• 제목/요약/키워드: fracture failure

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휨인성을 고려한 강섬유보강 숏크리트 거동의 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Behavior of Steel Fiber Reinforced Shotcrete in Consideration of Flexural Toughness)

  • 조병욱;유광호;김수만;임두철;이상돈;박연준
    • 터널과지하공간
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    • 제17권5호
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    • pp.411-427
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    • 2007
  • 타당성 있는 터널의 설계 및 경제적 시공을 위해서는 터널해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 이를 위해서는 암반과 지보재의 상호 작용을 포함하여 시공 전반에 걸친 깊은 이해가 필요하다. 본 논문에서는 파괴 이후에도 지보력을 상실하지 않는 강섬유보강 숏크리트의 거동을 적절히 모델링하는 기법을 소개하였다. 강지보재의 지보 효과를 알아보기 위해 3차원 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 새로운 하중분담율이 산정되었다. 소성모멘트한계만을 사용한 경우(PML 모델) 숏크리트에 비정상적으로 발생하던 높은 인장응력을 없앨 수 있었고, 파괴 후의 연성 거동을 모사할 수 있었으나 축력의 영향이 고려되지 못하여 실제 거동과의 괴리를 메우기에는 다소 미흡하였다. 따라서 축력과 모멘트 한계를 동시에 고려할 수 있는 방법이 필요하였는데, FLAC의 내장 모델인 liner 모델을 통하여 이러한 거동이 모사될 수 있었다. Liner 모델에서는 강섬유 보강 숏크리트의 일축압축 강도와 더불어 최대 및 잔류 인장강도도 지정이 가능하다. 이 두 가지 모델을 이용하여 4등급 및 5등급 암반에 굴착되는 2차로 터널에 대하여 해석을 수행하였다. 또한 종래에 사용되던 탄성 beam 모델을 이용한 해석도 병행하여 그 결과를 비교하였다. 탄성 beam 모델을 제외한 두 가지 모델은 탄성 beam 모델에서는 반영될 수 없었던 휨인성을 고려할 수 있었다.

유연성 기판에 사용되는 전해 동박의 절곡 및 굴곡 피로 파괴와 인장 특성과의 관계 (Relationship between Tensile Characteristics and Fatigue Failure by Folding or Bending in Cu Foil on Flexible Substrate)

  • 김병준;정명혁;황성환;이호영;이성원;전기도;박영배;주영창
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.55-59
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    • 2011
  • 유연성 기판 상의 동박의 반복 굽힘 변형에 따른 절곡 빛 굴곡 신뢰성과 인장 특성과의 관계를 규명하기 위해 4종류의 동박 시편의 절곡 신뢰성 실험, 굴곡 선뢰성 실험과 인장 실험을 실시하였다. 절곡 신뢰성 실험은 동박에 5.3%의 굽힘 변형률을, 굴독 선뢰성 실험은 동박에 2.0%의 굽힘 변형률을 반복적으로 인가하면서 전기 저항 변화를 관찰하고 피로 수명을 평가하였다. 또한, 4가지 시편의 인장 실험을 통해 탄성 계수, 항복 강도, 연장 강도, 인성 등의 재료 물성을 구한 결과, 연성과 인성이 우수한 시편의 경우 절곡 및 굴곡 신뢰성이 크게 우수한 것으로 나타났다. 반면, 탄성 계수, 항복 강도의 경우 절곡 및 굴곡 신뢰성과 큰 연관성을 보이지 않았다. 이는 절곡 및 굴곡 변형에 의한 금속의 피로 파괴 거동은 재료의 파괴 인성과 밀접한 관계를 가지기 때문으로 판단된다.

전단경간비가 작은 철근콘크리트 기둥의 소성힌지 길이 (Plastic Hinge Length of Reinforced Concrete Columns with Low Height-to-Width Ratio)

  • 박종욱;우재현;김병일;이정윤
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.675-684
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    • 2010
  • 철근콘크리트 부재는 연성파괴를 유도하기 위해서 휨인장 파괴가 선행 하도록 구조설계한다. 또한 보에서 파괴가 진행하도록 하여 기둥에는 피해가 적게 발생하도록 한다. 하지만 소성붕괴메카니즘에 의하여 소성힌지는 보의 양단부에 발생한 이후 최종적으로 최하층 기둥의 하부에도 발생한다. 철근콘크리트 구조물의 최하층 기둥은 축력이 크게 작용하고 전단경간이 비교적 작기 때문에 휨항복을 했다고 하더라도 최종적으로는 전단파괴하거나 부차파괴하여 설계보다 취성적으로 파괴 할 가능성이 있다. 이 논문에서는 휨항복 후 전단파괴하는 10개의 실험체를 통해 소성힌지 영역의 변형율과 길이 확장에 주는 요소에 대해 파악하였다. 실험결과 세 변수 중에서 축력이 가장 크게 영향을 미쳤는데 축력이 클수록 축방향 변형률과 연성비가 뚜렷하게 줄어드는 현상을 확인할 수 있었으며 소성힌지 길이는 약간 늘어났다. 실험을 통해서 산출한 소성힌지 길이는 약 0.7~1.4d였으며 이는 기존 연구자들이 제안했던 평가식과 차이를 보여주었다.

각안정 잠김 압박 금속판을 이용한 전위된 근위 상완골 골절에 대한 수술적 치료 (Operative Treatment of Displaced Proximal Humerus Fractures with the Angular Stable Locking Compression Plate)

  • 김동욱;김종관;정성원;김현수
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제14권1호
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    • pp.27-34
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    • 2011
  • 목적: 전위된 근위 상완골 골절에 대하여 PHILOS 각안정 잠김 압박 금속판을 이용한 수술적 치료 후 임상적 및 방사선학적 결과와 합병증에 대하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2007년 3월부터 2010년 2월까지 근위 상완골 골절로 PHILOS 금속판 고정술을 시행한 44명의 환자를 대상으로, 평균 12개월의 추시 관찰을 시행하였다. 임상적 평가는 VAS 점수와 Constant 점수를 이용하였으며, 방사선학적 평가는 단순 방사선 검사 상 경간각과 내측지지대의 존재 유무로 평가하였다. 결과: 최종 추시에서 평균 VAS 점수는 2.8점, Constant 점수는 평균 70.5점이었으며, 방사선학적 평가 결과 평균 경간각 122.5도로 양호군은 불량군에 비해 통계적으로 유의한 소견을 보였다. 내측 지지대가 존재하는 경우 36예 또한 존재하지 않는 8예에 비해 통계적으로 유의하였다. 12예에서 금속판의 고정 실패 등의 합병증이 관찰되었다. 결론: PHILOS 금속판을 이용한 전위된 근위 상완골 골절 고정술은 술기가 용이하고 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다고 생각된다.

잣나무 만곡 복합집성재의 휨강도 성능평가 (Performance Evaluation of Bending Strength of Curved Composite Glulams Made of Korean White Pine)

  • 송요진;정홍주;이인환;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권4호
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    • pp.463-469
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    • 2015
  • 본 연구에서는 잣나무 곡선부재의 휨 성능을 향상시키기 위하여 Glass fiber 소재의 보강재와 낙엽송 층재로 보강한 만곡 복합집성재를 제작하였다. 잣나무 만곡집성재는 보강유무 및 보강방법에 의하여 다섯 종류로 제작되었다. 대조시험편인 Type-A는 잣나무 층재로만 제작된 시험편이며, Type-B는 최외층에 잣나무 대신 동일한 두께의 국내산 낙엽송층재로 제작한 시험편이다. Type-C는 직물형태의 glass fiber cloth가 매 층재 사이에 삽입된 시험편이다. Type-D는 glass fiber cloth가 최외층재들의 안쪽과 바깥쪽에 2장씩 보강된 시험편이다. Type-E는 sheet 타입의 GFRP를 Type-D와 동일한 위치에 1장씩 보강한 시험편이다. 휨 강도 시험 결과, Type-A의 파괴계수와 비교하여 Type-B는 29%, Type-C는 6%, Type-E는 48% 증가되었으며 Type-D는 오히려 2% 감소하였다. 파괴모드에서 Type-A와 Type-B 그리고 Type-C는 최대하중에 도달하는 순간 완전히 파단되는 경향을 보였다. 그러나 Type-D와 Type-E는 보강재에 의해 파단이 억제되어 하중의 감소가 천천히 진행되었으며, 보강재 GFRP sheet(Type-E)는 압축응력과 인장응력에 대한 보강효과가 glass fiber cloth(Type-D)보다 양호한 것으로 확인되었다.

접착제의 구조물성과 접착특성 (Structure/Property of Adhesives and Adhesion Performance)

  • Hiroshi Mizumachi
    • 펄프종이기술
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    • 제29권1호
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    • pp.73-83
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    • 1997
  • Most of the materials used in various industrial fields and also in our daily life are multi-component materials or composite materials, and it is well known that there are many cases where adhesion between the constituents within the bonded systems plays an important role. There are various types of performance evaluation tests for the bonded materials, among which tests for evaluating the bond performance under various conditions may be regarded as the most interesting ones for those engaged in work related to adhesion. I have studied on the mechanism of adhesion form the rheological standpoint with my colleagues, including some students from Korea, and I am very happy to be able to have a talk on some of our research works. In Japan, the so-called "adhesives" are usually classified into two categories;adhesives and pressure sensitive adhesives (PSA). Adhesives are the materials which solidify after bonding and are after used as the structural adhesives because the adhesive strength is comparatively strong. On the other hand, the pressure sensitive adhesives never solidify and are used as PSA tapes, labels or decals. About the adhesives, we have examined the dependence of adhesive strength(shear, tensile, peel) upon both temperature and rate of deformation, and found out some empirical rules which are applicable to most of the adhesive systems. We have also developed a simplified theory of adhesion, which is deseribed in terms of mechanical equivalent mode1 and a few failure criteria. Although some of the common rules can be accounted for according to this theory, it must be pointed out that a fracture mechanical approach ms inevitable especially in the region where the meehanical relaxation time of the adhesive is extremely large [W. W. Lim and H. Mizumachi]. About the pressure sensitive adhesives, we have studied on the PSA performance (peel, tack, holding power) as a function of both the viscoelastic properties and surface chemical properties of the materials, and found out some rules, and again we have developed a theory which deseribes the mechanism. And in addition, we have studied on the miscibility between linear polymers and oligomers, because PSA is generally manufactured by blending gums and tackifier resins. Many phase diagrams have been found and some of them have been analyzed on thermodynamic basis, and it became evident that the miscibility is a very important factor in PSA [H. J. Kin and H. Mizumachi]. In this presentation, I want to emphasize the fact that the adhesion performance is closely related to the structure/property of the adhesives.adhesives.

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저온 및 고전류밀도 조건에서 전기도금된 구리 박막 간의 열-압착 직접 접합 (Thermal Compression of Copper-to-Copper Direct Bonding by Copper films Electrodeposited at Low Temperature and High Current Density)

  • 이채린;이진현;박기문;유봉영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.102-102
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    • 2018
  • Electronic industry had required the finer size and the higher performance of the device. Therefore, 3-D die stacking technology such as TSV (through silicon via) and micro-bump had been used. Moreover, by the development of the 3-D die stacking technology, 3-D structure such as chip to chip (c2c) and chip to wafer (c2w) had become practicable. These technologies led to the appearance of HBM (high bandwidth memory). HBM was type of the memory, which is composed of several stacked layers of the memory chips. Each memory chips were connected by TSV and micro-bump. Thus, HBM had lower RC delay and higher performance of data processing than the conventional memory. Moreover, due to the development of the IT industry such as, AI (artificial intelligence), IOT (internet of things), and VR (virtual reality), the lower pitch size and the higher density were required to micro-electronics. Particularly, to obtain the fine pitch, some of the method such as copper pillar, nickel diffusion barrier, and tin-silver or tin-silver-copper based bump had been utillized. TCB (thermal compression bonding) and reflow process (thermal aging) were conventional method to bond between tin-silver or tin-silver-copper caps in the temperature range of 200 to 300 degrees. However, because of tin overflow which caused by higher operating temperature than melting point of Tin ($232^{\circ}C$), there would be the danger of bump bridge failure in fine-pitch bonding. Furthermore, regulating the phase of IMC (intermetallic compound) which was located between nickel diffusion barrier and bump, had a lot of problems. For example, an excess of kirkendall void which provides site of brittle fracture occurs at IMC layer after reflow process. The essential solution to reduce the difficulty of bump bonding process is copper to copper direct bonding below $300^{\circ}C$. In this study, in order to improve the problem of bump bonding process, copper to copper direct bonding was performed below $300^{\circ}C$. The driving force of bonding was the self-annealing properties of electrodeposited Cu with high defect density. The self-annealing property originated in high defect density and non-equilibrium grain boundaries at the triple junction. The electrodeposited Cu at high current density and low bath temperature was fabricated by electroplating on copper deposited silicon wafer. The copper-copper bonding experiments was conducted using thermal pressing machine. The condition of investigation such as thermal parameter and pressure parameter were varied to acquire proper bonded specimens. The bonded interface was characterized by SEM (scanning electron microscope) and OM (optical microscope). The density of grain boundary and defects were examined by TEM (transmission electron microscopy).

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Gradual Bilinear Method를 이용한 사장교의 케이블 손상응답 해석 (Abnormal Response Analysis of a Cable-Stayed Bridge using Gradual Bilinear Method)

  • 김병철;박기태;김태헌;황지현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.60-71
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    • 2014
  • 대표적인 장대교량 형식인 사장교는 공용 중에 케이블 손상이 발생하는 경우 전체 구조계의 손상을 유발할 수 있으므로 신속한 유지관리가 필요하다. 손상발생 이후 대응시간을 가능한 단축하기 위해서 손상신호로부터 직접 이상거동을 판단할 수 있는 알고리즘에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이상거동 감지 알고리즘의 정확도를 향상시키기 위해서는 구조물의 다양한 손상에 대한 충분한 양의 계측결과가 필요하다. 그러나 공용중인 교량에 손상을 주어 이상거동을 계측할 수 없으므로 수치적인 방법으로 이상거동을 모사하는 것이 효율적인 대안이 될 수 있다. 사장교 케이블의 손상을 모사하는 지금까지의 연구는 케이블의 강성변화를 단순한 장력변화로만 모사하여 해석하는 방법이 주를 이루었다. 이러한 해석방법은 설계목적의 정밀도는 확보할 수 있지만 케이블의 손상에 의한 구조물의 정확한 응답을 재현하지 못한다. 본 연구는 사장교의 손상을 모사하기 위해 강성 및 질량의 변화를 고려하는 직접적분법 Gradual Bilinear Method (GBM)을 제안하고 해석프로그램을 개발하였다. 개발된 해석방법을 단순모델을 이용하여 검증하고 실제 사장교모델을 이용하여 손상시각 및 손상지연시간에 따른 응답의 변화를 관찰하였다. 수행된 연구결과는 향후 건축/대형구조물의 안전관리를 위한 고정밀도 이상거동 감지알고리즘을 개발하고 검증하는데 활용될 수 있다.

임플란트 나사에 적용되는 생역학적 원리: 문헌고찰 (Biomechanical considerations for the screw of implant prosthesis: A literature review)

  • 임소민;김대곤;박찬진;차민상;조리라
    • 대한치과보철학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.61-68
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    • 2010
  • 연구 목적: 임플란트 보철물의 유지 나사에 적용되는 전하중은 나사를 조임으로써 임플란트와 지대주 사이에 인장력이 발생하면서 나사가 신장되는 힘을 말한다. 이 연구는 전하중에 영향을 미치는 생역학적 요인들과 나사 풀림에 기여하는 다양한 요인에 대하여 문헌을 고찰하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 1981년부터 2009년까지 발표된 나사 풀림을 다룬 임상연구 중 설정한 기준에 합당한 문헌을 요약하여 나사 풀림의 빈도를 밝혔고 나사의 안정성과 전하중에 관한 생역학을 다룬 문헌을 조사하고 요약하였다. 또한, 본 교실에서 연구한 실험실적 결과도 포함시켰다. 결과 및 결론: 나사 풀림의 정도는 나사에 토크를 가하는 기술이 발달함에 따라 현저히 감소하고 있다. 그 외에도 나사의 재질, 마찰계수를 감소시키기 위한 피복 기술의 발달 및 나사산의 모양 등 전하중에 영향을 줄 수 있는 요인을 고찰하였다. 전하중이 일정 수준 이하로 떨어지게 되면 나사의 움직임이 발생하게 되는데 이는 장기적으로 축적되어 피로파절 및 응착 마모, 소성 변형 등을 유발하게 되므로 주의해야 한다. 최적의 전하중을 주기 위해서는 토크 렌치를 이용하고 환자의 재내원시 다시 토크를 가하는 방법 등이 추천된다.

서로 다른 삽입로를 이용한 최소 삭제 접착성 고정성 보철물의 임상 연구 (Modified resin-bonded fixed partial dentures utilizing tooth undercuts: a clinical case study)

  • 도레미;이근우
    • 대한치과보철학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.106-113
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    • 2011
  • 연구 목적: 전통적인 초기의 접착성 고정성 보철물이 가능한 보존적이고 가역적인 치료를 추구했지만 유지력의 상실이 큰 문제가 되면서 임상적 성공률이 낮은 단점이 있었다. 이러한 한계를 극복하고자 하는 여러 연구들 중, 자연 치아의 언더컷과 구조물의 각기 다른 삽입로를 이용하여 유지력을 얻는 3-piece형태의 변형된 접착성 고정성 보철물이 제안되었다. 이 연구의 목적은 변형된 형태의 접착성 고정성 보철물을 이용하여 수복 치료를 받은 환자에 대한 후향적 연구를 통하여 임상가들의 상실치 수복을 위한 치료 계획 수립에 도움을 주고자 함이다. 연구 재료 및 방법: 한 개 혹은 그 이상의 치아가 상실되어 수복을 요하여 2007년부터 연세대학교 치과대학병원 보철과에 내원하여 자연치아의 언더컷과 구조물의 각기 다른 삽입로를 이용하는 변형된 형태의 접착성 고정성 보철물 수복 치료를 받은 23명의 환자중 주기적 검사가 가능한 21명을 대상으로, 후향적으로 임상 및 방사선 검사 결과를 평가하였다. 결과 및 결론: 자연치아의 언더컷과 구조물의 각기 다른 삽입로를 이용한 접착성 고정성 보철물을 이용한 21명증례, 71 unit의 최대 25개월 (평균 7개월)간의 후향적 연구에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 자연치아의 언더컷과 구조물의 각기 다른 삽입로를 이용한 접착성 고정성 보철물은 단기간의 follow-up 에서 보철물의 탈락, 파절등의 기계적인 실패가일어나지 않았다. 2. 보철물 주변의 치주조직은 비교적 안정되었다. 3. 방사선 사진상 유의성있는 골흡수를 보이지 않았다.