새로운 식량자원 및 자연식품개발을 위해 칡 전분을 이용하여 칡묵 형성과 기계적 특성 및 관능평가를 실시한 결과는 다음과 같다. 1. 칡 전분의(7% 고형물) amylograph에 의한 칡 전분의 호화개시온도는 $67.5^{\circ}C$, $95^{\circ}C$에서의 최고점도는 375B.U로 나타났으며, $95^{\circ}C$에서 15분간 유지하는 동안 점도는 다소 감소하는 경향을 보였다. 또한 $50^{\circ}C$로 냉각시켰을 때, 다시 점도가 상승하였다(530 B.U.). 2. 칡 전분의 호화 enthalpy는 15.603 J/g로 나타났다. 3. 색도에서는 칡 전분으로 제조된 칡묵은 b값, 칡즙 첨가 묵은 L값이 시료간에 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05). 4. 칡묵의 식별검사에서는 외관, 질감과 맛에 대하여 선호도를 조사한 결과, 색은 $S_3$를 투명도, 부서지기 쉬움성, 결의 미세 정도와 광택은 $S_1$을 선호하였고, 경도, 부착성, 떫은 맛은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 5. 칡즙 첨가가 많을수록 식별검사에서는 경도가 유의적인 차이를 나타내지 않고 오히려 칡즙 첨가에 의한 부드러운 경향을 나타내었으며, 기계적인 특성에서는 경도가 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 6. 칡묵의 기호검사결과 칡 전분농도는 12%로 제조된 칡묵이 묵 제조 함량으로 가장 선호하는 것으로 나타났으며, 칡즙 첨가 칡묵의 기호검사에서 칡즙 3%($S_5$) 첨가한 칡즙 첨가묵을 가장 선호하는 것으로 나타났으므로 이상의 결과에 의하면 칡 천분을 이용한 칡묵의 이용 가능성이 높게 시사되었다.
In this paper, the non-linear time-dependent closed-form, discrete and combined solutions for the post-elastic response of a geometrically and physically non-linear suspended cable to a uniformly distributed load considering the creep effects, are presented. The time-dependent closed-form method for the particularly straightforward determination of a vertical uniformly distributed load applied over the entire span of a cable and the accompanying deflection at time t corresponding to the elastic limit and/or to the elastic region, post-elastic and failure range of a suspended cable is described. The actual stress-strain properties of steel cables as well as creep of cables and their rheological characteristics are considered. In this solution, applying the Irvine's theory, the direct use of experimental data, such as the actual stress-strain and strain-time properties of high-strength steel cables, is implemented. The results obtained by the closed-form solution, i.e., a load corresponding to the elastic limit, post-elastic and failure range at time t, enable the direct use in the discrete non-linear time-dependent post-elastic analysis of a suspended cable. This initial value of load is necessary for the non-linear time-dependent elastic and post-elastic discrete analysis, concerning incremental and iterative solution strategies with tangent modulus concept. At each time step, the suspended cable is analyzed under the applied load and imposed deformations originated due to creep. This combined time-dependent approach, based on the closed-form solution and on the FEM, allows a prediction of the required load that occurs in the post-elastic region. The application of the described methods and derived equations is illustrated by numerical examples.
Recent results obtained for the port-pom model and the constitutive equations with time-strain separability are examined. The time-strain separability in viscoelastic systems Is not a rule derived from fundamental principles but merely a hypothesis based on experimental phenomena, stress relaxation at long times. The violation of separability in the short-time response just after a step strain is also well understood (Archer, 1999). In constitutive modeling, time-strain separability has been extensively employed because of its theoretical simplicity and practical convenience. Here we present a simple analysis that verifies this hypothesis inevitably incurs mathematical inconsistency in the viewpoint of stability. Employing an asymptotic analysis, we show that both differential and integral constitutive equations based on time-strain separability are either Hadamard-type unstable or dissipative unstable. The conclusion drawn in this study is shown to be applicable to the Doi-Edwards model (with independent alignment approximation). Hence, the Hadamardtype instability of the Doi-Edwards model results from the time-strain separability in its formulation, and its remedy may lie in the transition mechanism from Rouse to reptational relaxation supposed by Doi and Edwards. Recently in order to describe the complex rheological behavior of polymer melts with long side branches like low density polyethylene, new constitutive equations called the port-pom equations have been derived in the integral/differential form and also in the simplifled differential type by McLeish and carson on the basis of the reptation dynamics with simplifled branch structure taken into account. In this study mathematical stability analysis under short and high frequency wave disturbances has been performed for these constitutive equations. It is proved that the differential model is globally Hadamard stable, and the integral model seems stable, as long as the orientation tensor remains positive definite or the smooth strain history in the flow is previously given. However cautious attention has to be paid when one employs the simplified version of the constitutive equations without arm withdrawal, since neglecting the arm withdrawal immediately yields Hadamard instability. In the flow regime of creep shear flow where the applied constant shear stress exceeds the maximum achievable value in the steady flow curves, the constitutive equations exhibit severe instability that the solution possesses strong discontinuity at the moment of change of chain dynamics mechanisms.
본 연구에서는 분말혼합체의 특성인 항복응력을 포함한 Generalized Newtonian Fluid의 구성 방정식을 도입하고 미끄럼현상을 고려한 신소재의 사출성형 충전과정 해석용 CAE(computer aided engineering)시스템을 개발하였다. 수치모사를 위한 수치해석방법으로는, 유한요소법(finite element method)과 유한차분법(finite difference method)을 함께 사용하였다. 유한요소법과 검사체적법(control volume technique) 을 병용하여 유동의 진행을 수치모사 하였으며, 유한차분법을 사용하여 온도분포를 계산하였다.
인삼정과 제조 시 물성학적 품질을 향상하는데 기초자료를 얻고자 sucrose, glucose, honey 및 fructose 등 4종의 당을 각각 첨가하여 제조한 인삼정과에 대하여 진세노사이드 함량, 물성 및 색도를 기계적인 측정치와 관능요원들의 평가치에 의하여 특성을 조사하였다. 조성 진세노사이드 중에서 Rf가 당 종류종별에 따라 각기 함량에 큰 차이를 보여 sucrose로 제조한 인삼정과에서 가장 함량이 높았으며 glucose>honey>fructose의 순으로 높은 결과를 보여주었고 검출된 7종의 진세노사이드의 총 함량은 sucrose로 제조한 인삼정과가 10.0 mg/g으로 가장 높은 함량을 보였으며 glucose>honey>fructose의 순으로 높아 fructose로 제조한 인삼정과가 가장 낮은 함량을 보여주었다. Hardness와 adhesiveness가 가장 높은 것은 fructose를 이용하여 제조한 정과이었고 stiffness, cohesiveness, gumminess, chewiness 및 springiness는 honey를 이용하여 제조한 정과이었으며 fracture force는 당 종류에 따라 차이가 크게 나지 않았다. 당 종류별 정과제품의 편차는 honey가 가장 높게 나타나 제품의 균일성이 떨어지는 현상을 보였다. 정과의 색도 중 밝기, 적색도 및 황색도 모두 sucrose에서 가장 높았으며 적색도가 가장 낮은 것은 glucose, 황색도는 fructose에서 가장 낮게 나타났다. 정과제조 시 당의 종류 중 fructose 함량이 높을수록 갈색화가 크게 일어남을 볼 수 있었다. 관능평가에서는 honey를 이용한 인삼정과가 조직도와 전체적인 기호도면에서 가장 좋았으며 fructose를 이용한 정과는 조직도면에서 기호도가 가장 낮았다.
적층제조법 기반의 3D 프린팅 기술은 사용자가 원하는 상품을 출력하여 제공하지만 고온의 사용 환경 및 용융된 필라멘트 수지의 냉각 과정에서 변동적 수축현상이 발생하여 상품의 출력편차를 야기한다. 본 연구에서는 출력물의 들뜸과 뒤틀림을 방지하고 정밀한 형상의 고품질 출력물을 제작하기 위하여 3D 프린터 빌드시트용 아크릴 점착제를 연구하였다. 고온에서 점착특성이 유지되고 점착제로부터 출력물의 안착과 원활한 탈거를 위해 부착성과 강인성이 우수하고 높은 유리전이온도를 갖는 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 무용제 타입의 점착제 조성물을 설계하였다. 단량체의 후첨가방식을 사용하여 두 단계를 통해 아크릴 조성물을 합성하였고, 합성된 조성물로 코팅한 점착제 필름을 다각도에서 분석하였다. 그 결과 제조된 점착제는 높은 유리전이온도를 보이고 열처리 전/후에 따른 박리강도 차이가 보이지 않았으며, 유변학적 물성 분석을 통해 점착제의 우수한 접착력 뿐만 아니라 변형 없이 탈착이 가능한 물성을 갖음을 확인하였다. 본 연구에서 제조된 점착제를 3D 프린터의 빌드시트로 활용하였을 때 안착성 및 작업성이 양호하고 출력편차가 적은 출력물을 얻었다. 기존 판매중인 빌드시트와 비교하였을 때 본 연구에서 제조한 점착제 위에서는 출력물이 원활하게 탈거가 가능하기 때문에 FDM 방식 3D프린터의 사용자들에게 작업 편의성을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
슬러리 쉴드 터널에서 슬러리 침투의 유동학적 특성은 막장안정성 측면에서 중요하다. 특히, 슬러리의 침투는 막장 안정성에 큰 영향을 미치며, 본 연구에서 이런 유동학적 특성을 파악하기 위하여 흙-필터의 폐색이론을 적용하였다. 터널시공 도중 슬러리 폐색의 지표로 필터계수를 사용하였으며, 실내실험을 통해 이의 적용성을 규명하였다. 실내실험의 결과를 바탕으로 한 안정해석 결과, 막장안정성은 침투속도와 필터계수의 비율에 영향을 받음을 알 수 있었다. 또한, 슬러리의 침투깊이는 침투속도와 필터계수의 비율과 함께 증가하는 경향을 보였다. 막장안정성은 침투거리가 증가하면 감소하는 경향을 보였으며, 침투거 리를 줄이기 위하여 슬러리에 첨가제를 첨가하였다. 실험에 근거한 분석결과 첨가제가 필요한 한계 유효입경$(D_{10})$은 약 0.75mm임을 알 수 있었다. 슬러리 침투로 인한 막장 안정성은 터널공사시의 굴진속도에도 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.
옥수수전분과 찰옥수수전분을 사용하여 중간 수분계의 수분함량으로 반죽을 제조하고 수분함량과 가열온도, 가열시간에 따른 전분 반죽의 물성 변화와 호화양상을 밝혀보고자 하였다. 이를 위하여 먼저 전분반죽과 같은 반고체(semi-solid) 물질의 물성을 측정할 수 있는 Extrusion Capillary Viscometer(ECV)를 자체 제작하였다. ECV를 사용하여 수분함량 $36{\sim}52%$ 범위로 제조된 옥수수전분과 찰옥수수전분 반죽의 물성측정 시 반죽의 열전달 특성은 가열온도 $60{\sim}100^{\circ}C$ 범위에서 수분함량이 36%에서 52%로 증가할수록 반죽의 중심온도가 원하는 가열온도에 도달하는데 걸리는 시간이 220초에서 140초로 크게 단축되었다. 가열 후 ECV로 물성을 측정한 결과, 수분함량과 가열온도의 모든 범위에서 반죽은 의가소성 유체의 흐름 특성을 나타내었다. 동일한 전단속도에서는 반죽 수분함량이 증가할수록 전단응력과 전단점도가 전체적으로 감소하여 수분함량 증가에 따른 반죽의 유동성(flowability) 증가 영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 그러나 44% 이상의 동일 수분함량 내에서는 $80^{\circ}C$ 이상의 가열온도부터는 동일한 전단속도에서 $80^{\circ}C$ 이하로 가열한 반죽에 비해 전단응력과 전단점도가 증가하는 경향을 보여 주었다. 반죽의 점도에 미치는 수분함량의 영향은 수분함량이 증가할수록 반죽의 유동성의 크기가 증가하여 전체적으로 전단응력이나 점도가 감소하는 것으로 나타나지만, 가열온도가 호화온도 이상인 $80^{\circ}C$부터는 전분호화에 의한 점도 증가에 의하여 수분함량에 따른 농도 의존성지수(B)값이 크게 감소하고 $60^{\circ}C$나 $70^{\circ}C$ 가열온도보다도 수분함량의 영향이 적게 미치는 것으로 나타났다.
Objective: The purpose of this study was to investigate the viscoelastic properties related to handling characteristics of composite resins, Methods: A custom designed vertical oscillation rheometer (VOR) was used for rheological measurements of composites. The VOR consists of three parts: (1) a measuring unit, (2) a deformation induction unit and (3) a force detecting unit, Two medium viscous composites, Z100 and Z250 and two packable composites, P60 and SureFil were tested. The viscoelastic material function, including complex modulus $E^{*}$ and phase angle ${\delta}$, were measured. A dynamic oscillatory test was used to evaluate the storage modulus (E'), loss modulus (E") and loss tangent ($tan{\delta}$) of the composites as a function of frequency ($\omega$) from 0.1 to 20 Hz at $23^{\circ}C$. Results: The E' and E" increased with increasing frequency and showed differences in magnitude between brands. The $E^{*}s$ of composites at ${\omega}{\;}={\;}2{\;}Hz$, normalized to that of Z100, were 2.16 (Z250), 4,80 (P60) and 25.21 (SureFil). The magnitudes and patterns of the change of $tan{\delta}$ of composites with increasing frequency were significantly different between brands. The relationships between the complex modulus $E^{*}$, the phase angle ${\delta}$ and the frequency \omega were represented by frequency domain phasor form, $E^{*}{\;}(\omega){\;}={\;}E^{*}e^{i{\delta}}{\;}={\;}E^{*}{\angle}{\delta}$. Conclusions: The viscoelasticity of composites that influences handling characteristics is significant different between brands, The VOR is a relatively simple device for dynamic, mechanical analysis of high viscous dental composites. The locus of frequency domain phasor plots in a complex plane is a valuable method of representing the viscoelastic properties of composites.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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