• 제목/요약/키워드: 응력 회복

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국내 철도 노반 흙재료의 반복재하에 따른 영구변형 발생 특성 및 상관성 분석 (Characteristic Analysis of Permanent Deformation in Railway Track Soil Subgrade Using Cyclic Triaxial Compression Tests)

  • 박재범;최찬용;김대성;조호진;임유진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.64-75
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    • 2017
  • 철도궤도 상부 흙노반은 궤광으로부터 전달된 열차하중을 지지하고 분산하는 기능을 갖는다. 성토체의 일반적인 흙노반은 흙재료를 다짐하여 조성하며 차량 반복하중에 의해 공용중 잔류침하가 발생하는 데 일정부분 기여한다. 흙노반의 잔류침하는 회복불가능한 영구변형이어서 궤도틀림 등 궤도 안전성을 크게 저하시킨다. 그럼에도 불구하고 현재까지 흙노반재료에 대한 역학적 시험을 바탕으로 합리적인 잔류침하 관리기준이 제시된 바 없다. 반면에 흙노반의 현장관리 및 판정기준은 강성평가 또는 현장들밀도시험에 의해서만 이루어지고 있어 불합리하다. 본 연구에서는 흙노반이 경험하는 전단응력비(${\tau}/{\tau}_f$)와 구속압(${\sigma}_3$)을 수치해석을 통해 구하고 이를 반영한 실내 흙노반 영구변형시험방법을 제시하였다. 제시된 시험방법을 이용하여 대표적인 철도건설현장 흙노반 재료로 만든 다짐시편에 대하여 반복삼축시험을 실시하였으며 이로부터 향후 잔류침하의 추정에 활용할 수 있는 기본 영구변형예측모델 모델계수를 구속압 및 전단응력비 수준별로 제시할 수 있었다.

훼이스 마스크의 견인위치에 따른 응력분포에 관한 유한요소법적 연구 (Finite Element Analysis of Stress Distribution in using Face Mask according to Traction Point)

  • 오교창;차경석;정동화
    • 구강회복응용과학지
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    • 제25권2호
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    • pp.171-181
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    • 2009
  • 훼이스 마스크(Face mask)를 사용하여 상악을 견인하였을 때, 두개안면 복합체의 생역학적 반응을 이해하는 것은 임상적으로 매우 중요하다. 이 연구의 목적은 face mask를 사용하여 상악 제 1 소구치와 제 1 대구치에서 상악을 전방으로 견인하였을 때 두개봉합구조에 발생하는 응력 분포를 분석하는 것이다. 13세 6개월 된 남자 환자의 유한요소분석을 위하여 전산화단층사진 촬영으로 얻은 DICOM 영상정보를 개인용 컴퓨터로 옮긴 후 3차원 영상프로그램인 $Mimics^{(R)}$(Materialise, Germany)를 사용하여 얻은 24개의 물성으로 이루어진 상악모델과, 제1소구치와 제1대구치, RME의 협측부, RME의 설측부의 4가지 구성요소를 각기 Nastran 파일형식인 "out"으로 저장하고 Patran에서 합체한 두개안면 복합체의 3차원적 유한요소모델을 생성하였다. 생성된 모델은 제1소구치에서 FH 평면의 45도 하방으로, 제 1 대구치에서 FH 평면의 20도 하방으로 500g의 전방견인력을 주었다. 상악 제1소구치에서 45도 하방으로 견인하였을 때 x축에서는 대구치부위의 확장과 소구치부에서의 협착을 보였고 최대변위량은 0.00011mm였다. y축에서는 전반적으로 전방이동을 보였으며 최대 0.00030mm의 변위와 소구치부위의 변형이 컸다. z축에는 소구치부위에서 하방으로 최 0.00036mm 이동했고, 상악복합체가 전하방으로 이동하였다. 제 1 대구치에서의 20도 하방견인 하였을 때, x축에서는 대구치부위의 협착과 lateral nasal wall의 확장을 보이며 최대 변위는 0.001mm였다. y축에서는 전체적인 전방이동을 보이며, 최대변위는 0.004mm였다. z축에서는 소구치와 대구치 중간부위를 중심으로 ANS는 상방으로 pterygoid plate는 하방으로 반시계방향의 회전양상을 보였으며 최대변위는 0.002mm였다.

Stamped Leadframe의 표면 품질에 미치는 전해연마 효과 (Effect of Electropolishing on Surface Quality of Stamped Leadframe)

  • 남형곤;박진구
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.45-54
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    • 2000
  • Stamped Leadframe에 전해연마를 적용하여 가공면에 존재하는 버어(burr)의 제거와 그에따른 잔류응력 완화효과를 보았다. 또한 표면 청정화에 따른 은(Ag)도금면 및 리드프레임 표면 품질의 향상이 있었다. 인산 60% 전해연마액에 고정 전류값 5A와 극간거리 3.0 cm의 조건하에 Alloy42 원소재 리드프레임은 $70^{\circ}C$에서 120초간, C194 원소재 리드프레임은 $50^{\circ}C$에서 90초간 전해연마 하였다. XRD 반가폭(FWHM)을 이용한 잔류응력 측정결과 전해 연마 처리후의 잔류응력값이 스탬핑 이전상태로 회복되었으며, AFM를 이용하여 표면 거칠기 측정결과 Alloy42원소재 리드프레임은 0.079 $\mu\textrm{m}$, C-194원소재 리드프레임은 0.014 $\mu\textrm{m}$의 R$_{근}$값으로 거칠기의 향상이 있었다. XRF를 이용한 도금두께 측정 결과 0.4~0.5 $\mu\textrm{m}$ 정도 두께편차 균일성의 향상이 있었으며, wire bonding온도에서의 bake test결과 금선(gold wire) 과의 접합강도를 높일수 있는 적절한 크기로의 결정립 성장이 관찰되었다 3차원 자동측정 및 표면 경도 측정 통하여 전해연마로 인한 리드프레임 중요부위 치수변화의 신뢰성을 확인할수 있었다.다.

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지대주 나사 풀림 방지를 위한 새로운 Lock Screw 시스템의 효과에 대한 유한요소해석적 연구 (Finite element analysis of the effect of novel Lock Screw system preventing abutment screw loosening)

  • 임은섭;김종은;김지환;박영범
    • 구강회복응용과학지
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    • 제35권3호
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    • pp.132-142
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    • 2019
  • 목적: 본 유한요소해석적 연구는 새로운 Lock screw 시스템을 소개하고 그 역학적 특성을 분석하여 Lock screw가 지대주 나사 풀림을 방지할 수 있는지 알아보려고 한다. 연구 재료 및 방법: Lock screw는 임플란트 지대주 내부에 체결하여 지대주 나사 두부에 압축력을 가하는 장치이다. 그 효과를 알아보기 위해 CAD 프로그램을 이용하여 모델링을 하였고, 이를 다양한 하중조건 하에서 유한요소해석법을 이용해 분석하였다. 우선 지대주 나사의 조임회전력에 따른 전하중을 측정하고 이론 값과 비교하여 해석모델을 검증하였다. 검증된 해석 모델을 외부 하중이 없는 것과 178 N을 부여한 것으로 나누어 Lock screw의 조임회전력을 각각 10, 20, 30 Ncm으로 변화시켰고, 이때 임플란트 구성요소의 응력 분포가 어떠한 특성을 보이는지 살펴보았다. 결과: 여러 하중조건 하에서 Lock screw의 사용은 임플란트 구성요소의 항복강도를 넘어서는 등가응력을 발생시키지 않았다. 또한 지대주-지대주 나사 계면에서 축방향 하중의 증가를 보였다. 결론: Lock screw의 사용은 임플란트 구성요소에 과도한 응력을 가하지 않으며, 지대주-지대주 나사 계면의 마찰력을 증가시켜 지대주 나사 풀림을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

제 3원소가 첨가된 금속간 화합물$\gamma$-TiAI의 미세조직 제어와 상온 및 고온 압축 특성 (Microsturcture Control and Compression Characteristics at Room and High Temperature for$\gamma$-TiAI Intermetallic Compounds with Addition Elements)

  • 정진성;이동희
    • 한국재료학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.67-78
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    • 1996
  • 제 3원소가 첨가된 금속간 화합물 TiAI 금속간 화합물 분말을 PREP법(플라즈마 회전전극법)으로 제조하여, 통.방전 강압소결법에 의해 치밀한 소결체를 만들었다. 이에 대해 첨가 원소의 종류와 열처리에 따른 고온 및 상온 압축 특성의 변화를 조사하였다. 소결체의 미세조직은 ${\gamma}$/$\alpha$2 lamella로 이루어진 완전 변태구조였고, 결정립의 크기는 140-150$\mu\textrm{m}$였으며 계단형 결정립계를 나타내었다. 소결체를 ($\alpha$+${\gamma}$)구역인 130$0^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리한 결과, 모든 조성의 시편이 등축점 ${\gamma}$와 lamella로 이루어진 전형적인 duplexrn조로 변태하였다. 상온 압축 시험에서 시편은 파괴될 때까지 가공경화 현상이 나타났으며, Cr을 첨가한 시편이 가장 큰 파괴응력과 변형률을 나타내었다. 한편, 고온 압축 시험의 경우 온도상승 때문에 가공경화의 속도가 감소되었고, 80$0^{\circ}C$에서는 가공경화와 회복이 균형을 이루는 소위 정상 상태의 변형을 보였다.

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반복하중에 따른 철도 노반재료의 소성침하예측 (Prediction of Plastic Settlement of Roadbed Materials through Cyclic Loading Test)

  • 최찬용;신은철;강현회
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.1-9
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    • 2012
  • 흙노반으로 이루어진 철도 구간의 경우 반복적인 하중재하에 따라 탄성상태로 복귀하는 회복변형과 영구 변형이 동시에 발생한다. 따라서 열차하중이 반복적으로 작용하는 철도하부 지반에서의 변형예측을 위하여 반복하중에 대한 장기변형 예측이 필요하다. 본 논문에서는 최적함수비 범위에서의 최적함수비의 일반토사를 대상으로 진동삼축압축시험과 원형토조시험을 통해 반복하중에 따른 변형 특성을 비교하였으며, 파워함수 모델을 이용하여 각 재료별 축차응력과 반복횟수를 고려한예측모델식을 제안하였다.

임플랜트와 지대주 간 내측연결 시스템에서 Friction Fit와 Slip Fit에 따른 유한요소 응력분석 (Finite Element Stress Analysis of Implant Prosthesis According to Friction Fit or Slip Fit of Internal Connection System between Implant and Abutment)

  • 장두익;정승미;정재헌
    • 구강회복응용과학지
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    • 제21권2호
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    • pp.113-132
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    • 2005
  • The purpose of this study was to assess the stress-induced pattern at the supporting bone, the implant fixture, the abutment and the abutment screw according to a friction-fit joint (Astra; Model 1) or slip- fit joint (Frialit-2; Model 2) in the internal connection system under vertical and inclined loading using finite element analysis. In conclusion, in the internal connection system of the implant and the abutment connection methods, the stress-induced pattern at the supporting bone, the implant fixture, the abutment and the abutment screw according to the abutment connection form had difference among them, and the stress distribution pattern usually had a widely distributed tendency along the inner surface of the implant fixture contacting the abutment post. The magnitude of the stress distributed in the supporting bone, the implant fixture, the abutment and the abutment screw was higher in the friction-fit joint than in the slip-fit joint. But it is considered that the further study is necessary about how this difference in the magnitude of the stress have an effect on the practical clinic.

임프란트 매식시 해면골질의 차이에 따른 치밀골 상 응력분석 (The FEM Analysis on the Crestal Cortical Bone around the Implant according to the Cancellous Bone Density and Loading Positions)

  • 정신영;김창현
    • 구강회복응용과학지
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    • 제23권1호
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    • pp.69-78
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    • 2007
  • This study was performed to compare the stress distribution pattern in the crestal cortical bone and cancellous bone using 3-dimensional finite element stress analysis when 2 different Young's modulus(high modulus, model 1; low modulus, model 2) of cancellous bone was assumed. For the analysis, a finite element model was designed to have two square-threaded implants fused together and located at first and second molar area. Stress distribution was observed when vertical load of 200N was applied at several points on the occlusal surfaces of the implants, including central fossa, points 1.5mm, 2mm, 3mm and 3.5mm buccally away from central fossa. The results were as follows; 1. In both model, the maximum Von-Mises stress in the crestal cortical bone was greater when the load was applied at the central point, points 1.5mm and 2mm buccally away from central fossa than other cases. 2. In the cortical bone around first and second molar, model 2 showed greater Von-Mises stress than model 1. It is concluded that when the occlusal contact is afforded, the distribution of stress varies depending on the density of cancellous bone and the location of loading. More favorable stress distribution is expected when the contact load is applied within the diameter of fixtures.

가솔린 엔진의 스로틀 밸브 출구에서 유동측정 (Flow Measurements at the Exit of a Throttle Valve in Gasoline Engines)

  • 김성초;김철;최종근;위화복
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.1-8
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    • 2002
  • The flow and combustion patterns have been investigated inside the gasoline engine cylinder with the swirl or tumble flow, whereas the air flow characteristics, which are generated in the part of intake system before entering into the intake manifold, have not been known completely. It is necessary to analyze the flow field in the intake system consisting of air rater, throttle valve and intake manifold. The throttle valve, used to control the intake air flow rate, is important because it makes various mass flow rate and flow patterns. Three-dimen-sional How characteristics such as velocities, turbulent intensities and Reynolds shear stresses are measured by the hot wire anemometer at the exit of the throttle valve with the variation in the valve opening angle($15^{\circ}$, $45^{\circ}$, $75^{\circ}$ and $90^{\circ}$) and the Reynolds numbers (45000, 70000 and 140000). There are a lot of changes in flow characteristics at $75^{\circ}$ due to the large recirculation flow comparing with those of the other cases, and the streamwise velocity is especially enforced strongly below the valve shaft. The other component velocities are relatively large near the centerline parallel to the valve shaft. The effects of the Reynolds number on the flow field are not severe.

내측연결 시스템에서 임플란트 고정체의 경부 형태에 따른 지지골에서의 유한요소 응력분석 (Finite Element Stress Analysis in Supporting Bone according to Crest Module Shape of Fixture in Internal Connection System)

  • 박영남;김희중;오상호;정재헌
    • 구강회복응용과학지
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    • 제22권1호
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    • pp.55-74
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    • 2006
  • The external contour of an implant can have significant effects on the load transfer characteristics and may result in different bone failure rates for different implant system. The purpose of this study was to investigate the effects of crest module shape and occlusal load direction on bone failure modes of five commercially available dental implant systems. Five different implant systems with internal connection; ITI (Model 1), Astra (Model 2), Bicon (Model 3), Friadent (Model 4), and Paragon (Model 5), comparable in size, but different in thread profile and cest module shapes, were compared using the finite element method. Conclusively, in the internal connection system of the implant-abutment connection methods, the stress-induced pattern at the supporting bone according to the abutment connection form had differenence among them, and implants with narrowing crestal module cross-sections at the top of the cortical bone created more favorable load transfer characteristics in this region. But it is considered that the future study is necessary about how this difference in the magnitude of the stress have an effect on the practical clinic.