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인발성형된 FRP 바닥판의 형상 최적설계 (Shape Optimum Design of Pultruded FRP Bridge Decks)

  • 조효남;최영민;김희성;김형열;이종순
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.319-332
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    • 2004
  • 복합재료(FRP)는 재료적 고비강도, 고내구성 등으로 인하여 건설분야에 널리 사용되고 있어, 본 연구에서는 인발성형된 FRP 바닥판의 형상최적설계를 수행하였다. 최적설계의 정식화에서 목적함수는 단위모듈의 체적을 최소화하도록 하였으며, 설계변수는 바닥판 단면의 기하적 치수와 재료적 물성을 사용하였다. 반면 바닥판의 성능을 최대한 효율적으로 설계하기 위하여 설계 제약조건으로 처짐규정, 재료파괴 기준, 좌굴하중, 바닥판 최소두께와 응력을 사용하였다. 단면형상의 효율적 결정과 시공성을 고려하여 구조적 보조부재를 포함하지 않는 튜브 모양의 형상으로 제한하였으며, 최적화 알고리즘은 Index기법을 적용하여 수렴성을 극대화한 개선된 GAs를 사용하였다. 상용 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였고, 구조해석 결과를 최적화 과정에 필요한 제약조건으로 활용하고, 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 개발한 최적화 프로그램을 검증하기 위하여, 40m의 지간, 폭 12.14m에 주형 간격이 2.5m인 단순교를 대상으로 하였으며, 도로교 설계 기준을 만족하는 DB-24하중을 적용하였다. 복합재료의 재료로 E-glass섬유를 사용하였으며, 최적설계를 수행한 결과 인발성형공법에 의한 실용적인 단면을 제안하였다.

시각 정보의 차단이 드롭랜딩 시 착지 전략에 미치는 영향 (Effects of Visual Information Blockage on Landing Strategy during Drop Landing)

  • 고영철;조준행;문곤성;이해동;이성철
    • 한국운동역학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.31-38
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    • 2011
  • This study aimed to determine the effects of the blockage of visual feedback on joint dynamics of the lower extremity. Fifteen healthy male subjects(age: $24.1{\pm}2.3\;yr$, height: $178.7{\pm}5.2\;cm$, weight: $73.6{\pm}6.6\;kg$) participated in this study. Each subject performed single-legged landing from a 45 cm-platform with the eyes open or closed. During the landing performance, three-dimensional kinematics of the lower extremity and ground reaction force(GRF) were recorded using a 8 infrared camera motion analysis system (Vicon MX-F20, Oxford Metric Ltd, Oxford, UK) with a force platform(ORG-6, AMTI, Watertown, MA). The results showed that at 50 ms prior to foot contact and at the time of foot contact, ankle plantar-flexion angle was smaller(p<.05) but the knee joint valgus and the hip flexion angles were greater with the eyes closed as compared to with the eyes open(p<.05). An increase in anterior GRF was observed during single-legged landing with the eyes closed as compared to with the eyes open(p<.05). Time to peak GRF in the medial, vertical and posterior directions occurred significantly earlier when the eyes were closed as compared to when the eyes were open(p<.05). Landing with the eyes closed resulted in a higher peak vertical loading rate(p<.05). In addition, the shock-absorbing power decreased at the ankle joint(p<.05) but increased at the hip joints when landing with the eyes closed(p<.05). When the eyes were closed, landing could be characterized by a less plantarflexed ankle joint and more flexed hip joint, with a faster time to peak GRF. These results imply that subjects are able to adapt the control of landing to different feedback conditions. Therefore, we suggest that training programs be introduced to reduce these injury risk factors.

도재 냉각방법의 차이가 금속-도재간 열팽창 양상과 결합력에 미치는 영향 (INFLUENCE OF COOLING RATE ON THERMAL EXPANSION BEHAVIOR AND FLEXURAL FAILURE OF PFM SYSTEMS)

  • 임애란;임호남;박남수
    • 대한치과보철학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.165-191
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    • 1990
  • Although a number of studies have been performed to assure that residual stress caused by a mismatch of alloy porcelain thermal expansion can contribute to clinical failure of a ceramometal restoration, the interactive influence of cooling rate on the magnitude of thermal expansion difference and on bond strength between them have not been extensively analyzed. The objective of this study was to determine the influence of cooling rate and the number of firing cycles on the expansion mismatch and the flexural failure resistance of metal porcelain strip. Tested alloys included one Pd-Ag alloy, one Ni-Cr-Be alloy with two kinds of porcelain, Vita and Ceramco. Metal specimens were cast into rods with a height of 13mm and a diameter of 5mm. Subsequently, the castings were subjected to scheduled firing cycles without porcelain. And the porcelain specimens after being fired were trimmed into a bar with a final dimension of $5{\times}5{\times}25mm$. Thermal expansions of the alloys and porcelains were measured by using a push rod or a differential dialometer respecitvely. Porcelain glass transition temperatures and expansion values were derived alloy-porcelain pairs were assessed by comparing expansion values of the components at a porcelain glass transition temperature. Calculations were made using combinations of a Ni-Cr alloy or Pd-Ag alloy with each of two porcelain products. Metal-porcelain strip specimens were subjected to four point loading in an Instron testing machine until crack occured at the metal-cramic interface at the time of sharp decrease of load on recorder. On the basis of this study, the following conclusions may be stated: 1. Regardless of the kinds of ceramometal combinations, both of calculated and experimental data revealed that the double fired specimens exhibited a significantly lower flexural strength. 2. By the rise of the amount of mismatch, bond strength were decreased. 3. Thermal expansion value of Pd-Ag alloys were higher than that of Ni-Cr alloys. 4. Expansion curves of metal were proportional to the increase of temperature and were not affected by the experimental conditions, however porcelains did not show the same magnitude of metal, and a shift of the glass transition temperature to higher temperatures was observed when cooled rapidly 5. Alloy-porcelain thermal compatibility appeared more dependent on the porcelain than the alloy.

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가침박달의 열매, 종자 및 발아특성 변이 (The Variation of Fruit, Seed and Germination Characteristics of Exochorda serratifolia)

  • 송정호;임효인
    • 한국산림과학회지
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    • 제101권4호
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    • pp.619-625
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    • 2012
  • 본 연구는 국내 분포하는 가침박달 집단의 열매, 종자 및 발아 특성에 대한 변이를 조사하였다. 5개 자연집단의 96개 개체목에서 열매를 채취하여 5가지 열매특성, 7가지 종자특성 및 3가지 발아특성을 분석하였다. 평균발아 일수를 제외한 14가지 특성들에서 집단간 및 집단내 개체간에 유의적인 차이가 인정되었다. 열매와 종자 특성은 대체적으로 전체 분산 가운데 집단이 차지하는 비율이 높은 것으로 나타났다. 변이계수 값을 보면 열매특성은 열매무게 27.0%, 종자특성은 종자길이/두께 28.1%, 발아특성은 발아속도 52.5%로 가장 높은 값을 나타냈다. 가침박달 집단의 평균 발아특성은 발아율 62.9%, 평균발아일수 64.0일, 발아속도 0.40개/일로 나타났다. 상관분석결과 평균발아일수는 종자두께와 발아속도는 모수의 수고 및 위도와 각각 정의 상관관계를 나타냈다. 또한 위도가 높을수록 열매가 무겁게 나타나는 정의 상관관계를 나타냈다. 군집분석결과 집단의 분포에 따른 지리적인 경향은 나타나지 않았다. 주성분분석 결과 제1주성분의 기여도가 전체변이의 63%를 설명하였으며, 고유값(Eigenvalue)이 1 이상인 제3주성분까지의 기여도는 97%로 가침박달 열매, 종자 및 발아특성 분류에 중요한 정보를 주는 요인으로 나타났다.

지르코니아 세라믹과 레진 시멘트의 결합강도 (BOND STRENGTH OF RESIN CEMENTS TO ZIRCONIA CERAMIC)

  • 장문숙;김지혜;조석규;복원미;송광엽;박주미
    • 대한치과보철학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.426-437
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    • 2005
  • Statement of problem : Although zirconium oxide ceramics are more and more commonly used in restorative dentistry, for many clinical applications only limited data can be found in the literature. However it is quite clear that hydrofluoric acid etching is impossible with zirconia ceramics. Therefore, other bonding techniques are required in order to lute these materials adhesively. Purpose : The purpose or this study was to evaluate the effects of surface treatments on shear bond strengths between two resin cements and a zirconia ceramic. Materials and methods : Experimental industrially manufactured yttrium-oxide-partially-stabilized zirconia ceramic discs (Adens, Korea) were used for this study. The ceramic specimens divided into five experimental groups and a control group (as received). Five surface treatments were studied 1) sandblasting with 110$\mu$m $Al_2O_3$ at 3 bars pressure 13 seconds at a distance of 10 mm, 2) flame-treated with the Silano-Pen for 5 $s/cm^3$, 3) grinding with a diamond bur. 4) sandblasting + Silano-Pen treatment, 5) diamond bur preparation + Silano-Pen treatment. Acrylic plastic tube (5 mm in height and 3 mm in diameter) were filled with composite to fabricate composite cylinders The composite cylinders were bonded to the ceramic specimens with either Superbond C&B or Panavia F resin luting agents. All cemented specimens were tested under shear loading until fracture on universal testing machine at a crosshead speed 1mm/min; the maximum load at fracture was recorded. Sheat bond strength data were analyzed with oneway analysis of variance and Tukey HSD tests (P<.05). Treated ceramic surfaces and fracture surfaces after shear testing were examined morphologically using scanning electron microscope. Results: Ceramic surface treatment with Silano-Pen after sandblasting improved the bond strength of Superbond C&B resin cement. Supevbond C& B resin cement at Silano-Pen aiker sandblasting($27.4{\pm}3.8MPa$) showed statistically higher shear bond strength than the others. Conclusion: Within the limitation of this study, Superbond C& &B resin cement are suitable for cementation of zirconia ceramics and flame-treated with the Silano-Pen after sandblasting is required to enhance the bond strength.

압축하중을 받는 유공보강판 구조의 최종강도 설계식 개발 (Development of Designed Formulae for Predicting Ultimate Strength of the Perforated Stiffened Plate subjected to Axial Compressive Loading)

  • 박주신;고재용;이경환
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.435-445
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    • 2007
  • 선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.

상악 중절치 근관치료후 수복 방법에 따른 응력 분포의 유한 요소 분석 (FINITE ELEMENT ANALYSIS OF STRESS DISTRIBUTION ACCORDING TO THE METHOD OF RESTORATION AFTER ROOT CANAL THERAPY)

  • 이재영;이정식
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제19권2호
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    • pp.549-567
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    • 1994
  • Restoration of severly damaged teeth after endodontic treatment had been an interest to many dentists, and it is a fact that there have been lots of studies about it. In these days, although we have used Para-Post, pins, threaded steel post, cast gold post and core, and so on, as a method of restoration frequently, it has been in controversy with the influence of them on the teeth and surrounding periodontal tissue. In this study, we assume that the crown of the upper incisor have severly damaged, so, after the root canal therapy, 4 types of restoration had been carried out; 1) coronal-radicular amalgam restoration, 2) after setting up the Para-Post, restore with composite resin core only, 3) after setting up the Para-Post; restore with amalgam core, then cover with the PPM crown 4) after setting up the Para-Post, restore with composite core, then cover with the PPM crown. After restoration, in order to observe the concentration of stress at internal portion of the teeth and the sourrounding periodontal tissue, developing a 2-dimensional finite element model of labiopalatal section, then loading forces from 3 direction - direction of 45 degrees from lingual side near the incisal edge, horizontal direction from labial height of contour, vertical direction at the incisal edge-were applied. The analyzed results were as follows: 1. Stress of the normal central incisor was concentrated on the dentin aroundpulp chamber, labiocervical portion of a tooth and root apex, but with the alveolar bone, in the case of load from the direction of 45 degrees from lingual side near the incisal edge showed remarkable concentration of stress: 2. Coronal-radicular amalgam technique -showed less concentration of stress on the root and surrounding periodontal tissue than the restoration with the Para-Post. 3. The von Mises equivalent stress on the Para-Post showed maximum value at root-core junction rather than both ends and model with PPM restoration with amalgam core showed the least concentration of stress. Only the force from horizontal direction showed large shear stress on internal portion of the root, root apex and alveolar bone. 4. PPM crown with composite core rarely showed the concentration of stress on root and periodontal tissue. 5. As for alveolar bone, remarkable shear stress was concentrated on labial and palatal side by horizontal load.

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강성도 기준에 따른 IsoTruss® 그리드 고층건물의 부재선정 방법 (Member Sizing Method in IsoTruss® Grid High-rise Building Structures Based on Stiffness Criteria)

  • 김태헌;김영찬
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.50-56
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    • 2017
  • 고층건물에서 횡력 저항의 주된 역할을 하는 외주골조는 기둥과 보를 직교시켜 구성하는 것이 일반적이었으나 최근 다양한 그리드형태의 부재배치가 이루어지고 있다. 선행연구에서는 아이소트러스 그리드를 고층건물의 외주골조로 적용한 구조적 적합성이 검토되었다. 본 연구에서는 $IsoTruss^{(R)}$ 그리드(ITG) 구조의 예비단계 설계시 외주골조 부재의 소요단면적 산정방법을 제안하였다. 모듈의 변형과 하중과의 평형조건, 허용 횡변위, 그리고 건물의 휨변형 대 전단변형의 비를 변수로 하여 소요단면적을 유도하였다. ITG 구조에서 외주골조의 부재는 횡하중에 직각인 평면(PPR), 평행한 평면(PPL), 경사진 평면(POQ)에 배치되는데 POQ에 배치된 부재는 PPR 또는 PPL에 투영시켜 부재의 강성을 반영하였다. 소요단면적은 모듈에 작용하는 전단력과 모멘트에 의해 영향을 받는데 부재사이즈 조닝을 달리하여 3가지 모델을 비교하였다. 본 연구의 효용성을 검증하기 위해 64층 건물을 설계하여 해석하였다. 최대 횡변위, 철골량, 기둥의 축력강도비를 비교분석하여 부재사이즈 조닝의 효과를 알아보았다. 제안식을 이용한 횡변위가 제한치의 약 97.3%로 나와 제안식을 설계 초기단계에서 부재사이즈의 선정에 유용하게 적용할 수 있다.

차양식 방화루버의 화염 및 온도 전파 억제 특성 (The Flame and Distributed Temperature Restraint Properties of Fire Venetian Blind Louver in Buildings)

  • 채영석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.120-127
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    • 2015
  • 이 연구는 화재시 수직화염을 적절하게 제어할 수 있는 차양식 방화루버의 실용화 및 설계기법 개발에 관한 일련의 연구로써 구조물에서 화염 억제 특성을 해석할 수 있는 기법을 제시하고 실험을 통해 해석기법의 검증과 차양식 방화루버의 성능을 검증하기 위한 것이다. 실제 방화루버의 수직화염 억제뿐만 아니라 열전달 특성을 정량적으로 분석하기 위하여 2개의 실대형 실험을 계획하였다. 실험체는 전체 $3m{\times}3m$의 시험체 중 $850mm{\times}1,800mm$의 개구부를 두고 상부에 실험용 방화루버 ($900mm{\times}900mm{\times}175mm$)를 설치하였으며, 건설기술연구원에서 ISO834 화재하중 규모로 1시간 실험을 실시하였다. 실험변수는 방화루버의 두께로 1.5mm, 2.0mm로 설정하였다. 실험결과 차양용 방화루버는 상부의 수열온도가 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 특히 화재하중 가력 초기에서 6분 (로내 온도 $600^{\circ}C$)에서 우수한 차열성능을 나타냈다. ISO 834 화재하중 60분에서 방화루버 상부 500mm, 800mm 위치의 수열온도는 루버 두께에 상관 없이 각각 로내 온도 대비 11, 10%로 나타났다. 이를 통해 화재발생 후 상부층으로 화염 전파 억제 및 온도 전달 제어 측면에서 차양용 방화루버는 유효한 방안 중 하나라는 것을 알 수 있었다.

산딸나무(Cornus kousa) 풍매차대(風媒次代)의 발아(發芽), 생장(生長)및 엽형(葉型) 변이(變異) (The Variation of Germination, Growth and Leaf Form of Open-Pollinated Progenies of Cornus kousa Buerger ex Miquel in Korea)

  • 송정호;구영본;한심희;양병훈;박형순
    • 한국산림과학회지
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    • 제95권3호
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    • pp.261-267
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    • 2006
  • 본 연구는 국내 자생 산딸나무 수종의 유전자원 보존 전략 수립을 위해 5개 집단의 지리적 위치에 따른 풍매차대 109가계의 포지에서 12가지 양적특성(생장 및 엽형) 변이를 조사하고 다변량분석을 실시하였다. Nested design에 의한 분산분석 결과 12가지 양적특성 모두에서 집단간 및 집단 내 가계 간에 유의적인 차이를 보였으며, 엽맥수와 상1/3폭 하1/3폭 특성은 총분산 가운데 집단이 차지하는 비율이, 다른 모든 형질들은 집단 내 가계가 차지하는 비율이 높은 것으로 나타났다. 12가지 양적특성들에 대한 집단간 유연관계는 거리지수 0.8에서 크게 3그룹으로 나뉘었으며, 유집군의 유형은 제2주성분까지가 전체 변이의 91.9%를 설명하였다. 각 인자별 기여도에 있어서는 제1주성분에서 최대엽폭, 엽맥수, 엽신/엽병길이 및 상1/3폭 하1/3폭 인자가, 제2주성분에서 수고, 근원경, 엽신, 상1/3폭, 엽병길이 및 엽병길이/엽맥수 인자가 높은 기여도를 나타냈다. 산딸나무 집단의 지리적 분포에 따른 경향은 나타나지 않았다.