• 제목/요약/키워드: dynamic mechanical properties.

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섬유로프 계류시스템의 크리프 효과가 부유체의 운동응답 및 계류선의 장력 변화에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on Creep Effect of Synthetic Fiber Rope Mooring System on Motion Response of Vessel and Tension of Mooring Line)

  • 박성민;이승재;강수원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.151-160
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    • 2017
  • Growing demand and rapid development of the synthetic fiber rope in mooring system have taken place since it has been used in deep water platform lately. Unlike a chain mooring, synthetic fiber rope composed of lightweight materials such as Polyester(polyethylene terephthalate), HMPE(high modulus polyethylene) and Aramid(aromatic polyamide). Non-linear stiffness and another failure mode are distinct characteristics of synthetic fiber rope when compared to mooring chain. When these ropes are exposed to environmental load for a long time, the length of rope will be increased permanently. This is called 'the creep phenomenon'. Due to the phenomenon, The initial characteristics of mooring systems would be changed because the length and stiffness of the rope have been changed as time goes on. The changed characteristics of fiber rope cause different mooring tension and vessel offset compared to the initial design condition. Commercial mooring analysis software that widely used in industries is unable to take into account this phenomenon automatically. Even though the American Petroleum Institute (API) or other classification rules present some standard or criteria with respect to length and stiffness of a mooring line, simulation guide considers the mechanical properties that is not mentioned in such rules. In this paper, the effect of creep phenomenon in the fiber rope mooring system under specific environment condition is investigated. Desiged mooring system for a Mobile Offshore Drilling Unit(MODU) with HMPE rope which has the highest creep is analyzed in a time domain in order to investigate the effects creep phenomenon to vessel offset and mooring tension. We have developed a new procedure to an analysis of mooring system reflecting the creep phenomenon and it is validated through a time domain simulation using non-linear mooring analysis software, OrcaFlex. The result shows that the creep phenomenon should be considered in analysis procedure because it affects the length and stiffness of synthetic fiber rope in case of high water temperature and permanent mooring system.

모르타르의 동결융해 피해에 미치는 폴리프로필렌 섬유의 영향 (Effect of Polypropylene Fiber on the Freeze-Thaw Damage of Mortar)

  • 유재철;김규용;이상규;황의철;남정수
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.438-444
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    • 2019
  • 본 연구에서는 모르타르의 동결융해피해에 미치는 폴리프로필렌섬유의 영향을 실험적으로 검토하였다. 섬유를 혼입하지 않은 섬유무보강 모르타르와 폴리비닐알코올섬유를 혼입한 모르타르를 비교 대상으로 하여 폴리프로필렌섬유의 혼입이 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 압축 및 휨특성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 300사이클의 동결융해 시험 후 모르타르의 질량감소율, 상대동탄성계수 및 공극크기분포에 대한 시험을 실시하였다. 그 결과, 섬유종류에 관계없이 섬유무혼입 모르타르에 비해 섬유혼입 모르타르는 300사이클의 동결융해시험 후 압축강도 및 휨강도의 역학적 성능저하와 질량감소율의 증가를 억제하는 것이 가능했다. 한편, 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 공극감소에 대한 저항에 폴리비닐알코올섬유뿐만 아니라 폴리프로필렌섬유가 효과적으로 작용할 수 있는 것을 확인했으나 폴리프로필렌섬유를 혼입한 모르타르의 동결융해저항성을 향상시키기 위해서는 폴리비닐알코올섬유에서 기대할 수 있는 시멘트매트릭스와의 결합효율을 증가시킬 필요가 있다.

열처리에 따른 경질 폴리우레탄의 물성 변화 연구 (Studies of Annealing Effect on the Properties of the Rigid Polyurethane)

  • 강성중;정현철;김우년;이영범;최건형;홍성호;김상범
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.18-24
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    • 1998
  • 작용기가 2.9인 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI)와 polyester polyol 그리고 사슬 연장제로서 1,4-butane diol로부터 제조한 polyurethane을 시차 주사 열분석기(DSC) 동적 기계적 열분석기(DMTA), 그리고 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)를 이용하여 물성을 연구하였다. 본 연구에서 제조한 polyurethane은 MDI의 높은 작용기로 인한 가교 때문에 균일한 망상구조를 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 하드 세그먼트 함량이 증가할수록 $T_g$는 증가함을 관찰할 수 있었다. 이러한 DSC 결과는 DMTA에서도 재확인할 수 있었다. 한편 polyurethane의 열처리 효과(annealing effect)를 관찰하기 위해 다양한 열처리 조건에 따라 polyurethane의 열분석을 하였다. 그 결과 열처리 온도가 증가될수록 폴리우레탄의 $T_g$가 증가됨을 관찰할 수 있었다. 반면에 열처리 시간에는 크게 의존하지 않음을 관찰할 수 있었다. 이러한 $T_g$의 증가는 팽윤(swelling) 실험으로부터 열처리에 따라 가교 밀도가 증가하며 이러한 가교 밀도의 증가가 polyurethane의 $T_g$를 상승시키는 원인임을 확인 할 수 있었다. 반면에 FT-IR 연구로부터 열처리에 의한 polyurethane의 수소결합 정도의 변화는 관찰할 수 없었다.

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미분구적법을 이용 중면신장 및 회전관성의 영향을 고려한 원형아치의 고유진동해석 (Free Vibration Analysis of Circular Arches Considering Effects of Midsurface Extension and Rotatory Inertia Using the Method of Differential Quadrature)

  • 강기준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.9-17
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    • 2021
  • 빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서 원형 아치의 사용 증가로 인해 이러한 구조물의 동적 거동 해석에 있어 괄목할 만한 성과가 있어 왔다. 탄성 원형 아치의 안정성 거동 해석분야는 많은 연구자들의 관심분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한차분법 혹은 유한요소법으로 해결해왔다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중으로 인한 과도한 컴퓨터 용량의 사용과 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. 상미분방정식 혹은 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 또한 비선형 구조, 하중, 혹은 재료 물성 치로 인한 과도한 컴퓨터 용량의 사용과 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 지금도 많이 사용된다. 본 연구에서는, DQM을 이용하여 중면 신장 및 회전 관성의 영향을 고려한 원형 아치의 내 평면 진동을 분석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계 조건, 그리고 열림 각에 따른 기본 진동수를 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해 혹은 다른 수치해석과 비교하였다. 해석결과에 따르면 DQM은, 적은 격자점을 사용하고도, 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었고, 중면 신장 및 회전 관성이 원형 아치의 기본 진동수에 미치는 영향을 분석할 수 있게 했다.

나노셀룰로오스 분말 개발과 폴리젖산 내 핵제 적용 연구 (Development and Application of Cellulose Nanofiber Powder as a Nucleating Agent in Polylactic Acid)

  • 주상현;이아정;신영은;박태훈
    • 한국포장학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.51-57
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    • 2023
  • 이 연구에서는 고압 균질기를 통해 제작된 CNF 수 분산액을 PLA에 적용시키는데 있어 비용과 생산 효율성을 고려하여 동결 건조 방식이 아닌 오븐 건조를 통해 수분을 제거한 ODCNF를 제조하였다. 건조 후 고형화된 CNF 분말을 생분해성 고분자인 PLA에 접목시켜 압출, 사출 공정에서 발생하는 전단응력으로 재분산을 유도하였고, 성공적으로 시편이 만들어졌다. 제작된 시편에 대하여 진행된 전계방사 전자현미경 측정을 통해 셀룰로오스 입자가 PLA 매트릭스 내에 함침되어 있는 것을 확인하였다. 또한 시차주사열량계 측정에서 ODCNF가 PLA에 적용되었을 때 결정화도 상승과 냉 결정화 온도가 앞당겨지는 것을 확인하였다. 그리고 냉각 과정에서 결정이 생성되는 것을 통해 실제 생산 공정에 적용할 경우, 친환경 핵제로써 역할을 수행할 수 있을 것으로 판단하였다. 추가적으로 유변물성 측정기를 통해 첨가된 ODCNF가 PLA의 점도를 과도하게 증가시키지 않아 기존 공정 조건에 그대로 적용할 수 있음을 확인하였고, 이는 제작된 시편을 통해서도 알 수 있었다. 동적 점탄성 특성에서는 첨가된 ODCNF 입자의 필러 효과와 향상된 결정화도로 인해 유리상과 고무상에서 모두 저장 탄성율의 비율이 PLA에 비해 높게 유지되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 연구결과를 바탕으로 대량 생산이 가능하고, 생산단가를 낮춘 ODCNF를 이용하여 CNF/PLA 기반의 100% 생분해성 복합재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

미세역학적시험법과 음향방출을 이용한 Jute 및 Hemp 섬유/폴리프로필렌 복합재료의 내구성 및 계면 평가 (Interfacial and Durability Evaluation of Jute and Hemp Fiber/Polypropylene Composites Using Micromechanical Test and Acoustic Emission)

  • 김평기;장정훈;김성주;황병선;박종만
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.55-62
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    • 2007
  • Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 (PP)의 내구성 및 계면 평가는 끓는 물 실험 전 후로 해서 조사되었고 끓는 물 실험 전 후에 따른 Jute와 Hemp 섬유의 수분함량은 TCA를 통해 측정되었다. 끓는 물 실험 후, Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도와 기계적 물성은 감소하였다. 반면에 물에 의해 부풀어 오른 미소섬유에 의해 미처리경우와 비교해서 접착일은 증가를 하였다. 그리고 끓는 물 실험 전·후의 Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌의 표면에너지는 동 접촉각을 통해 얻어졌다. 계면전단강도는 항상 열역학의 접착일과 일치하지는 않는다. 끓는 물 내에서, Jute와 Hemp 섬유는 물에 의해 부풀어지게 된다. 그래서 표면적과 수분 침투공간이 증가한다. 끓는 물 실험 전 후의 Jute와 Hemp 섬유 미세파괴 경향은 명백하게 다르다. Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 복합재의 환경적 영향에 의한 미세파괴 형태는 광학 현미경을 통한 관찰과 음향 방출 수와 에너지에 의해 상호 일치함을 보여주었다. 끓는 물 실험 이후, Jute 섬유는 Hemp 섬유와 달리 부풀어진 피브릴에 의한 낮은 인장강도에서 나타나는 미세파괴 형태를 보여주었다. 또한, 부풀어진 피브릴에 의해 미세파괴시 음향 방출 수는 증가를 하였으며, AE 진폭과 에너지는 감소하였다.

고양이의 내측 및 외측 척수망상로 세포의 전기생리학적 비교연구 (A Comparative Study on the Electrophysiological Properties of Medial and Lateral Spinoreticular Tract Cells in Cats)

  • 이석호;전제열;박춘옥;구용숙;김전;성호경
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제24권1호
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    • pp.181-194
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    • 1990
  • Vasomotor area로 알려져 있던 외측연수망상체는 최근 rostral ventrolateral medulla로 불리 면서 sympathoexcitatory neuron이 집중적으로 분포하는 연수내 부위로서, 체성교감신경반사에 중요한 역할을 하는 것으로 알려지고 있어 이 부위로의 입력정보가 그동안 많은 연구가 되어온 내측 척수망상로 세포와 어떤 차이를 보이는가를 규명하고자 하였다. 1) Medial SRT 세포는 34 cell중 약 60%가 동측으로 향하였으나, lateral SRT cell의 경우 47 cell의 약 60%가 반대측으로 향하였다. 2) 각 군의 세포를 말초자극에 대한 반응성에 따라, LT cell, Deep cell, HT cell및 WDR cell로 나누었으며 유해자극을 전달하는 세포를 HT와 WDR cell이라 하고, 무해자극을 전달하는 세포와 유해자극을 전달하는 세포의 비율로 볼 때, 다른 부위에 비하여 rostral VLM에 유해자극정보가 비교적 많이 전달됨을 볼 수 있었다. 3) 평균 전도 속도는 각 군간에 유의한 차이가 없었으나, Deep cell은 HT cell보다 유의하게 빠른 전도속도를 보였다. 4) Medial SRT 세포는 척수 회백질 내에서 Rexed laminae VII및 VIII에 주로 분포하며, LRN projecting SRT cell의 경우엔 전 lamina에 걸쳐 고루 분포하였다. 이상의 결과는 내측 및 외측 망상체간의 말초 입력 정보의 차이를 보여주고 있으며, 연수 망상체의 세 부위중 특히 rostral ventrolateral medulla로 많은 동통정보가 입력되고 있어 RVLM의 기능중 하나인 체성교감반사의 통합과 연관된 역할을 하리라 기대된다.

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