• 제목/요약/키워드: fracture failure

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탄화규소섬유와 탄소섬유 하이브리드 직물을 강화재로 한 SiC 매트릭스 세라믹복합재의 기계적물성, 산화 및 삭마 저항성 개선 연구 (Study on Improvement of Mechanical Property, Oxidation and Erosion Resistance of SiC Matrix Ceramic Composites Reinforced by Hybrid Fabric Composed of SiC and Carbon Fiber)

  • 윤병일;김명주;김재성;권향주;윤성태;김정일
    • Composites Research
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    • 제32권3호
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    • pp.148-157
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    • 2019
  • 본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$, $C_f-SiC_f/SiC$의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3점 굴곡시험과 Oxy-Acetylene 토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. $C_f/SiC$복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. $SiC_f/SiC$복합재는 $C_f/SiC$ 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 $SiC_f/SiC$보다는 연성의 파단모드 그리고 $C_f/SiC$ 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene 토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 $SiO_2$층을 형성하였으며, 특히 이 층은 $C_f-SiC_f/SiC$$SiC_f/SiC$ 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, $C_f/SiC$의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 $SiC_f/SiC$ 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.

열순환이 상아질 접착제의 결합 내구성에 미치는 영향 (THE EFFECT OF THERMOCYCLING ON THE DURABILITY OF DENTIN ADHESIVE SYSTEMS)

  • 문영훈;김종률;최경규;박상진
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권3호
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    • pp.222-235
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    • 2007
  • 이 논문의 목적은 열순환이 4종 상아질 접착 시스템의 결합 내구성에 미치는 영향을 측정한 것이다. 제3대구치의 상아질층을 노출시킨 후, 무작위로 8개군으로 나눈다: 3단계 산부식 시스템 (Scotchbond Multi-Purpose Plus; SM, All Bond-2 ; AB), 2 단계 산부식 시스템 (Single Bond; SB, One Step plus, OS), 2단계 자가부식 시스템 (Clearfil SE Bond; SE, AdheSE; AD), 1 단계 자가부식 시스템 (Promp L-Pop ; PL, Xeno III; XE). 8개 군에 각 상아질 접착제를 제조사의 지시에 따라 도포하고 복합레진 (Z250)을 적층한 후, 광조사한다. $37^{\circ}C$ 증류수에서 24시간 보관한 후, 각 군마다 정해진 프로그램으로 0, 1000, 2000회 열순환한 후, 저속 diamond saw로 $1\times1mm$ 막대형 시편을 제작한다. Universal testing machine (EZ-test; Shimadzu, Japan)으로 미세인장 결합강도를 측정하였고, 유의수준 0.05 level에서 ANOVA / Duncan's test로 통계분석 하였다. 상아질측 파단면과 접착계면에 대한 주사전자현미경 관찰을 시행하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다; 1. 3단계 상아질 접착제의 결합강도는 열순환 전후에 통계학적으로 유의한 변화를 나타내지 않았다. 2단계 산부식형 상아질 접착제의 결합강도는 열순환 처리에 의하여 유의하게 감소되었다. 2. 2단계 자가부식형 접착제 (SE)의 결합강도가 가장 높았고, 1단계 자가부식 접착제 (PL, XE)는 실험군 중 가장 낮은 결합강도를 보였다. 3. 모든 접착제는 주로 접착성 파괴가 발생하였고, 열순환에 의하여 산부식형 접착제는 접착성 파괴가, 1단계 자가부식형 접착제에서는 혼합형 파괴가 증가하는 경향을 나타내었다. 이상의 결과로, 상아질 접착제의 접착단계/과정이 결합내구성에 영향을 미침을 알 수 있었다. 따라서 접착과정의 단순화가 반드시 접착에 효과적이라고 할 수 없다.

RHS기둥-보 접합부의 모멘트전달효율 평가 (Evaluation of Moment Transfer Efficiency of a Beam Web at RHS Column-to-Beam Connections)

  • 김영주;오상훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.67-76
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    • 2006
  • 본 논문에서는 철골 각형강관단면(RHS) 기둥-보 접합부에서 웨브의 모멘트 전달효율을 평가하였다. 먼저, 5개의 철골보접합부에 대한 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 이들은 접합부 상세가 다르게 설계되었고, 따라서 휨저항 성능이 각기 다르다. 해석결과 RHS 기둥을 가진 모델은 기둥 플랜지의 면외변형 때문에 WF(Wide Flange) 기둥을 가진 모델에 비해 모멘트 전달효율이 저하함을 보였다. 스캘럽(WAH)과 얇은 강관기둥 두께도 모멘트 전달효율의 저하를 가져오는 원인으로서, 결과적으로 보-기둥 접합부의 파단을 초래할 가능성이 크다. 해석과 이전의 실험결과를 기초로 하면, 응력집중은 모멘트 전달효율과 반비례하고, 접합부의 변형능력은 모멘트 전달효율의 저하에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 더 나아가서 바닥슬래브가 있는 합성보 접합부에 대한 유한요소해석결과는 중립축이 상부플랜지 방향으로 상승함으로써 모멘트 전달효율이 저하했고, 이러한 영향은 접합부의 조기 취성파단을 초래하는 것을 보였다.

CAD/CAM을 이용한 다운 증후군 환자의 구강 재건 (APPLICATION OF CAD/CAM FOR ORAL REHABILITATION IN A PATIENT WITH DOWN SYNDROME)

  • 정현진;심준성;최병재;이제호
    • 대한장애인치과학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.95-98
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    • 2017
  • 본 증례는 다운 증후군이 있는 환자의 구강 재건 시 CAD/CAM 시스템 사용의 이점을 모색해보았다. 다운 증후군 환자들의 경우, 보철물 파절의 위험성이 크며 불가피하게 보철물을 재제작할 경우, CAD/CAM 시스템의 기존 데이터를 이용하여 최소한의 기공 과정만 진행하여 보철물을 빠른 시일 내에 재제작할 수 있다. 결과적으로 이는 심미적 및 기능적 개선을 통해 삶의 질을 높일 수 있는 보철물 제작 시 환자의 불편감과 치과의사의 노력을 최소화하는 방법이다.

GFRP 보강적층판 및 GFRP rod를 이용한 낙엽송 집성재 접합부의 모멘트저항 성능평가 (Moment Resistance Performance Evaluation of Larch Glulam Joints using GFRP-reinforced Laminated Plate and GFRP Rod)

  • 정홍주;송요진;이인환;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권1호
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    • pp.40-47
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    • 2016
  • 구조용 집성재 라멘 접합부에 일반적으로 사용되는 접합철물을 대신하여 단판과 GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic)를 복합시킨 GFRP 보강적층판과 삽입 접착형 GFRP rod를 접합물로 사용하였다. 이들을 적용시킨 접합부에 대한 모멘트저항 성능평가 결과, 접합철물을 이용한 실험체(Type-1)와 비교하여 GFRP 보강적층판과 GFRP rod 핀을 사용한 실험체의 항복모멘트는 4% 낮게 측정되었으나 회전강성은 29% 높게 측정되었다. 또한 GFRP 보강적층판과 목재(Eucalyptus marginata)핀을 사용한 실험체는 Type-1 실험체와 비교하여 항복모멘트 11%, 회전강성 56% 높게 측정되며 가장 양호한 성능을 나타냈었다. 파괴형상과 완전탄소성 분석을 통해서도 핀에 의한 전단내력으로부터의 취성파괴가 아닌 연성거동을 나타내며, 접합내력이 상승하고 부재의 일체화가 이루어짐을 확인하였다. 반면, GFRP rod를 삽입 접착한 실험체는 접착 불량으로 측정이 불가하거나 접합성능이 매우 낮게 측정되었다.

고정원 강화를 위해 치면에 부착한 fiber-reinforced composite과 스테인리스강 와이어의 피로한도 비교 (Comparison of the fatigue limit of fiber-reinforced composites and stainless steel wires when attached to the tooth surface for anchorage reinforcement)

  • 김문정;박수병
    • 대한치과교정학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.302-311
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    • 2005
  • 본 연구는 고정원을 강화하는데 사용되는 fiber-reinforced composite (FRC)과 스테인리스강 와이어의 피로 한도를 치아의 생리적 동요도가 허용되는 조건에서 비교하여 FRC의 임상적 유용성을 알아보기 위해 시행되었다. 스테인리스강 와이어군은 각형과 원형 와이어군으로 나누고 FRC군은 uni-directional군과 woven군, 그리고 각각의 군에 있어서 치간 부위에 레진을 코팅한 군과 코팅하지 않은 군으로 나누었다 각 군간의 피로한도를 일반적인 교정치료기간을 재현한 $5{\times}10^5cycle$의 피로한도 내에서 측정하여 비교하였다. 그 결과 스테인리스강 와이어에서는 각형 와이어가 원형 와이어보다 피로한도가 더 높았지만 통계적으로 유의하지는 않았다 (p>0.05) 치간부위를 레진으로 코팅한 FRC와 코팅하지 않은 FRC 모두 uni-directional군이 woven군보다 피로한도가 더 높게 나타났으며 (p<0.05) 그 값은 치간 부위를 레진으로 코팅한 FRC가 코팅하지 않은 FRC보다 더 높게 나타났다(p<0.05). 스테인리스강 와이어와 FRC 모두 임상적으로 유용한 $5{\times}10^5cycle$의 피로한도 내에서는 파절되지 않았기 때문에 둘 다 고정원 강화를 위해 사용하여도 충분하며 또한 심미성이 요구되거나 부가적인 장치의 부착이 필요한 곳에서는 FRC를 사용하여도 충분하리라 생각된다.

하악 임플란트 overdenture에서 anchorage system이 하중전달에 미치는 영향 (EFFECT OF ANCHORAGE SYSTEMS ON LOAD TRANSFER WITH MANDIBULAR IMPLANT OVERDENTURES : A THREE-DIMENSIONAL PHOTOELASTIC STRESS ANALYSIS)

  • 김진열;전영찬;정창모
    • 대한치과보철학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.507-524
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    • 2002
  • Load transfer of implant overdenture varies depending on anchorage systems that are the design of the superstructure and substructure and the choice of attachment. Overload by using improper anchorage system not only will cause fracture of the framework or screw but also may cause failure of osseointegration. Choosing anchorage system in making prosthesis, therefore, can be considered to be one of the most important factors that affect long-term success of implant treatment. In this study, in order to determine the effect of anchorage systems on load transfer in mandibular implant overdenture in which 4 implants were placed in the interforaminal region, patterns of stress distribution in implant supporting bone in case of unilateral vertical loading on mandibular left first molar were compared each other according to various types of anchorage system using three-dimensional photoelastic stress analysis. The five photoelastic overdenture models utilizing Hader bar without cantilever using clips(type 1), cantilevered Hader bar using clips(type 2), cantilevered Hader bar with milled surface using clips(type 3), cantilevered milled-bar using swivel-latchs and frictional pins(type 4), and Hader bar using clip and ERA attachments(type 5), and one cantilevered fixed-detachable prosthesis(type 6) model as control were fabricated. The following conclusions were drawn within the limitations of this study, 1. In all experimental models. the highest stress was concentrated on the most distal implant supporting bone on loaded side. 2. Maximum fringe orders on ipsilateral distal implant supporting bone in a ascending order is as follows: type 5, type 1, type 4, type 2 and type 3, and type 6. 3. Regardless of anchorage systems. more or less stresses were generated on the residual ridge under distal extension base of all overdenture models. To summarize the above mentioned results, in case of the patients with unfavorable biomechanical conditions such as not sufficient number of supporting implants, short length of the implant and unfavorable antero-posterior spread. selecting resilient type attachment or minimizing distal cantilever bar is considered to be appropriate methods to prevent overloading on implants by reducing cantilever effect and gaining more support from the distal residual ridge.

9% 니켈강재식 LNG 저장탱크용 통합제어안전관리시스템에 관한 연구 (A Study on the Integrated Control and Safety Management System for 9% Ni Steel LNG Storage Tank)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.13-18
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    • 2010
  • 본 연구는 9% 니켈강재식 LNG 저장탱크용 통합제어안전관리시스템을 개발하고자 한다. 새로운 통합제어안전관리 시스템은 기존의 측정 및 제어시스템에 비해 압력, 변위, 하중을 측정할 수 있는 장치를 추가하였다. 또한, 측정된 데이터는 새로운 제어장치와 안전관리 시스템에 의해 통합되고 분석하는 프로세스를 동시적으로 진행하는 것이다. 초대형 완전밀폐식 LNG 저장탱크의 안전성과 효율성을 증가시키기 위해 통합제어안전관리시스템은 압력계이지를 추가하고, 내부탱크의 외측벽과 스티프너, 톱거더의 용접지역, 코너 프로텍션 탱크의 외측벽에 새로운 변위센서/압력센서를 설치하였다. 변위센서와 하중센서는 내부탱크와 코너 프로텍션 탱크의 9% 니켈강재 구조물에 대한 파손징후를 제공할 수 있고, 내부탱크로부터 누설되는 LNG를 감시할 수 있다. 기존의 누설센서는 내부탱크와 코너 프로텍션 사이의 단열지역에 설치한 누설감지기에 의해 경고신호가 접수될 때까지도 9% 니켈강재 탱크의 파괴에 대한 적절한 정보를 제공하지 못한다는데 문제가 있다. 따라서, 새로운 통합제어안전관리시스템은 온도, 압력, 변위, 하중, LNG의 밀도 데이터를 수집하고 분석하기 위한 것으로, 탱크시스템의 안전성과 내부탱크의 누설을 제어하기 위한 시스템이다. 또한, 디지털 데이터는 9% 니켈강재로 제작한 탱크의 안전성에 관련된 변위와 하중, LNG의 액위와 밀도, 쿨다운 공정, 누설, 압력 등을 제어하기 위해 측정한다.

멤브레인식 LNG 저장탱크용 통합제어안전관리시스템에 대한 연구 (A Study on Integrated Control and Safety Management Systems for LNG Membrane Storage Tank)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.40-46
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    • 2010
  • 본 연구에서는 기존 멤브레인식 LNG 저장탱크의 측정장치와 안전장치에 대한 고찰과 분석을 통해 초대형 멤브레인 식 LNG 저장탱크에 적합한 새로운 통합제어안전관리시스템 연구를 수행하고자 한다. 통합제어안전관리시스템은 기존에 단수로 설치한 압력계를 추가하고, 기존의 LNG 저장탱크에는 없는 변위센서와 하중센서를 내부탱크와 예응력 콘크리트 구조물 사이를 관통하는 강재앵커에 새로이 설치함으로써 초대형 LNG 저장탱크의 안전성과 효율성을 향상시키는 역할을 담당할 것으로 예상된다. 변위센서와 하중센서는 멤브레인 패널의 파손여부, 내부탱크로부터 발생된 LNG 누설의 단서를 제공하게 될 것이다. 기존의 누설센서는 내부탱크 뒤편의 보냉재 공간에 설치한 온도센서에 의해 LNG 누설이라는 신호를 보낼 때까지도 멤브레인 패널의 손상에 관련된 적절한 정보를 제공하지 못할 수 있다. 결국 새로운 통합제어안전관리시스템은 온도, 압력, 변위량, 하중, LNG의 밀도 데이터를 수집하고 분석하기 위한 것으로, 탱크시스템의 안전성과 내부탱크의 누설을 제어하기 위한 시스템이다. 또한, 디지털 데이터는 멤브레인 패널의 안전성에 관련된 변위량과 하중, LNG의 액위와 밀도, 쿨다운 공정, 누설, 압력 등을 제어하기 위해 측정된다.

복합소재 프리스트레스트 콘크리트보의 비선형 휨 모델링 (Nonlinear Flexural Modeling of Prestressed Concrete Beams with Composite Materials)

  • 김민경;이차돈
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.269-280
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    • 1998
  • 최근에 섬유보강 콘크리트와 섬유보강 플라스틱과 같은 복합소재를 기존의 구조부재와 연루하여 적용하고자하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 첨단 복합소재를 적절히 사용하기 위해서는 이들 소재를 구조물 또는 그 일부에 적용할 시에 저항 메카니즘과 파괴양상에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 특별히 단면이 시멘트 복합소재를 층으로 갖거나 FRP 텐던 등으로 보강된 Bonded 및 Unbonded 프리스트레스트 콘크리트보의 비선형 휨거동을 예측할 수 있는 이론모델을 개발하고자 하였다. 본 모델은 한 개의단면으로 해석하는 Couple Method와 여러 개의 적층으로 나눈 Layered Method의 중간적인 모델이라고 할 수 있는 블록개념(Block Concept)이 적용되었다. 주어진 하중에 대한 처짐을 구하기 위하여 N개의 축력에대한 평형조건과 N개의 휨에 대한 평형조건을 이용하여 보 전체의 2N 개의 변수를 구하였다. 본 모델은 여러 형태로 배근된 Bonded 그리고 Unbonded 프리스트레스트 콘크리트보의 휨 거동을 성공적으로 예측하였다.또한 취성적인 FRP 텐던이 파괴됨에 따른 보의 갑작스런 하중저하 이후의 점진적인 내력증가도 성공적으로 모사하였다. 이는취성적인 FRP텐던으로 보강된 프리스트레스트 보의 전반적인 하중-처짐을 추적하는데 유용하다.