• Geomechanics and Engineering
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• 제33권1호
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• pp.11-18
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• 2023

This study explores a new energy partitioning approach to determine the fracture toughness of 3-D printed pristine/recycled high density polyethylene (HDPE) blends employing the essential work of fracture (EWF) concept. The traditional EWF approach conducts a uniaxial tensile test with double-edge notched tensile (DENT) specimens and measures the total energy defined by the area under a load-displacement curve until failure. The approach assumes that the entire total energy contributes to the fracture process only. This assumption is generally true for extruded polymers that fracture occurs in a material body. In contrast to the traditional extrusion manufacturing process, the current 3-D printing technique employs fused deposition modeling (FDM) that produces layer-by-layer structured specimens. This type of specimen tends to include separation energy even after the complete failure of specimens when the fracture test is conducted. The separation is not relevant to the fracture process, and the raw experimental data are likely to possess random variation or noise during fracture testing. Therefore, the current EWF approach may not be suitable for the fracture characterization of 3-D printed specimens. This paper proposed a new energy partitioning approach to exclude the irrelevant energy of the specimens caused by their intrinsic structural issues. The approach determined the energy partitioning location based on experimental data and observations. Results prove that the new approach provided more consistent results with a higher coefficient of correlation.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권4호
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• pp.544-548
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• 2005

사출구 온도$(110,\;120^{\circ}C)$와 사출구멍 직경(1.0, 2.0, 3.0 mm)을 달리하여 제조한 압출성형 인삼의 추출패턴, 추출속 도상수, 추출수율 및 조사포닌 함량의 변화를 분석하였다. 인삼 추출물의 갈색도와 적색도는 유효성분의 지표가 되므로 인삼의 추출패턴과 추출속도상수를 알아보기 위해 침출시간(1 min에서 50 min)에 따른 갈색도와 적색도를 구하였다. 갈색도와 적색도는 추출시간 1분에서 50분까지 증가하는 경향을 보였다. 또한 갈색도와 적색도 추출속도상수는 사출구온도가 $110^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$로 증가함에 따라 증가하였으며 사출구 온도 $110^{\circ}C$, 사출구멍 직경 2.0 mm에서 추출속도상수가 가장 낮았다. 원료 백삼분말의 추출수율은 $21\%$를 나타냈으며 백삼 압출성형물의 추출수율은 약 $40\%$를 보여 압출성형공정을 통해 추출수율이 약 2배 증가하였다. 사출구 온도가 $110^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$로 증가함에 따라 추출수율은 증가하였으며 사출구멍 직경이 1.0 mm에서 3.0 mm로 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 본 실험에서 사출구온도 $120^{\circ}C$와 직경 3.0 mm의 사출구멍 1개 에서 추출수율이 가장 높았다. 사출구 온도에 따른 조사포닌 함량은 직경 3.0 mm인 사출구멍 1개인 경우, 사출구 온도 $110^{\circ}C$와 $120^{\circ}C$에서 각각 높은 값을 나타내었다. 압출성형 인삼의 추출율과 추출 속도의 증가는 압출성형공정을 통한 기공의 형성과 전단력에 의한 세포벽의 파괴에 기인한 것으로 판단되었다.\%$로 가장 많이 함유되어 있었다. 비타민 A는 올리브 잎 5.10 mg/100 g, 월계수 잎 6.49 mg/100 g로 나타났고 비타민 C는 올리브 잎 36.64 mg/100 g, 월계수 잎 13.86 mg/100 g로 나타났다. 올리브 잎과 월계수 잎 모두에서 비타민 $B_1,\;B_2$, niacin이 소량 함유되어 있었으며 $B_6$과 $B_{12}$은 검출되지 않았다.한다면 더욱 명확해질 수 있으리라 생각된다. 1일 30 mg이라는 양은 우리들이 섭취할 때는 80 mg(1포)에 해당하는 양이다. 따라서 사람에 따라 차이가 있을 수 있으나 일반적으로 꾸준히 1일 1포 이상의 섭취는 체내 중금속 농도를 감소시키는데 도움을 줄 수 있으리라 판단된다.으나(p<0.05) DPAn-6와 DHA의 합에는 변화가 없었다. 따라서 뇌 성숙 발달 과정동안 n-3 지방산 결핍은 뇌의 DHA의 결핍을 초래하고 이러한 비정상적인 조건에서 DPAn-6의 증가를 유발하였으며 이러한 지방산 조성의 변화와 공간과 후각에 기초를 하는 기억 학습 능력 저하의 관련성에 대해서는 앞으로 연구가 진행되어져야 할 것으로 사료되어진다.저해율이 $70\%$ 이상인 해조류는 파래, 미역, 다시마, 톳이었고, 김은 $68\%$로 나타나 해조류 간에 차이는 적었다. 이상에서 Ames test와 MTT assay를 통해 해조류 에탄올 추출물의 항돌연변이 효과와 암세포 성장억제 효과를 검색한 결과, 톳, 파래와 다시마는 항돌연변이 효과 및 암세포 성장억제 효과가 우수한 것으로 나타났고, 암세포에 대한 항암 효과는 각 시료마다 정도의 차이는 있으나 5종의 해조류 모두 암세포 증식을 억제하는 것으로 나타났다. 이 결과는 해조류가 개발 가능한 고부가가치의 기능성식품 소재임을 확인한 것으로서, 이를 위해서는 갈조류,

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.241-248
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• 2021

전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제3권3호
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• pp.253-260
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• 1993

용해와 주조, 압출과 열처리 기술의개선으로 고강도, 고파괴인성의 AI-Li-Cu 합금(2090 AI합금)을 제조하였다. 또한 준 산업용 규모(20kg)의 잉고트 제조공정을 확립하기 위해서 (1)선 (2)기계적 성질들에 미치는 열처리 영향 (3) 인장시험, 파괴인성 시험($K_{Ic}$) 및 피로균열 전파시계를 갖고 있으며 최종 제품의 인장강도는 최대시효 조건에서 534MPa부터 566MPa이었고 연신율은 9%에서 11.9%정도였다. C-T 시편을 이용한 파괴인성 시험 결과 최대시효 조건에서 평면변형 파괴인성 ($K_{Ic}$)값은 39MPa$\surd$m였고 미시효 조건에서는 23MPa$\surd$m였다. 또한 0.1, 0.3, 0.5의 하중비에서 피로균열 전파시험을 행하였을때 임계응력 확대계수(${\Delta}K_{th}$)는 각각 6.0, 5.3, 4.3 MPa$\surd$m이었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.183-194
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• 2004

연약점토지반의 압밀거동 예측시, 압축성과 투수성에 대한 비선형 물질함수 특성을 규명하는 것은 가장 중요하며 기본적인 선행 연구내용이라 할 수 있다. 본 연구에서는 압축성과 투수성에 대한 물질함수 특성을 파악하기 위해 해성점토를 이용한 실내 시험을 실시하였다. 실내시험은 수직배수조건 및 수평배수조건, 수직 수평배수조건으로 구분하되 표준압밀 시험과 로우셀 시험등을 실시하였다. 수평배수조건에 대한 물질함수 특성을 파악하기위한 개량 표준압밀 시험장치를 개발하였으며, 시료교랸영항을 최소화하기위한 별도의 시료추출장치를 고안하였다. 또한 로우셀 시험결과와의 비료를 통해, 시험법에 있어 비교적 간편한 개량 표준압밀 시험결과의 신뢰도를 확인할 수 있었다. 모든 시험결과를 통한 유효응력-간극비-투수계수등에 관한 물질함수 특성을 분석한 결과, 유효응력 단계별 간극비 분포는 누승함수의 형태로 표현될 수 있으며, 간극비 단계별 투수계수는 지수함수의 형태로 표현됨을 확인할 수 있었다. 초기함수비가 높고 전단강도가 작은 연약점토의 경우, 유효응력단계별 압축성과 투수성의 비선형성이 매우 크게 나타났으며, 연약 점토지반의 압밀현상 예측에 있어 이러한 비선형성은 무시할 수 없는 큰 영향요소임을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제31권1호
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• pp.60-69
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• 2005

Orthopedic rapid maxillary expansion(RME) has been a common treatment modality used to widen narrow maxillae in young children. However, since more skeletally matured adolescents or adults has closed midpalatal suture, the result of RME was undesirable because of dental tipping with little or no basal skeletal movement and resulted to many other complications. After such treatment, complications often occurred such as alveolar bending, compression of periodontal ligament, extrusion, buccal tipping, and severe relapse. Thus, surgically assisted rapid maxillary expansion(SA-RME) is required, especially for patients over 14 years old, to skeletally release maxillary expansion. We used two methods of maxillary expansion surgery. Surgically assisted rapid maxillary expansion(SA-RME) & surgically assisted posterior segmental expansion(SA-PSE) were used for narrow maxilla. The study was divided into two groups(SA-RME group and SA-PSE group). SA-RME group was consisted of 2 males and 4 females, and the ages of materials ranged from 15 years to 25 years with a mean of 20.2 years. SA-PSE group was consisted of 1 male and 5 females, and the ages ranged from 13 years to 23 years with a mean of 18.7 years. Dental study models were fabricated before starting the expansion and immediately after the expansion was completed. It was fabricated again 1 month later, 3 months later when the expansion device was removed, and 6 months later after the expansion was completed. A repeated measures analysis of variance(ANOVA) test was applied to assess changes between each groups over time. The amount of expansion and the amount of tipping movement each in both groups were compared by using paired t-test and it was also compared between each subjects within the group by using independent t-test. Both SA-RME and SA-PSE group showed stable results, but SA-PSE group showed statical significance in tipping movement of second premolar. We compared 6 patients who recieved SA-RME with 6 patients who received SA-PSE, and appraised the clinical usefulness.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.133-139
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• 2017

식물로부터 유래하는 바이오매스를 25% 이상 함유하는 바이오 베이스 플라스틱은 탄소배출을 억제하는 효과가 있고, 한정된 자원인 석유의 소비량을 줄일 수 있으며, 산화생분해 첨가제를 추가 적용하면 폐기 후에는 미생물에 의해 생분해되기 때문에 친환경적인 소재로 최근 연구가 활발하다. 본 연구에서는 염화비닐수지에 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제를 첨가하여 생분해성 및 물성변화등을 관찰하였다. 또한 초기 신장율과 인장강도 등의 물성이 우수한 자연에서 분해되는 산화 생분해 투명 바이오 필름을 제조하여 식품포장재로서의 제품 안전성을 시험하였다. 염화비닐 수지와 1차 가소제, 2차 가소제, 방담제, 안정제를 비율에 맞게 투입한 다음, 고속혼합기에서 혼합한 후, 압출성형기를 이용하여 압출한 뒤 냉각 와인더 롤을 통해 두께 $12{\mu}m$의 대조구와 산화생분해 투명 바이오 필름을 제조하였다. 기계적 물성으로 인장강도, 연신율 및 최대하중연신율을 측정하였으며, 생분해 실험을 실시하였다. 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제로 제조된 투명 바이오 필름은 대조구 대비 인장강도 및 연신율이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 ASTM D 6954-04 방법에 따라 45일간 생분해 테스트를 한 결과 표준물질인 셀룰로오스 분말 대비 61.4%의 생분해를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.73-80
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• 2022

이 연구는 3D 프린팅 복합재료에 대하여 굳지 않은 상태에서는 시간에 따른 경시변화와 레올로지 특성을 평가하였으며, 굳은 상태에서는 적층된 시험체와 몰드 시험체에 대하여 압축강도와 쪼갬 인장강도 특성을 평가하였다. 3D 프린팅용 복합재료는 압출 30분 후부터 급격한 물성변화가 시작되고 90분까지 재료의 점도가 유지되는 경향을 나타나지만, 이송성능과 적층성능의 품질을 확보하기 위해서는 배합 후 60분 이내의 시공이 효과적임을 확인하였다. 적층 시험체의 압축강도는 몰드 시험체 대비 전 재령에서 동등이상의 성능을 나타내었다. 적층 시험체의 응력-변형률 곡선에서 초기 기울기는 몰드 시험체와 유사하게 나타났지만, 최대 응력 이후의 하강 기울기는 몰드 시험체 대비 평균적으로 1.9배 높게 나타나 상대적으로 취성적인 거동을 하였다. 적층 패턴으로 수직으로 측정한 쪼갬인장강도는 몰드 시험체 대비 약 6% 낮게 나타났으며, 적층 패턴을 수평으로 측정할때는 몰드 시험체와 거의 동일한 쪼갬 인장강도를 나타내었다. 이는 적층 시험체의 패턴 방향에 따라 수직하중에 대한 계면간의 부착력이 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권5호
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• pp.641-657
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• 2020

A unique lightweight string truss deployable bridge assembled by thin-walled fiber reinforced polymer (FRP) and metal profiles was designed for emergency applications. As a new structure, investigations into the static structural performance under the serviceability limit state are desired for examining the structural integrity of the developed bridge when subjected to unsymmetrical loadings characterized by combined torsion and bending. In this study, a full-scale experimental inspection was conducted on a fabricated bridge, and the combined flexural-torsional behavior was examined in terms of displacement and strains. The experimental structure showed favorable strength and rigidity performances to function as deployable bridge under unsymmetrical loading conditions and should be designed in accordance with the stiffness criterion, the same as that under symmetrical loads. In addition, a finite element model (FEM) with a simple modeling process, which considered the multi segments of the FRP members and realistic nodal stiffness of the complex unique hybrid nodal joints, was constructed and compared against experiments, demonstrating good agreement. A FEM-based numerical analysis was thereafter performed to explore the effect of the change in elastic modulus of different FRP elements on the static deformation of the bridge. The results confirmed that the change in elastic modulus of different types of FRP element members caused remarkable differences on the bending and torsional stiffness of the hybrid bridge. The global stiffness of such a unique bridge can be significantly enhanced by redesigning the critical lower string pull bars using designable FRP profiles with high elastic modulus.

• 대한치과교정학회지
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• 제48권4호
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• pp.224-235
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• 2018

Objective: The purpose of this study was to compare the skeletal, dental, and soft-tissue treatment effects of nonextraction therapy using the modified C-palatal plate (MCPP) to those of premolar extraction (PE) treatment in adult patients with Class II malocclusion. Methods: Pretreatment and posttreatment lateral cephalographs of 40 adult patients with Class II malocclusion were retrospectively analyzed. The MCPP group comprised 20 patients treated with total arch distalization of the maxillary arch while the PE group comprised 20 patients treated with four PE. Fifty-eight linear and angular measurements were analyzed to assess the changes before and after treatment. Descriptive statistics, paired t-test, and multivariate analysis of variance were performed to evaluate the treatment effects within and between the two groups. Results: The MCPP group presented 3.4 mm of retraction, 1.0 mm of extrusion, and $7.3^{\circ}$ lingual inclination of the maxillary central incisor. In comparison, the PE group displayed greater amount of maxillary central incisor retraction and retroclination, mandibular incisor retraction, and upper lip retraction (5.3 mm, $14.8^{\circ}$, 5.1 mm, and 2.0 mm, respectively; p < 0.001 for all). In addition, the MCPP group showed 4.0 mm of distalization and 1.3 mm of intrusion with $2.9^{\circ}$ distal tipping of the maxillary first molars. Conclusions: These findings suggest the MCPP is an effective distalization appliance in the maxillary arch. The amount of incisor retraction, however, was significantly higher in the PE group. Therefore, four PE may be recommended when greater improvement of incisor position and soft-tissue profile is required.