• 제목/요약/키워드: Fatigue in compression

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대퇴골 간부 골절시 사용한 금속물의 금속부전(Metal failure)의 기전에 대한 연구 (A study of the cause of metal failure in treatment of femur shaft fracture - Fractographical and clinical analysis of metal failure-)

  • 전춘배;서재성;안면환;안종철;인주철
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제7권1호
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    • pp.81-93
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    • 1990
  • 1983년 5월부터 1989년 9월까지 본 영남의료원 정형외과에 대퇴골 간부골절시 사용한 금속 내 고정물의 금속 부전으로 입원한 경우 중 부전된 금속의 표면관찰이 가능한 8례에 대한 임상적 고찰 및 부전된 금속 파손 표면의 관찰을 통해 확인한 파손 원인을 요약하면 다음과 같다. 1. 금속 부전이 발생 내고정물의 종류는 압박금속판 5례, Jewett nail 1례, Rowe plate screw 1례, interlocking nail 1례였다. 2. 금속 부전의 임상적 추정에 의한 원인으로는 반대편 피질골 결손 5례, 부적절한 위치선정 1례 및 부적절한 금속선택 1례였다. 3. 금속 내고정후 금속 부전이 되기까지의 기간을 보면, 4개월이 1례, 6개월에서 12개월 사이가 6례, 3년이 1례였다. 4. 부전된 내고정물의 파손면 관찰을 통해 확인한 금속부전의 원인을 보면, 첫째, impact failure 1례 둘째, fatigue failure 6례 machining mark가 있어 이것이 stress riser로서 역할을 한 것으로 보이는 경우가 4례였으며, 이의 형태는 low consistent cyclic fatigue failure와 irregular cyclic fatigue failure의 형태를 관찰할 수 있었다. 셋째, Stress corrosion crack 1례를 관찰할 수 있었다. 5. 316L Stainless Steel은 내부식성이 좋은 금속이지만 fretting에 의해 특유의 부동태 피막이 손상되면 pitting corrosion을 일으키며 경우에 따라서는 파손의 기점으로 작용되어 failure의 주요 원인이 되기도 한다. 6. screw hole의 가공시 기계에 의한 손상 및 기구(implant) 제조 과정중 손상이 plate의 failure를 유발하는 중요한 원인이 될 수도 있다. 기계에 의한 손상은 응력을 집중시키므로 plate가 파손되기 쉽게 한다. 이상의 결과 임상적 추정에 의한 원인 이외에도 부전된 금속파손면 관찰을 통해 중요한 다른 원인을 찾을 수 있었으므로, 금속부전의 예방을 위해 앞으로 이 방향으로의 계속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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농도의 기층 및 보조기층 공법연구 -노상 및 시멘트 안정 처리층의 Mr 특성을 중심으로- (Study on the Base and Subbase Method of Agricultural Road -On the Resilient Modulus Characteristics of the Subgrade and Cement Treated Base-)

  • 도덕현
    • 한국농공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.66-81
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    • 1989
  • The characteristics of resilient modulus(Mr) which dominates the life of pavement and the design of pavement were investigated on the test specimens which were cement treated and non-treated of the three different soil types. The results are summarized as follows : 1. The resilient modulus was decreased by increasing the cyclic deviator stress ($\sigma$d) , especially the resilient modulus was gradually decreased or sometimes increased when the value of ad was greater than 0.75- 1. 0kg/cm$^2$. 2. The resilient modulus was increased by increasing the homogeneous confined stress ($\sigma$do) and such phenomena were distinct on the coarse soils. 3. The resilient modulus was increased by increasing the ratio of confined stress(Kc), and this phenomena were eminent on the coarse soils too, and the higher permanent strain was showed by increasing the value of Kc. 4. In the drained cyclic triaxial compression test, the value of ad, Kc, and (Oho) was introduced by the following interrelated equations which were similar to the Mr model of Cole. Kcn/Mr=K1(J$_2$/ $\tau$oct)K2 ............. (coarse soli) Mcn/Mr=K3($\sigma$dp/ $\tau$f)k4 ...............(fine soils) 5. The stress path was not much affected by the value of Mr, however, moisture content, dry desity, and contant of fines affected the value of Mr. 6. In the soil-cement specimens, the resilient compression strain($\varepsilon$d) was decreased by the increment of the $\sigma$ho, and Mr was decreased by increasing the $\sigma$d 7. In the flexible pavement. the cement treated layer should be designed not to fail by the fatigue before the designed traffic load, and actually the pavement could cover the traffic load to a certain extent under the post-crack phase, therefore farther studies on this phenomena' are required in the design analysis. 8. The finite element computer program (ANALYS) was used for displacement analysis of pavement containing the cement-treated layer, The result showed that the program used for this analysis was proved to be usable.

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다양한 레진 의치상의 적합도와 기계적 특성 (Adaptation accuracy and mechanical properties of various denture base resins: a review)

  • 이정환;이청재;이해형
    • 대한치과의사협회지
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    • 제57권12호
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    • pp.747-756
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    • 2019
  • This paper reviews the adaptation accuracy and mechanical properties of currently used denture processing systems with base resin materials and introduces the latest research on the development of antimicrobial denture base resins. Poly(methyl methacrylate) has been successfully used as a dental denture base resin material by the compress-molding method and heat polymerization for a long time, but recently, new processing techniques, injection molding-methods or fluid-resin technique are also used for fabricating denture base. However, studies indicated that there was no difference between the injectionmolding and the conventional compression-molding method in terms of adaption accuracy of denture base. The fluid-resin fabrication and one injection-molding systems exhibited better adaptation accuracy than the other processing methods. Resin denture bases in the oral cavity may undergo midline fractures due to flexural fatigue from repeated masticatory loading. For those patients, impact resistant denture base resins are recommended to prevent denture fracture during service. Thermoplastic denture base resins can be helpful for patients suffering from allergic reaction to resin monomers with a soft-fit, however, thermoplastic resins with low stiffness can irritate gum tissues and accelerate abnormal alveolar ridge resorption. Moreover, due to low chemical durability in oral cavity, those should be used for a limited period of time.

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새로운 영아 가슴압박법의 비교: 마네킨을 이용한 랜덤화 교차 시뮬레이션 연구 (A Novel Method of Infant Chest Compression: A Study on the Cross-Simulation of Randomization Using Manekin)

  • 윤성우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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    • pp.525-527
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    • 2019
  • 심정지(Cardiac arrest)는 원인과 관계없이 심장의 박동이 정지되어 발생하는 일련의 상태를 말한다. 심정지 발생 시 환자의 생명을 구하기 위한 유일한방법 중 하나는 심폐소생술이며 이 술기를 통하여 순환을 유지 시킬 수 있고, 고품질의 심폐소생술은 환자의 생존률과 신경학적 예후에 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 술기이다. 영아 심폐소생술의 경우 두 손가락으로 가슴을 압박하는 방법을 사용한다. 하지만 이 방법은 해부학적으로 손가락의 피로도가 가중되고 수직압박이 힘들어 미국심장협회에서 권장한 가슴압박깊이에 도달하기 힘들 수 있다. 이 연구는 영아 심폐소생술 중 가슴압박 시행 시 새로운 가슴압박법의 효과를 검증하고, 고품질의 심폐소생술을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 연구결과 가슴압박 방법에 따라 가슴의 평균압박깊이 및 평균압박 속도가 유의한 차이가 있었다(p<0.001) 또한 가슴압박의 편리성 및 통증정도에서 유의한 차이를 보였다. 본 연구의 결과를 종합해 볼 때 영아 심폐소생술 중 새로운 가슴압박법 시행 시 정확도가 높아지고, 가슴압박 깊이가 나아져 가슴압박의 질적 지표가 개선되었음을 알 수 있었다.

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저주파 진동 저감을 위한 키리가미 구조 영감의 복합재료 메타구조 (Kirigami-inspired Composite Metastructure for Low-frequency Vibration Reduction)

  • 홍현수;김사무엘;김원빈;김원기;정재문;김성수
    • Composites Research
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    • 제37권4호
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    • pp.291-295
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    • 2024
  • 진동은 일상 생활 뿐만 아니라, 반도체, 우주항공, 차량, 선박 등 다양한 분야에서 발생하게 된다. 이때 예기치 못한 진동은 구조물의 피로 손상을 야기하고, 전체 시스템의 성능을 저하시키는 등 매우 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 특히, 저주파 진동은 정밀장비나 인체, 빌딩 등에 매우 민감하게 작용할 수 있기 때문에, 효과적인 진동 저감을 위해서는 저주파 진동 저감은 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 저주파 진동 저감을 위한 키리가미 구조 영감의 복합재료 메타구조를 제안한다. 키리가미 영감을 통해 압축에 따라서 3차원 구조에서 2차원 평면으로 변형이 되도록 설계하여 구조적인 이점을 확보하고자 하였으며, 또한 Quasi-zero stiffness 특성을 통해 저주파 에서도 매우 우수한 진동 저감 성능을 갖도록 설계되었다. 해당 키리가미 복합재료 메타구조는 탄소 섬유 강화 TPU를 사용하여 3D 프린팅을 통해 실 제작하였고, 압축 및 진동 테스트를 통해 구조적인 특성과 진동적인 특성을 평가 및 분석하였다.

후방 요추 극돌기간 유동적 오메가형 스프링 고정재의 역학적 평가 (Mechanical Evaluation of Posterior Dynamic Omega-wire Stabilization System)

  • 이연수;송근수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권11호
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    • pp.1099-1104
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    • 2012
  • 본 연구에서는 새로운 후방요추간체의 고정재로서 뼈에 나사를 삽입고정하지 않고 후방요추간체에 걸어 시술하는 형상기억합금을 이용한 오메가형 스프링 유동적 고정재의 기계적 변형특성을 평가하였다. 사용된 오메가와형 스프링 고정재에 대해 인장, 압축, 동적피로시험을 실시하였다. 또한, 기존에 시판 중인 후방요추간체에 나사를 삽입하여 시술되는 나선형 스프링 유동적 고정재와 함께 유한요소방법을 이용하여 허리를 굽힐 때 가해지는 굽힘에 대한 변형해석을 실시하였다. 오메가형 스프링 고정재의 양단 고리중심간 거리가 60 mm인 시편의 평균 극한 인장하중은 3981.7 N, 평균 극한 압축하중은 535.6 N으로 나타났으며, 5 Hz의 반복주기로 10 N/1N의 압축피로하중을 가할 경우 5백만회 반복하는 동안 파단 없이 8~9 mm의 압축변위가 발생하였다. FEA 결과에서 보면 오메가형 스프링 고정재가 나선형 스프링 고정재보다 허리 굽힘에 대해 유연한 변형특성을 보였다.

Mitigation of seismic drift response of braced frames using short yielding-core BRBs

  • Pandikkadavath, Muhamed Safeer;Sahoo, Dipti Ranjan
    • Steel and Composite Structures
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    • 제23권3호
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    • pp.285-302
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    • 2017
  • Buckling-restrained braced frames (BRBFs) are commonly used as the lateral force-resisting systems in building structures in the seismic regions. The nearly-symmetric hysteretic response and the delayed brace core fracture of buckling-restrained braces (BRBs) under the axial cyclic loading provide the adequate lateral force and deformation capacity to BRBFs under the earthquake excitation. However, the smaller axial stiffness of BRBs result in the undesirable higher residual drift response of BRBFs in the post-earthquake scenario. Two alternative approaches are investigated in this study to improve the elastic axial stiffness of BRBs, namely, (i) by shortening the yielding cores of BRBs; and (ii) by reducing the BRB assemblies and adding the elastic brace segments in series. In order to obtain the limiting yielding core lengths of BRBs, a modified approach based on Coffin-Manson relationship and the higher mode compression buckling criteria has been proposed in this study. Both non-linear static and dynamic analyses are carried out to analytically evaluate the seismic response of BRBFs fitted with short-core BRBs of two medium-rise building frames. Analysis results showed that the proposed brace systems are effective in reducing the inter-story and residual drift response of braced frames without any significant change in the story shear and the displacement ductility demands.

50 MPa급 대용량 수소압축기 사이클 해석 (Hydrogen Compressor Cycle Analysis for the Operating Pressure of 50 MPa and High Charging Capacity)

  • 송병희;명노석;장선준;권정태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.66-73
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    • 2020
  • 현재 개발되고 있는 수소 압축 사이클에서는 압축기를 통해 초고압으로 압축된 수소를 고압용기 내에 저장하여 사용한다. 이러한 충전과정 중 용기내의 수소의 압력 및 온도 상승으로 인하여 고압용기에서 열응력이 발생할 수 있다. 고압용기의 신뢰성을 확보하기 위해서는 용기내의 수소의 온도를 예측하고 제어하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이러한 고압용기의 신뢰성 해석을 위하여 50 MPa급 수소압축시스템에서 고압용기를 충전하는 과정에서의 압력상승에 따른 용기 내의 수소온도 변화 및 외부와의 열평형까지 걸리는 시간, 감압밸브를 지날 때의 수소온도 변화, 고압용기 냉각을 위한 열교환기의 요구능력 등에 대하여 이론적인 방법과 수치적인 방법으로 해석을 수행하였다. 이론해석 결과, 고압용기의 내부 온도는 충전하기 전에 40 ℃에서 충전 후 1st cycle, 2nd cycle에서 평균적으로 126.675 ℃, 62.1 ℃가 증가하였다. 또한, 고압용기의 충전량은 1st cycle, 2nd cycle에서 각각 7.9 kg, 8.9 kg으로 계산되었다. 본 연구의 결과는 수소충전소와 같이 수소압축시스템이 필요한 현장의 인프라 설계 및 구축 등에 유용하게 활용 될 것이다.

시일과 스틸면 사이의 구형 마멸입자에 의한 접촉해석 (Contact Analysis between Rubber Seal, a Spherical Wear Particle and Steel Surface)

  • 박태조;유재찬;조현동
    • Tribology and Lubricants
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    • 제24권6호
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    • pp.297-301
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    • 2008
  • In many dynamic seals such as lip seal and compression packings, it is well known that wear occur at the surface of heat treated steel shaft as results of the intervened wear particle. It is widely understood that the dominant wear mechanism related in sealing surfaces is abrasive wear. However, little analytical and experimental studies about this problems have been done until now. In this paper, a contact analysis is carried out using MARC to investigate the wear mechanism in contact seal applications considering elastomeric seal, a elastic perfect-plastic micro-spherical particle and steel surface. Deformed seal shapes, contact and von-Mises stress distributions for various particle sizes and interference are showed. The maximum von-Mises stress within steel shaft was exceeded its yield strength and plastic deformation occurred at steel surface. Therefore, the sealing surface can be also worn by sub-surface fatigue due to wear particles together with well known abrasion. The numerical methods and models used in this paper can be applied in design of dynamic sealing systems, and further intensive studies are required.

Microstructure and CTOD (crack tip opening displacement) of Deposit Weld Metal in 30 mm Thick Plate

  • Lee Hae-Woo;Kim Hyok-Ju;Park Jeong-Ung;Kang Chang-Yong;Sung Jang-Hyun
    • 한국재료학회지
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    • 제14권9호
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    • pp.642-648
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    • 2004
  • The microstructure and crack tip opening displacement (CTOD) of deposit weld metal were investigated for a 30 mm- thick plate welded with flux cored arc welding (FCAW) and submerged arc welding (SAW) processes. The CTOD test was carried out both as welded condition and as stress-relieved specimen by local compression. The crack growth rates in FCAW were faster than those in a SAW, and the acicular ferrite content by the SAW process was increased relatively more than that by the FCAW process. The fatigue crack growth rate in a welded specimen was faster than that in locally compressed specimen. The CTOD value of locally compressed specimens was lower than that of as welded specimen. Furthermore, the CTOD value tested with the SAW process was higher than that tested with the FCAW process.