• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.254-261
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• 2018

In order to reduce resistance torque and energy loss, minimizing friction between race surface and rolling elements of a bearing is necessary. Recently, to reduce friction in bearing element, solid lubricant coating for the bearing raceway surface has been receiving much attention. Considering the operating conditions of real bearings, verifying the effect of solid lubricant coatings under extreme conditions of high load that is more than 1 GPa is necessary. In this study, we evaluated the friction and wear characteristics of SUJ2 bearing steels deposited by carbon-based coatings (Si-DLC, ta-C), $MoS_2$ and graphite. In case of $MoS_2$ and graphite coatings, different surface treatments were applied to the coatings to verify the effect of surface treatment. A pin-on-disc type tribotester was used to evaluate the tribological characteristics of the coatings. It was possible to quantitatively estimate the friction and wear characteristics of solid lubricant under dry and lubrication conditions. The carbon-based coatings improved the friction and wear properties of SUJ2 bearing steels under the high load condition, but $MoS_2$ and graphite coatings were not suitable for high load conditions due to its low hardness. Different friction and wear behaviors were found for different substrate surface treatment method. Also, it was confirmed that solid lubricant coatings had a more positive effect than just applying the lubricant for improving the tribological characteristics.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권1호
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• pp.127-139
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• 2019

Residual drifts after an earthquake can incur huge repair costs and might need to replace the infrastructure because of its non-reparability. Proper functioning of bridges is also essential in the aftermath of an earthquake. In order to mitigate pounding and unseating damage of bridges subjected to earthquakes, a self-adaptive Ni-Ti shape memory alloy (SMA)-cable-based frictional sliding bearing (SMAFSB) is proposed considering self-adaptive centering, high energy dissipation, better fatigue, and corrosion resistance from SMA-cable component. The developed novel bearing is associated with the properties of modularity, replaceability, and earthquake isolation capacity, which could reduce the repair time and increase the resilience of highway bridges. To evaluate the super-elasticity of the SMA-cable, pseudo-static tests and numerical simulation on the SMA-cable specimens with a diameter of 7 mm are conducted and one dimensional (1D) constitutive hysteretic model of the SMAFSB is developed considering the effects of gap, self-centering, and high energy dissipation. Two types of the SMAFSB (i.e., movable and fixed SMAFSBs) are applied to a two-span continuous reinforced concrete (RC) bridge. The seismic vulnerabilities of the RC bridge, utilizing movable SMAFSB with the constant gap size of 60 mm and the fixed SMAFSBs with different gap sizes (e.g., 0, 30, and 60 mm), are assessed at component and system levels, respectively. It can be observed that the fixed SMAFSB with a gap of 30 mm gained the most retrofitting effect among the three cases.

• 한국표면공학회지
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• 제34권5호
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• pp.414-420
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• 2001

A 30-kV plasma immersion ion implantation setup (P $I^3$) has been equipped with a self-developed 6'-magnetron to perform hard coatings with enhanced adhesion by P $I^3$D(P $I^3$ assisted deposition) process. Using ICP source with immersed Ti antenna and reactive magnetron sputtering of Ti target in $N_2$/Ar ambient gas mixture, the TiN films were prepared on Si substrates at different pulse bias and ion-to-atom arrival ratio ( $J_{i}$ $J_{Me}$ ). Prior to TiN film formation the nitrogen implantation was performed followed by deposition of Ti buffer layer under A $r^{+}$ irradiation. Films grown at $J_{i}$ $J_{Me}$ =0.003 and $V_{pulse}$=-20kV showed columnar grain morphology and (200) preferred orientation while those prepared at $J_{i}$ $J_{Me}$ =0.08 and $V_{pulse}$=-5 kV had dense and eqiaxed structure with (111) and (220) main peaks. X-ray diffraction patterns revealed some amount of $Ti_{x}$ $N_{y}$ in the films. The maximum microhardness of $H_{v}$ =35 GN/ $M^2$ was at the pulse bias of -5 kV. The P $I^3$D technique was applied to enhance wear properties of commercial tools of HSS (SKH51) and WC-Co alloy (P30). The specimens were 25-kV PII nitrogen implanted to the dose 4.10$^{17}$ c $m^{-2}$ and then coated with 4-$\mu\textrm{m}$ TiN film on $Ti_{x}$ $N_{y}$ buffer layer. Wear resistance was compared by measuring weight loss under sliding test (6-mm $Al_2$ $O_3$ counter ball, 500-gf applied load). After 30000 cycles at 500 rpm the untreated P30 specimen lost 3.10$^{-4}$ g, and HSS specimens lost 9.10$^{-4}$ g after 40000 cycles while quite zero losses were demonstrated by TiN coated specimens.s.

• Composites Research
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• 제19권2호
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• pp.28-34
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• 2006

고온자전합성법과 스파크 플라즈마 소결법으로 여러 가지 $TiB_2$ 함유량을 갖는 $Cu-TiB_2$ 금속복합재료를 제조하였다. 점용접 전극과 미끄럼 접촉재로 사용하기 위해 인장특성, 경도, 마모저항 등의 물성치를 조사하였다. 강화재의 형상, 크기, 부피분율 등에 의해 복합재료의 특성이 달라지므로 유효물성치를 예측하기 위한 모델링이 필수적이다. 유한요소해석결과 유효탄성 계수가 실험치와 일치하는 것을 확인하였고 Eshelby 모델, Mori-Tanaka의 평균장 이론이 결합된 Eshelby 모델, 혼합법칙 등으로 복합재료의 탄성계수를 예측한 결과 Mori-Tanaka의 평균장 이론이 결합된 Eshelby 모델이 실험치를 사장 잘 묘사하는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권2호
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• pp.151-164
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• 2023

The latest earthquake's costly repairs and economic disruption were brought on by excessive residual drift. Self-centering systems are one of the most efficient ways in the current generation of seismic resistance system to get rid of and reduce residual drift. The mechanics and behavior of the self-centering system in response to seismic forces were impacted by a number of important factors. The amount of post-tensioning (PT) force, which is often employed for the standing posture after an earthquake, is the first important component. The energy dissipater element is another one that has a significant impact on how the self-centering system behaves. Using the damper as a replaceable and affordable tool and fuse in self-centering frames has been recommended to boost energy absorption and dampening of structural systems during earthquakes. In this research, the self-centering steel moment frame connections are equipped with cushion flexural dampers (CFDs) as an energy dissipator system to increase energy absorption, post-yielding stiffness, and ease replacement after an earthquake. Also, it has been carefully considered how to reduce permanent deformations in the self-centering steel moment frames exposed to seismic loads while maintaining adequate stiffness, strength, and ductility. After confirming the FE model's findings with an earlier experimental PT connection, the behavior of the self-centering connection using CFD has been surveyed in this study. The FE modeling takes into account strands preloading as well as geometric and material nonlinearities. In addition to contact and sliding phenomena, gap opening and closing actions are included in the models. According to the findings, self-centering moment-resisting frames (SF-MRF) combined with CFD enhance post-yielding stiffness and energy absorption with the least amount of permeant deformation in a certain CFD thickness. The obtained findings demonstrate that the effective energy dissipation ratio (β), is increased to 0.25% while also lowering the residual drift to less than 0.5%. Also, this enhancement in the self-centering connection with CFD's seismic performance was attained with a respectable moment capacity to beam plastic moment capacity ratio.

• 한국농공학회지
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• 제28권2호
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• pp.31-41
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• 1986

Knowledge of the degree of yield reduction due to water stress at different crop growth stages in rice production is important for rational scheduling of irrigation during periods of insufficient water supply. Previous studies to determine the degree of yield reduction duo to water stress suffered from interruptions by rain during experiment. Also the findings did rot relate the degree of water stress to the soil water potential and water deficit status of rice plants. In this study, two years experiments were conducted using the high yielding rice varieties, an Indica x Japonica (Nampoong) and a Japonica variety(Choochung). These were grown in 1/200$^{\circ}$ plastic pots placed under a rainfall autosensing, sliding clear plastic roof facility to control rainfall interruptions. The results obtained were as follows. 1.The two varieties differed in the growth stage most sensitive to water stress as well as the degree of yield reductions. When rice plants were stressed to the leaf rolling score 4 and soil water potential of about - 20 bar at major crop growth stages which included heading, booting, non-effective tillering, panicle initiation and early tillering stages, the yield reductions in the Indica x Japonica variety were 58%, 34%, 27%, 22%, and 21%, respectively, whereas in the Japonica vairety they were 23%, 36%, 1%, 13% and 22%, respectively. This result show that the recommended drainage during non-effective tillering is valid only for the Japonica variety. Sufficient irrigation at booting, heading and early tillering stages are necessary for both varieties. 2.The two varieties showed visible wilting symptoms when the soil water potential dropped to about - 3.0 bar. The Japonica variety showed more leaf rolling than the Indica X Japonica. However, it had a higher retention of leaf water content and greater stomatal diffusive resistance. When the soil water potential dropped, the Japonica variety showed leaf rolling score (LRS) 1 at 0 soil-5. 0 bar and LRS 2 at 0 soil -6.0 bar while the Indica X Japonica showed LRS 1 at 0 soil - 5.5 bar and LRS 2at 0 Soil - 9.0 bar. The stomatal diffusive resistance was maximum at the second top leaf blade in both varieties at intermediate water stress of 0 soil - 4.5 bar. 3.The number of days that was required for the soil water potential to drop to-3. 0 bar and to - 20.0 bar after drainage of irrigation water from the 20cm deep silty clay loam soil in the pots were 6 and 13 days, respectively for booting stage, and 7 and 11 days, respectively for heading stage, 9 and 12 days, respectively for panicle initiation stage, and 12 and 19 days, respectively for early tillering stage. 4.Water stress during the early tillering stage recorded the longest delay in beading time, the largest reduction in panicle numbers and a substantial yield decrease of 20%. This calls for better water management to ensure the availability of water at this stage, particularly during drought periods. In addition, a reexamination of the conventional inter-drainage practice during the non-effective tillering stage is necessary for the high yielding Indica X Japonica varieties.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.188-201
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• 2005

본 논문은 동해항 방파제를 대상으로 신뢰성 설계법을 비교하는 한 쌍의 논문의 첫 번째 부분이다. 제1부인 본 논문의 내용은 피복 블록의 안정성에 국한되며, 제 2부에서는 케이슨의 활동을 다룬다. 1980년대 중반이후 방파제에 대한 신뢰성 설계법이 본격적으로 제안되기 시작하였다. 신뢰성 설계법은 사용되는 확률적 개념의 정도에 따라 세 가지로 분류된다. Level 1 방법은 허용파괴확률에 따라 미리 계산된 부분안전계수를 이용하여 방파제를 설계하며, Level 2 방법은 하중과 저항 변수들의 정규분포를 가정하고 이들의 평균 및 표준편차로부터 신뢰도지수와 파괴확률을 계산한다. Level 3 방법은 하중과 저항 변수들에 대한 정규분포의 가정 없이 방파제 수명 동안의 누져 파괴량(예로서 피복 블록의 누적 피해)을 계산한다. 각 방법들은 서로 다른 설계 변수들을 계산하지만 이들을 모두 파괴확률로 나타내어 방법들 간의 차이를 비교할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 결정론적 방법으로 설계, 시공된 후 1987년 피해를 입었던 동해항 방파제의 피복 블록 안정성에 대하여 피해 전과 보강 후의 단면에 대해서 각각 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 피해 전 단면의 파괴확률은 허용파괴확률을 크게 초과하는 반면 보강 후 단면의 파괴확률은 이보다 매우 작아서, 피해 전과 보강 후에 각각 과소 및 과대 설계되었음을 나타냈다. 한편, 서로 다른 세 가지 신뢰성 설계법의 결과가 대체로 잘 일치함을 보임으로써 각 방법 간에 큰 차이가 없음을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제36권2호
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• pp.125-135
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• 2006

최근 사용되고 있는 세라믹 브라켓의 마찰력을 측정하고 비교하고자 실험군으로 3종의 세라믹 브라켓(Crystaline $V^{(R)}$, Tomy, Tokyo, Japan; $Clarity^{(R)}$, 3M Unitek, CA; $Inspire^{(R)}$, Ormco, CA)을 사용하였으며 대조군으로 컴퍼짓 레진브라켓($Spirit^{(R)}$, Ormco, CA)과 메탈브라켓($Kosaka^{(R)}$, Tomy, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 활주 시 마찰력은 4개의 브라켓-교정선 경사$(0^{\circ},\;5^{\circ},\;10^{\circ},\;15^{\circ})$에서 각각 측정되었으며 두 종의 교정선 [1. 스테인레스 스틸(Stainless Steel, SDS Ormco, Glendora, CA), 2. 베타-타이타늄(TMA, SDS Ormco, Glendora, CA)]이 사용되었다. 22 mil 브라켓을 만능시험기기에 부착한 후 $.021{\times}.025$ 크기의 교정선에 고무결찰한 후 $34^{\circ}C$의 건조상태에서 5 mm/min 속도로 교정 선을 활주시켰다. TMA 교정선은 스테인레스 스틸 교정선보다 높은 마찰력을 발생시켰으며 모든 브라켓 호선과의 조합에서 브라켓-교정선의 각도가 증가함에 따라 정적, 동적 마찰력이 증가하였다. $0^{\circ}{\sim}5^{\circ}$ 구간에서 마찰력의 크기는 스테인레스 스틸 교정선과 레진 브라켓 조합이 가장 낮게 측정되었으며 다음으로 Crystaline V, 금속 브라켓, Clarity, Inspire의 순으로 나타났다. TMA 교정선에서는 Crystaline V와의 조합이 가장 낮은 마찰력을, 다음으로 컴퍼짓 브라켓, Clarity, 금속 브라켓, Inspire 순으로 나타났다. $5^{\circ}$ 이상에서 마찰력이 급격하게 증가하였으며 스테인레스 스틸 교정선에서 레진 브라켓, Clarity, Crystaline V, 금속 브라켓, Inspire순으로 나타났다. TMA 교정선에서는 레진 브라켓, Crystaline V, Clarity, Inspire, 금속 브라켓 순으로 나타났다. 이때 호선 브라켓 조합에 대한 마찰력은 일반적으로 증가하였으나 마찰력 증가율의 차이로 인해 그룹간 마찰력의 순위가 서로 뒤바뀌는 경우가 관찰되었다. 실리카-삽입 세라믹 브라켓은 기존의 세라믹 브라켓보다 낮은 마찰력을 보여줄 뿐 아니라 브라켓-교정선의 경사도의 증가에서도 비교적 낮은 마찰력 증가율을 나타내어 세라믹 브라켓의 높은 마찰력을 감소시키는데 큰 역할을 할 수 있다고 생각된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권2호
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• pp.110-117
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• 2019

목적: 본 연구의 목적은 적층 가공(additive manufacturing)법, 절삭 가공(subtractive manufacturing)법, 전통적인 방법에 따른 임시 수복용 레진의 마모 저항성을 조사하는 것이다. 재료 및 방법: 제작방법에 따라 4개의 군으로 나누었으며, 각 군은 전용의 임시 수복용 레진을 사용하였다: S3P군, Stereolithography apparatus (SLA) 3D 프린터 및 전용의 광경화성 수지로 제작한 군; D3P군, Digital Light Processing (DLP) 3D 프린터 및 전용의 광경화성 수지로 제작한 군; MIL군, Milling machine 및 밀링용 레진 블록으로 제작한 군; CON군, 전통적인 방법 및 자가중합형 레진으로 제작한 군. 한편, 3D 프린팅된 레진 시편을 제작함에 있어 적층 각도와 층 두께를 각각 $0^{\circ}$와 $100{\mu}m$로 설정하였다. 구강내 환경을 재현하기 위하여 열순환 처리와 수평, 수직운동이 가능한 2축 chewing simulator를 사용하였으며, 하부에는 한쪽면이 편평하게 제작된 임시 수복용 레진을, 상부에는 끝이 3 mm 직경을 가지는 원뿔형의 steatite를 고정하여 마모시험 진행하였다(5 kg, 30,000회, 0.8 Hz, $5^{\circ}C/55^{\circ}C$). 임시 수복용 레진의 마모량은 마모 전후의 Standard Triangulated Language (STL) 파일과 전용의 CAD software를 이용하여 부피를 계산하였고, 주사전자현미경으로 마모 양상을 비교하였다. 결과: S3P군, D3P군, MIL군의 마모량은 CON군보다 유의하게 작았으며 (P < .05), S3P군, D3P군, MIL군 사이에는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다 (P > .05). 주사전자현미경으로 마모면을 관찰한 결과, S3P군과 D3P군에서는 대합치의 운동 방향에 대해 수직적으로 갈라진 흔적이 발견되었다. MIL군에서는 전반적으로 균일한 마모면이 보인 반면, CON군에서는 대합치 운동 방향으로의 뚜렷한 마모 흔적과 다수의 기포가 관찰되었다. 결론: 본 연구의 한계 내에서, 3D 프린팅된 임시 수복용 레진은 치과용으로서 적절한 마모저항성을 보였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제41권6호
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• pp.399-410
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• 2011

본 연구의 목적은 코팅된 호선, 다양한 브라켓, 그리고 브라켓-호선 각도가 교정용 호선이 브라켓을 활주 이동하는 동안 발생되는 마찰력에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 평가해보는 것이었다. 고정식 장치를 이용한 교정치료 시발생할 수 있는 상황을 시뮬레이션하기 위하여 4종류의 브라켓(금속 브라켓인 Micro-arch, 단결정 세라믹 브라켓인 Perpect Clear2, active type의 자가결찰 브라켓인 Clippy-C, passive type의 자가결찰 브라켓인 Damon3)과 5종류의 교정용 호선(0.014", 0.016", 0.016" ${\times}$ 0.022" inch coated Ni-Ti 호선, 0.016", 0.016" ${\times}$ 0.022" inch Ni-Ti 호선)이 사용되었고 브라켓-호선 각도는 각각 $0^{\circ}$, $3^{\circ}$, $6^{\circ}$, $9^{\circ}$로 조절되었다. 모든 실험군에서 자가결찰 브라켓군, Micro-arch군, Perpect Clear2이 순으로 정지, 운동 마찰력이 유의하게 높았다 ($p$ < 0.001). $0^{\circ}$와 $3^{\circ}$의 브라켓-호선 각도에서 같은 크기의 Ni-Ti 호선은 코팅 여부에 따른 정지, 운동 마찰력의 유의한 차이가 없었으나, $3^{\circ}$에서 자가결찰 브라켓군의 0.016" ${\times}$ 0.022" inch Ni-Ti 호선에서만 코팅된 경우에 마찰력이 유의하게 높았으며 ($p$ < 0.001), $6^{\circ}$와 $9^{\circ}$의 브라켓-호선 각도에서 원형과 각형 호선은 모두 같은 크기의 코팅된 호선에서 정지, 운동 마찰력이 유의하게 높았다 ($p$ < 0.001). 코팅된 호선은 크기가 커질수록 정지, 운동 마찰력이 유의하게 높아졌다 ($p$ < 0.001). 각형 호선은 원형 호선 보다 정지, 운동 마찰력이 유의하게 높았으나, $9^{\circ}$의 브라켓-호선 각도에서 0.016" inch coated Ni-Ti 호선만은 0.016" ${\times}$ 0.022" inch Ni-Ti 호선보다 마찰력이 높았다 ($p$ < 0.001). 브라켓-호선 각도가 증가함에 따라 정지, 운동 마찰력도 유의하게 높아졌으나 ($p$ < 0.001), Micro-arch군과 Perpect Clear2군에서 0.016 inch Ni-Ti 호선과 이루는 각도 $0^{\circ}$, $3^{\circ}$에서는 마찰력의 유의한 차이가 없었다.