• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제31권2호
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• pp.116-126
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• 2009

The use of short implants has been accepted risky from biomechanical point of view. However, short implants appear to be a long term viable solution according to recent clinical reports. The purpose of this study was to investigate the effect of different diameter and length of implant size to the different type of bone on the load distribution pattern. Stress analysis was performed using 3-dimensional finite element analysis(3D-FEA). A three-dimensional linear elastic model was generated. All implants modeled were of the various diameter(${\phi}4.0$, 4.5, 5.0 and 6.0 mm) and varied in length, at 7.0, 8.5 and 10.0 mm. Each implant was modeled with a titanium abutment screw and abutment. The implants were seated in a supporting D2 and D4 bone structure consisting of cortical and cancellous bone. An amount of 100 N occlusal load of vertical and $30^{\circ}$ angle to axis of implant and to buccolingual plane were applied. As a result, the maximum equivalent stress of D2 and D4 bones has been concentrated upper region of cortical bone. As the width of implant is increased, the equivalent stress is decreased in cancellous bone and stress was more homogeneously distributed along the implants in all types of bone. The short implant of diameter 5.0mm, 6.0mm showed effective stress distribution in D2 and D4 bone. The oblique force of 100N generated more concentrated stress on the D2 cortical bone. Within the limitations of this study, the use of short implant may offer a predictable treatment method in the vertically restricted sites.

• 한국표면공학회지
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• 제43권3호
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• pp.132-141
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• 2010

NiTi alloy has been used for orthodontic wire due to good mechanical properties, such as elastic strength and frictional resistance, combined with a high resistance to corrosion. Recently, these wire were coated by polymer and ceramic materials for aesthetics. The purpose of this study was to investigate surface characteristics of polymer coated NiTi alloy wire for orthodontics using various instruments. Wires (round type and rectangular type) were used, respectively, for experiment. Polymer coating was carried out for wire. Specimen was investigated with field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy(EDS) and atomic force microscopy(AFM). The phase transformation of non-coated NiTi wire from martensite to austenite occurred at the range of $14{\sim}15^{\circ}C$, in the case of coated wire, it occurred at the range of $16{\sim}18^{\circ}C$. Polymer coating on NiTi wire surface decreased the surface defects such as scratch which was formed at severe machined surface. From the AFM results, the average surface roughness of non-coated and coated NiTi wire was 13.1 nm, and 224.5 nm, respectively. From convetional surface roughness test, the average surface roughness of non-coated and coated NiTi wire was $0.046{\mu}m$, and $0.718{\mu}m$, respectively.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권2호
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• pp.54-62
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• 2003

해저배관은 지반쇄굴로 인하여 일부분이 노출되어 자유경간이 형성될 수 있다. 자유경간이 형성되면 환경하중 및 와동유기진동에 의해서 안정성을 잃을 수 있다. 본 연구에서는 해저배관의 안정성을 위협하는 중요 요소인 자유경간의 정적 및 동적 경간을 결정하는 방법을 제시한다. 자유경간 해석에서는 해저배관에 작용하는 압축력 효과를 고려하였으며 토양의 종류에 따라 경계조건을 일반화시켰다. 자유경간 양단의 해저지반은 탄성기초로 간주하였으며, 이들 선형 및 회전 스프링으로 치환하여 경계조건을 일반화시켰다. 정적 및 동적 자유경간의 길이를 산정 할 수 있는 무차원화 된 곡선을 구하였다. 예제해석을 수행하여 그 적용방법을 소개하였다. 본 연구결과는 자유경간을 갖는 해저배관의 설계에 유용하게 적용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.57-62
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• 2013

카트 차체에는 현가장치와 차동장치가 존재하지 않으므로 카트주행 중 발생하는 프레임의 변형은 탄성변형으로 인한 주행성능과 프레임의 피로수명에 영향을 미친다. 선회주행 시 비틀림 변형에 의한 카트의 거동은 이 두 가지 변형에 결정적 원인을 제공한다. 이러한 곡선구간에서 카트의 동적 거동을 분석하기 위하여 GPS를 이용하여 차량의 궤적을 추적하고 카트 프레임 강에 작용하는 비틀림 응력을 측정하였다. 레저와 레이싱 카트 프레임의 기계적 성질을 파악하기 위해 재질 분석과 인장시험을 실시하여 각 프레임의 재료 특성을 분석하였다. 비틀림 응력집중과 프레임 비틀림은 프레임 해석을 통해 조사되었다. 또한 주행 분석 장치를 이용하여 레저와 레이싱 카트를 각 조건별로 실차실험을 수행하였고, 이를 통해 곡선구간에서 카트의 주행거동을 분석하였다. 선회주행 시 차량에 원심력에 의한 하중이동의 현상이 발생했으며, 이로 인해 카트 프레임 강에 비틀림 응력이 발생하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.81-92
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• 2008

일반적인 강구조물의 연결은 강절(rigid) 또는 활절(hinge)로 취급되고 있으나 실제 강구조물은 연결부위에서 부재간의 상대적인회전이 허용됨으로 인해 부분강절(semi-rigid)의 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 부분강절을 회전스프링으로 가정하여 부재 단부에 적용시킨 평면 뼈대구조물의 엄밀한 접선강도행렬을 유도하고 이를 다시 탄성강도행렬과 기하학적 강도행렬로 분리 유도함으로써 부분강절을 갖는 평면 뼈대구조물의 안정성해석을 위한 일반화된 해석방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐함수로부터 안정함수(stability function)를 유도하고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 정확한 접선강도행렬을 제시하였다. 본 연구의 타당성과 실용성 제고를 위해 두 가지 방법에 의한 수치해석프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통해, 타 연구자 해석 결과와 비교하고 부분강절이 구조물의 좌굴강도에 미치는 영향에 대하여 조사한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.493-504
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• 2008

본 연구는 속빈 PC 슬래브와 채널을 사용한 매입형 합성보의 휨거동에 관한 것이다. 철골보와 PC슬래브의 경계면에 발생하는 전단력은 채널에 의해서 전달된다. 철골보의 춤에 따라서 총 3개의 실대형 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며 기존에 수행된 전단접합 방식과 비교검토를 수행하였다. 채널 용접형 매입형 합성보의 실험결과, 별도의 전단연결재를 설치하지 않아도 자체가 가지고 있는 기계적․화학적 부착응력으로 인해 완전합성보에 가까운 거동을 나타내었다. 또한, 기존의 합성보의 거동과 같이 탄성구간, 항복구간, 매우 큰 연성, 휨파괴모드(소성힌지), 경계면에서의 매우 낮은 상대슬립 및 연성적인 파괴거동을 나타내었다. 따라서 제안된 전단연결 방식의 경우, 실제 건물에 적용시 규준에서 요구하는 구조적 성능을 만족할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회지
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• 제51권4호
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• pp.197-201
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• 2018

Dynamic nano-indentation method was applied to characterize thin electroformed Ni-P layers. The Ni-P layers were produced in a sulphamic acid bath at $50^{\circ}C$ in $0.02A/cm^2$ for 10-60 minutes. The chemical analyses by XRD and EDX showed that the Ni-P layers were very fine grains with mainly $Ni_3P$ with Ni. The surface roughness determined by atomic force microscopy increased with thickness, which was relative to the surface morphology. The nano-hardness and the stiffness of the thin Ni-P layers with thickness of 1.9, 6.2 and $7.5{\mu}m$ were 5.52, 6.52 and 6.77 [GPa] and 56.7, 76.2 and 108.0 [${\mu}N/nm$], respectively. The elastic modulus of the Ni-P layer increased with thickness such as 37.29, 54.50 and 78.76 [GPa], respectively. The surface roughness of the electroplated Ni-P layers with diverse thickness was 8.66, 18.56 and 35.22 [nm], respectively. The enhanced nano-mechanical properties were related to mainly residual stress of the Ni-P layers.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.1-13
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• 2003

본 연구에서는 전단변형을 고려한 비대칭 박벽 곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 일반이론을 제시하기 위하여, 3차원 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 전단변형 효과를 고려하고 비대칭 박벽단면과 ？(Warping)을 포함하는 변위장을 도심 축에 대해 정의한 후 곡선보의 변형도-변위관계로부터 공간 박벽 곡선보의 일반화된 탄성변형에너지와 운동에너지를 새롭게 유도한다. 또한, 전단변형이 고려된 곡선보의 총포텐셜에너지에 대해 변분을 취함으로써 평형방정식과 힘-변위관계를 제시한다. 한편, 제시된 이론에 대해 등매개 보요소를 도입하여 유한요소 정식화를 수행하였으며 곡선보의 동적 거동특성을 조사하기 위하여 전단변형, 곡률효과 그리고 진동모드에 대한 매개변수 연구를 수행한다. 마지막으로, 본 연구의 타당성을 입증하기 위하여, 다양한 해석예제에 대한 3차원 고유진동수를 산정하고 타 연구자들의 결과 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용한 해석결과와 비교ㆍ검증한다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권11호
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• pp.801-808
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• 2012

TiAlCN coatings with various C contents were synthesized by unbalanced magnetron sputtering. The characteristics, the crystalline structure, surface morphology, hardness, and friction coefficient of the coatings as a function of the C content were investigated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), a microhardness tester, and a wear test. In addition, their corrosion behaviors in a deaerated 3.5 wt% NaCl solution at $40^{\circ}C$ were investigated by potentiodynamic polarization tests. The results indicated that the $Ti_{14.9}Al_{15.5}C_{30.7}N_{38.9}$ coating had the highest hardness, elastic modulus, and a plastic deformation resistance of 39 GPa, 359 GPa, and 0.55, respectively, and it also had the lowest friction coefficient of approximately 0.26. Comparative evaluation of the TiAlCN coatings indicated that a wide range of coating properties, especially coating hardness, could be obtained by the synthesis methods and processing variables. The microhardness of the coatings was much higher than that from previously reported coating using similar magnetron sputtering processes. It was almost as high as the microhardness measured from the TiAlCN coatings (~41 GPa) synthesized using an arc ion plating process. The potentiodynamic test showed that the corrosion resistance of the TiAlCN coatings was significantly better than the TiAlN coatings, and their corrosion current density ($i_{corr}$), corrosion potentials ($E_{corr}$) and corrosion rate decreased with an increasing C content in the coatings. The much denser microstructure of the coatings due to the increased amount of amorphous phase with increasing C contents in the coatings could result in the the improved corrosion resistance of the coatings.

• Wind and Structures
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• 제19권4호
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• pp.421-441
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• 2014

With the assistance of typhoon field data at aerial elevation level observed by meteorological satellites and wind velocity and direction records nearby the ground gathered in Guangzhou Weather Station between 1985 and 2001, some key wind field parameters under typhoon climate in Guangzhou region were calibrated based on Monte-Carlo stochastic algorithm and Meng's typhoon numerical model. By using Peak Over Threshold method (POT) and Generalized Pareto Distribution (GPD), Wind field characteristics during typhoons for various return periods in several typical engineering fields were predicted, showing that some distribution rules in relation to gradient height of atmosphere boundary layer, power-law component of wind profile, gust factor and extreme wind velocity at 1-3s time interval are obviously different from corresponding items in Chinese wind load Codes. In order to evaluate the influence of typhoon field parameters on long-span flexible bridges, 1:100 reduced-scale wind field of type B terrain was reillustrated under typhoon and normal conditions utilizing passive turbulence generators in TJ-3 wind tunnel, and wind-induced performance tests of aero-elastic model of long-span Guangzhou Xinguang arch bridge were carried out as well. Furthermore, aerodynamic admittance function about lattice cross section in mid-span arch lib under the condition of higher turbulence intensity of typhoon field was identified via using high-frequency force-measured balance. Based on identified aerodynamic admittance expressions, Wind-induced stochastic vibration of Xinguang arch bridge under typhoon and normal climates was calculated and compared, considering structural geometrical non-linearity, stochastic wind attack angle effects, etc. Thus, the aerodynamic response characteristics under typhoon and normal conditions can be illustrated and checked, which are of satisfactory response results for different oncoming wind velocities with resemblance to those wind tunnel testing data under the two types of climate modes.