In this work, silver nanoparticles-containing polyacrylonitrile (PAN) solutions in N,N-dimethylformamide (DMF) were electrospun to be webs consisting of nanofibers. The inputted voltage and PAN content in the solution were fixed at 15 kV and 10 wt.% in DMF with 10 cm of tip-to-collector distance (TCD). The PAN/Ag nanofiber webs were stabilized by oxidation at 250 ${^{\circ}C}$ for 2 h in air and carbonized at 1000 ${^{\circ}C}$ for 2 h in $N_2$. The resultant diameter distribution and morphologies of the nanofibers were evaluated by scanning electron microscope analysis. The electrochemical behaviors of the nanofiber webs were also observed by cyclic voltammetry tests. It was found that the presence of silver nanoparticles in carbon nanofiber webs led to the increase of specific capacitance and the decrease of fiber diameters.
Fatigue cracked components often needs to be repaired during service. Standard repair schemes involve strengthening the component by connecting reinforcing members by means of rivets or welding by reducing the crack-tip stress intensity factors. Recent technological advances in fiber reinforced composite materials and adhesive bonding have led to the development of efficient repair schemes. In this study, the influence of various shape parameters on fatigue crack growth in the CCT type uniform thickness plates and the thin-ta-thick type stiffened panels repaired with woven fabric type Kevlar-Epoxy composite patch are studied experimentally.
Kim, Nam-Kuk;Lim, Jong-Hyun;Song, Min-Jin;Kim, Oun-Hyun;Park, Beom-Young;Kim, Myung-Jick;Hwang, In-Ho;Lee, Chang-Soo
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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v.20
no.10
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pp.1612-1617
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2007
In this study, we have compared the skeletal muscle proteome at various stages of porcine postnatal development. Korean native pigs were divided into five postnatal stages of 30, 70, 130, 170 and 300 d and their loin muscles were analyzed for muscle proteome by using two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry. We found 5 proteins showing a consistent pattern during skeletal muscle growth. Four proteins were identified as myosin light chain 1 slow-twitch (MLC1sa) isoform, troponin T, triosephosphate isomerase (TIP) and DJ-1 protein. The remaining protein was not identified. Two muscle fiber proteins of MLC1sa isoform and troponin T showed a high expression level at an early postnatal stage and then their levels were decreased markedly during growth stages. On the other hand, the expression of TIP and DJ-1 protein, which are well known as catalysis enzyme and antioxidant-related protein, respectively, were linearly increased during growth stages. Thus, the stage-related muscle proteins may be useful as parameters for understanding the developmental characteristics of biochemical and physiological properties in Korean native pig skeletal muscle.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.17
no.2
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pp.331-341
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1993
The propagating crack problems under dynamic antiplane mode in orthotropic material is studied in this paper. To analyze the dynamic fracture problems by theoretical method or experimental method in orthotropic material, it is important to know the dynamic stress intensity factor in the vicinity of crack tip. Therefore the dynamic stress field and dynamic displacement field with dynamic stress intensity factor of orthotropic material in mode III were derived. When the crack propagation speed approachs to zero, the dynamic stress components and dynamic displacement components derived in this paper are identical to the those of static state. In addition, the relationships between dynamic stress intensity factor and dynamic energy release rate are determined by using the concept of crack closure energy with the dynamic stresses and dynamic displacements derived in this paper. Finally, the characteristics of crack propagation are studied with the properties of orthotropic material and crack speed. The variation of angle .alpha. between fiber direction and crack propagating direction and crack propagation speed fairly effect on stress component and displacement component in crack tip. The influence of crack propagation speed on the speed on the stress and displacement is greater in the case of .alpha.=90.deg. than in the case of .alpha.=0.deg. and the faster the crack propagation speed, the greater the stress value and displacement value.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.23
no.2
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pp.178-185
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2014
This paper describes a fabrication multiplexing sensor probe that employs a fiber Bragg grating(FBG) based on multiple measurements to determine the blade deflection of a wind power generator the reliability analysis of this probe is also presented. To diminish the temperature sensitivity of the FBG sensor, we form multiple CFRPs onto the upper and lower layers of the FBG and package it with an epoxy resin. As a result, the depth of the CFRP is 1mm, and the temperature sensitivity is $2.39pm/^{\circ}C$. We construct a sensor network utilizing the fabricated sensor with a blade beam model. As the number of pendulums is increased on the fore-end of the beam, the strain value is measured. The strain variation is calculated from the measurement of the load on the blade beam model by monitoring the strain of the FBG sensor. When the linear equation is applied, the strain error is 0.4% and when the finite difference method is used, the tip deflection error is 3.3%. The displacement error derived from the strain value of the FBG sensor is 4.39%. The calculated result between the measured value of the dead-end of the beam and the strain is less than 2.46% tip distortion error. Therefore, our proposed multiplexing sensor probe is a low-cost and high-reliability solution for a commercial wind power generator.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.19
no.1
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pp.87-98
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1995
When the crack in orthotropic material is propagating under dynamic model I load, influences of anisotropic property ratio $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress and displacement around propagating crack tip are studied in this paper. When M<0.55 and .alpha.=90.deg.(.alpha.; the angle of fiber direction with crack propagating direction, M; crack propagation velocity/shear stress wave velocity), the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress .sigma.$_{x}$, .sigma.$_{y}$, .tau.$_{xy}$ and .sigma.$_{\theta}$ is the greast on .sigma.$_{y}$. Except M<0.55 and .alpha.=90.deg., it is the greast on .sigma.$_{x}$ in any situation. Increasing $E_{L}$/ $E_{T}$, stress components are increased or decreased. When maximum stress is based, the stress .sigma.$_{x}$(.alpha.=90.deg.), .sigma.$_{y}$(.alpha.=0.deg.) and .tau.$_{xy}$ (.alpha.=90.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0. any stresses except .sigma.$_{*}$x/(.alpha.=0.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0.9. When .alpha.=90.deg., the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on displacement U and V is V>U in any velocities of crack propagation, when .alpha.=0.deg., it is VU in M>0.75 and when $E_{L}$/ $E_{T}$ is increased, U and V are decreased in any conditions.sed in any conditions.tions.tions.tions.
Conventional Piezoelectric Energy Harvesters (CPEH) have been extensively studied for maximizing their electrical output through material selection, geometric and structural optimization, and adoption of efficient interface circuits. In this paper, the performance of Stepped Piezoelectric Energy Harvester (SPEH) under harmonic base excitation is studied analytically, numerically and experimentally. The motivation is to compare the energy harvesting performance of CPEH and SPEHs with the same characteristics (resonant frequency). The results of this study challenge the notion of achieving higher voltage and power output through incorporation of geometric discontinuities such as step sections in the harvester beams. A CPEH consists of substrate material with a patch of piezoelectric material bonded over it and a tip mass at the free end to tune the resonant frequency. A SPEH is designed by introducing a step section near the root of substrate beam to induce higher dynamic strain for maximizing the electrical output. The incorporation of step section reduces the stiffness and consequently, a lower tip mass is used with SPEH to match the resonant frequency to that of CPEH. Moreover, the electromechanical coupling coefficient, forcing function and damping are significantly influenced because of the inclusion of step section, which consequently affects harvester's output. Three different configurations of SPEHs characterized by the same resonant frequency as that of CPEH are designed and analyzed using linear electromechanical model and their performances are compared. The variation of strain on the harvester beams is obtained using finite element analysis. The prototypes of CPEH and SPEHs are fabricated and experimentally tested. It is shown that the power output from SPEHs is lower than the CPEH. When the prototypes with resonant frequencies in the range of 56-56.5 Hz are tested at 1 m/s2, three SPEHs generate power output of 482 μW, 424 μW and 228 μW when compared with 674 μW from CPEH. It is concluded that the advantage of increasing dynamic strain using step section is negated by increase in damping and decrease in forcing function. However, SPEHs show slightly better performance in terms of specific power and thus making them suitable for practical scenarios where the ratio of power to system mass is critical.
In this study, we have fabricated a fiber-optic dosimeter for a proton beam therapy dosimetry. We have measured scintillating lights with the various kinds of organic scintillators and selected the BCF-12 as a sensor-tip material due to its highest light output and peak/plateau ratio. To determine the optimum diameter of BCF-12, we have measured scintillating lights according to the energy losses of proton beams in a water phantom. Also, we determined the adequate length of organic scintillator by measuring scintillating lights according to the incident angles of proton beam. Using an optimized fiber-optic dosimeter, we have measured scintillating lights according to the dose rates and monitor units of proton accelerator.
Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
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v.38
no.3
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pp.372-385
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2014
Lignin is an abundant natural polymer in the biosphere and second only to cellulose; however, it is under-utilized and considered a waste. In this study, lignin was fabricated into nanofibers via electrospinning. The critical parameters that affected the electrospinnability and morphology of the resulting fibers were examined with the aim to utilize lignin as a resource for a new textile material. Poly(vinyl alcohol) (PVA) was added as a carrier polymer to facilitate the fiber formation of lignin, and the electrospun fibers were deposited on polyester (PET) nonwoven substrate. Eleven lignin/PVA hybrid solutions with a different lignin to PVA mass ratio were prepared and then electrospun to find an optimum concentration. Lignin nano-fibers were electrospun under a variety of conditions such as various feed rates, needle gauges, electric voltage, and tip-to-collector distances in order to find an optimum spinning condition. We found that the optimum concentration for electrospinning was a 5wt% PVA precursor solution upon the addition of lignin with the mass ratio of PVA:lignin=1:5.6. The viscosity of the lignin/PVA hybrid solution was determined as an important parameter that affected the electrospinning process; in addition, the interrelation between the viscosity of hybrid solution and the electrospinnability was examined. The solution viscosity increased with lignin loading, but exhibited a shear thinning behavior beyond a certain concentration that resulted in needle clogging. A steep increase in viscosity was also noted when the electrospun system started to form fibers. Consequently, the viscosity range to produce bead-free lignin nanofibers was revealed. The energy dispersive X-ray analysis confirmed that lignin remained after being transformed into nanofibers. The results indicate the possibility of developing a new fiber material that utilizes biomass with resulting fibers that can be applied to various applications such as filtration to wound dressing.
Ultrafine fibers having approximately 800 nm diameter were prepared by an electrospinning method from cellulose acetate. Cellulose acetate dissolved in acetone solutions were electrospun at various conditions. The cellulose polymer solutions of various concentrations were applied under different voltages, flow rates, and tip-to-collector distances (TCD). The diameter of fibers depended on the electrospinning parameters such as its viscosity. The fibers were not formed from the polymer solutions less than 12.0 cP viscosity. The minimum diameter was 800 nm at 12.5 wt% of polymer concentration, 12 kV of voltage, $100{\mu}L/min$ of flow rate, and 7.5 cm TCD.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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