접착력이 증가하게 되어, UHMWPE의 마모량이 2배 가까이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 장시간의 마모시험에서도 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 UHMWPE의 마모량을 감소시키기 위하여 박막을 증착하기 전에 금속 소재에 질소 이온주입을 수행하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였다. 질소 이온주입 결과 Co-Cr-Mo 합금 표면에 부분적으로 CrN, Cr2N의 세라믹 상이 형성 되는 것을 확인할 수 있었으며, 그에 따라 UHMWPE의 마모량이 2배 이상 감소 되는 것을 확인 할 수 있었다.

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