• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.705-720
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• 2024

Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.267-274
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• 2024

수소 취성 파괴는 수소가 풍부한 환경에 노출된 재료의 구조적 무결성을 보장하는 데 있어 다양한 산업 응용 분야에서 큰 도전 과제이다. 본 연구는 연성 파괴 모델인 Gurson-Cohesive 모델과 수소 확산 모델을 통합하는 수치 모델을 제안하고 수소 취화가 파괴 거동에 끼치는 영향을 조사한다. 사용된 연성 파괴 모델은 손상 진화를 모사하는 Gurson 모델과 균열 표면의 불연속성과 응력-균열폭 관계의 연화 거동을 설명하는 표면 요소 기반의 Cohesive zone 모델을 결합한 파괴 모델이며, 균열 시작 기준으로 공극과 삼축성을 고려한다. 또한, 파괴 모델과 통합된 수소 확산 분석은 수소 강화 탈결합(HEDE) 메커니즘과 그에 따른 균열 시작 및 진전에 미치는 영향을 고려하며, 응력-균열폭 관계에 대한 수소의 영향을 고려한다. 수치 예제로 매개변수 연구를 통하여 확산 계수와 수소 취화 파과 특성에 대한 민감도를 조사한다. 수소 확산 모델과 연성 파괴 모델을 통합한 프레임워크를 제시함으로써 본 연구는 수소 취화 파괴에 대한 이해를 제공하여 엔지니어링 응용 분야에서 기여할 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.284-290
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• 2013

본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$와 $5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.266-271
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• 2014

Polycarbonate/Acrylonitrile-Butadiene-Styrene(PC/ABS) 블렌드의 분해효과를 조사하기 위해 고전단 압출 성형기의 스크류 회전속도와 전단시간의 함수로 PC/ABS의 물성변화에 영향을 미치는 산화방지제의 효과를 연구하였다. 인산계 산화방지제로 Tris-(2,4-di-tert-butyl-phenyl phosphate) (이후 A1로 명명) and Bis(2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite(이후 A3로 명명)가 사용되었고, 페놀계 산화방지제는 Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate(이후 A2로 명명)가 사용되었다. 열적 물성은 TGA를 통해 측정되었고 고속 전단 가공 후 크게 감소하였다. 산화방지제 A3가 포함된 PC/ABS 블렌드는 다른 산화방지제에 비해 스트레스로 유발된 degradation과, 열적 degradation이 지연되었다. 고속 전단 가공 후 UTM을 사용한 기계적 물성 또한 산화방지제 종류에 따라 각각 감소하였고, 특히, 신율의 경우 크게 감소하는 거동이 나타난 것에 비해 인장강도의 변화는 매우 적었다. 스크류 회전속도 1000 rpm, 전단부하 시간 20초 조건에서의 신율로 예를 들면, 고속 전단 가공하기 전 신율인 148%에서 A1은 91.6%, A2는 63%, A3은 131%로 감소하였다. 형태학적 물성을 알기 위해 SEM을 사용하여 PC/ABS의 분산상을 조사하였고, 스크류 회전속도와 하중이 작용한 기간이 증가함에 따라 그 크기 분포가 감소하였다. 따라서, 세 종류 산화방지제 모두 고속 전단 가공에서 스트레스로 유발되는 PC/ABS 블렌드의 degradation을 억제하고, 그 효과는 A3가 가장 뛰어난 것을 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권1호
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• pp.29-38
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• 2009

연구목적: 본 연구에서는 주조연결부의 하중 전달기전과 함께 연결강도를 증진시킬 수 있는 기계적 유지구 설계 방법을 주조연결한 3-unit 고정성 국소의치의 삼차원 유한요소 모형으로 응력분포를 비교 관찰하여 알아보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 10개의 유한요소 모형을 형성하였다. (모형 A: 1개의 유지구, 모형 B: 2개의 유지구, 모형 C: 3개의 유지구, 모형 D: 4개의 유지구, 모형 E: 1개의 수평구와 2개의 수직구, 모형 F: 2개의 수평구와 1개의 수직구, 모형 G: 크기가 증가된 1개의 유지구, 모형 H: 크기가 증가된 2개의 유지구, 모형 I: 높이가 증가된 1개의 유지구, 모형 J: 기저부 너비가 증가된 1개의 유지구). 하악 제 1대구치에서 이차 주조체 양측의 근심와와 원심와에 수직하중을 가하였다. 결과: 일차 주조체와 이차 주조체 간의 유지력과 유지구 형성 후에 남아 있는 일차 주조체 연결부의 두께가 주조연결부의 강도에 영향을 주는 주요소였다. 유 지구의 개수나 크기 증가에 따른 유지력 증가는 응력을 분산시키는 효과를 나타냈으나 경우에 따라서는 상대적으로 일차 주조체의 연결부 두께를 감소시켜 응력 값이 증가하는 결과를 초래하였으며, 주조연결부의 기계적 실패는 이차 주조체보다는 일차 주조체에서 일어날 가능성이 높았다. 결론: 주조연결을 위한 유지구 형성 시에는 일차 주조체 연결부의 잔존 금속 두께를 고려하여 유지구의 개수를 제한하고, 이와 함께 일차 주조체와 이차 주조체간의 유지력을 최대화하기 위하여 유지구의 기저면보다는 깊이를 증가시키는 유지구 설계가 바람직한 방법으로 생각된다.

• 수산해양기술연구
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• 제14권2호
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• pp.79-87
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• 1978

기관밸브용접 SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N을 연구선정된 최적마찰압접조건 하에서 마찰압접을 하고 이때 생기는 압접부의 잔류응력 및 경도의 peak 등 압접결함의 제거 및 압접성능개선을 위한 열처리에 관하여 실험연구한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 배기 valve용강 SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N의 마찰압접을 위한 최적조건으로서 회전수 3,000rpm, 마찰가열압 p 하(1)=8 kg/mm 상(2), upset 압 p 하(2)=20 kg/mm 상(2), 압접가열시간 t 하(1)=3초, upset 시간 2.5초를 선정한 것이 매우 타당함이 실험적으로 입증되었다. (2) 이종재질 SUH3-SUH31, SCr4-SUH31, SCr4-SUH3, SUH3-CRK22, SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N의 마찰압접에 관한 저자의 종래 연구와 본연구 결과는 압접부의 압접 특성이 서로 매우 일치하였다. (3) SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N의 마찰압접부의 잔류응력 및 전도의 peak를 제거하기 위한 최적열처리조건은 $600^{\circ}C$$\times$30min.$\times$room air cooling의 normalizing임이 확인되었다. (4) 이때 열처리 후에는, 열처리전의 인장강도의 약 20%가 감소했으나, 파단 위치는 열영향부로부터 모재 SCr4 및 SUH3 측으로 이동하였다. (5) 상기 최적조건 하에서 마찰압접되고 열처리된 압접부의 현미경 조직검사 결과, 압접부가 매우 좁고 압접결함이 없으며, 치밀하고 조밀한 조직의 우수한 압접이었음이 확인되었다. (6) 상기 최적조건은, 기관 valve 생산을 위한 타이종재질의 마찰압접조건으로도 응용될 수 있을 것이다.

• 대한치과교정학회지
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• 제30권2호
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• pp.197-204
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• 2000

본 연구에서는 인체 골종양에서 유래한 G292세포를 이용하여 압력으로 세포막을 신장(stretch)시켰을 때 $K^+$통로의 전기적 찰성 변화를 연구하였다. 배양된 세포에서 유골전극을 이용하여 세포막 내측이 유리전극의 외부로 향하도록 inside-out patch를 얻어 단일이온통로전류를 막전압고정법 (patch clamp recording)으로 기록하였다. G292세포의 세포막 내외에 140 mM KCl 용액이 있는 상태에서 유리전극내 전압을 -80 mV로 고정했을 때 전도성이 $270\pm27\;pS,\;113\pm12\;pS,\;48\pm8\;pS$인 3가지 종류의 $K^+$통로를 관찰하였다. 전도성이 낮은 48 pS의 $K^+$통로는 모든 세포막에서 관찰하였으며 270 pS 및 113 pS의 $K^+$ 통로는 일부 세포에서만 관찰하였다. 48 pS의 $K^+$통로는 세포막 외측에 음의 전압을 가하면 활성화되고 양의 전압을 가하면 활성화되지 않는 외향성 정류특성을 보였다. 세포막 외측에 음압을 가하면 48 pS의 $K^+$통로는 활성화되었으며 이온 통로가 열리는 확률($P_{open}$)이 가하는 압력에 비례하여 증가하였다. 이러한 결과는 G292세포주에 3가지 종류의 $K^+$통로가 존재하며 전도성이 낮은 48 pS의 $K^+$통로만이 세포막 신장에 의하여 직접적으로 활성화되는 특성을 보였다. 이러한 $K^+$ 통로의 활성화는 세포가 기계적 자극을 받아 세포막이 신장되면 세포막전압을 과분극시키며 조골세포에서 기계적 감수기로서의 기능을 수행하여 조골세포의 골개조에 관여할 것으로 추측된다.순에서는 수술 후 잉여 연조직에 의한 두께의 증가가 나타나고 상순에서는 구륜근에 의한 장력에 의해 상순의 두께가 감소하였다가 보정 기간 후 새로운 악골 위치로 적응하는 것으로 생각된다.다. 5. II급고무줄과 수직고무줄 적용 시를 비교해 보면 수직고무줄 장착시 전치부 치근막에 인장력이 더 넓게, 그 크기는 더 작게 나타났다. 반면에 구치부 치근막에 나타나는 응력의 분포와 크기는 별 차이를 보이지 않았다. 5. 전치부 치근막 인장부위에서 인장력은 견치에서 제일 컸다.상적 제1대구치간 치열궁 폭경의 예측이 1 mm의 오차한계 이내로 예측된 경우는 Cha 들의 예측식이 $40\%$ 로 가장 높으며, Pont와 Schmuth의 예측식은 각각 $29\%$와 $13\%$ 이었다. 이상의 결과는 상악 절치의 근원심 폭경의 합으로부터 이상적 제1소구치간 치열궁 폭경 및 제1대구치간 치열궁 폭경을 예측하는 것은 임상적 신뢰성이 낮을 것임을 시사한다.교정력을 효과적으로 전체 치열로 전달할 수 있는 독특한 기계적 특성을 지니고 있는 것으로 생각된다..7. 구순 반흔 제거수술시기로는 4-6세군 ($27.5\%$), 6-8세군 ($19.6\%$), 2-4세군 ($13.7\%$)이 $60\%$이상을 차지하여 초등학교 취학 전에 구순의 반흔을 제거하려 함을 알 수 있었다. 8. 비변형 교정수술시기로는 0-2세군 ($7.1\%$), 2-4세군 ($14.3\%$), 4-6세군 ($21.4\%$), 6-8세군 ($14.3\%$)으로 초등학교 취학이전이 $57.1\%$로서 최근의 조기 치료경향을 반영하는 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제15권3호
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• pp.44-55
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• 1987

In order to study the effect of sawdustboard combined with plastic chips, 0.5mm($T_1$), 1mm($T_2$), 1.4mm($T_3$) thick nylon fiber. polypropylene rope fiber(RP), and 0.23mm thick moth-proof polypropylene net fiber(NP) were cut into 0.5, 1, 2cm long plastic chips. Thereafter, sawdustboard combined with plastic chips prepared as the above and plastic non-combined sawdustboard(control) were manufactured into 3 types of one-, two-, and three layer with 5 or 10% combination level. By the discussions and results at this study, the significant conclusions of mechanical and physical properties were summarized as follows: 1. The MORs were shown in the order of 3 layer> 2 layer> 1 layer among plastic non-combined boards, and $T_3$ < $T_2$ < $T_1$ < RP (NP(5%) < NP(l0%) among plastic combined boards. In 2cm long plastic chip in 1 layer board, the highest strength through all the composition was recognized. 1 layer board showing the lower strength with 0.5cm plastic chip rendered to the bending strength improvement by 2 or 3 layer board composition. On the other hand, 2 or 3 layer combined with 1, 2cm long polypropylene net fiber chips incurred MOR's conspicuous decrease requiring optimum plastic chip combined level and consideration to combined type. 2. MOE in plastic non-combined 3 layer board exhibited sandwich construction effect by higher resin content application to surface layer in the order of 3layer>1layer>2layer with the highest stiffness of the board combined with polypropylene chip, while nylon chip-combined board had little difference from plastic non-combined board. In relevant to length and layer effect, 3 layer board combined with the 0.5cm long polypropylene net fiber chip in 5% and 10% combined level presented 34-43% and 44-76% stiffness increase against plastic non-combined board(control), respectively. Moreover, in 1 layer board, 30% stiffness increase with 10% against 5% combined level in the 1 and 2cm long polypropylene net fiber chip was obtained. 3. Stress at proportional limit(Spl) showing the fiber relationship (r: 0.81-0.97) between MOR presented in the order of 1 layer<2 layer<3 layer in plastic non-combined board. Correspondingly, combined effect by layer and plastic chip length was similar to MOR's. 4. Differently from previous properties(MOR, MOE, Spl). work to maximum load(Wml) of 2 layer board approached to that of 3 layer board. Conforming the above phenomenon. 2 layer combined with 0.5cm long polypropylene net fiber chip kept the greater work than 1 layer. The polypropylene combined board superior to nylon -and plastic non - combined board seemed to have greater anti - failing capacity. 5. Internal bond strength(IB), in contrast to MOR's tendency. showed in the order of T1

• Journal of Chest Surgery
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• 제38권1호
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• pp.29-37
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• 2005

저자득은 최근 논의되고 있는 정상체온 체외순환의 임상적 유용성과 생리학적 영향을 규명하기 위해 저체온 체외순환과의 비교 연구를 시행하게 되었다. 대상 및 방법: 심장수술이 계획된 36명의 성인 환자들을 연구목적에 따라 무작위로 중등도 저 체온 체외순환군(이하 저체온군, 비인두 온도$26\~28^{\circ}C,\;n=18)$과 정상체온 체외순환군(이하 정상체온군, 비인두 온도>,$35.5^{\circ}C,\;n=18)$으로 나누었다. 전체 환자들로부터 체외순환 전, 체외순환 중, 체외순환 종료 직후에 각각 혈액을 채취하여 총 백혈구 수, neuron-specific enolase 증가율(NSE), interleukin-6 증가율(IL-6), endothelin-1 (ET-1), cortisol 증가율, troponin I (TNI), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), creatinine, blood urea nitrogen (BUN)을 측정하였다. 그 외 수술 중 소변 배출량, 수술 후 페지수$(PaO_{2}/FiO_{2}),$ 기계호흡 보조시간, 중환자실 치료기간, 합병증, 재원일수 등을 조사하여 양 군 간에 비교 평가하였다 결과: 정상체온군이 저체온군에 비해 심장수술 동안 총 백혈구 수, NSE 증가율, IL-6 증가율, cortisol 증가율은 유의하게 더 높았으나 소변 배출량은 더 낮았다. 또한 기계 호흡 보조 시간, 중환자실 치료기간, 재원일수 역시 정상체온군이 저체온군보다 유의하게 더 길었다. 결론: 저자들의 연구 결과를 볼 때 정질 냉각 심정지액을 이용한 심장 수술 동안 정상체온 체외순환은 중등도저체온 체외순환보다 더 높은 염증 및 스트레스 반응을 유도하여 생리학적으로 유해할 것으로 생각된다. 그러나 좀더 많은 환자 수를 대상으로 한 추가적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2000년도 춘계학술강연 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.9-10
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• 2000

An important business-field of world-wide steel-industry is the coating of thin metal-sheets with zinc, zinc-aluminum and aluminum based materials. These products mostly go into automotive industry. in particular for the car-body. into building and construction industry as well as household appliances. Due to mass-production, the processing is done in large continuously operating plants where the mostly cold-rolled metal-strip as the substrate is handled in coils up to 40 tons unwind before and rolled up again after passing the processing plant which includes cleaning, annealing, hot-dip galvanizing / aluminizing and chemical treatment. In the liquid Zn, Zn-AI, AI-Zn and AI-Si bathes a combined action of corrosion and wear under high temperature and high stress onto the transfer components (rolls) accounts for major economic losses. Most critical here are the bearing systems of these rolls operating in the liquid system. Rolls in liquid system can not be avoided as they are needed to transfer the steel-strip into and out of the crucible. Since several years, ceramic roller bearings are tested here [1.2], however, in particular due to uncontrollable Slag-impurities within the hot bath [3], slide bearings are still expected to be of a higher potential [4]. The today's state of the art is the application of slide bearings based on Stellite\ulcorneragainst Stellite which is in general a 50-60 wt% Co-matrix with incorporated Cr- and W-carbides and other composites. Indeed Stellite is used as the bearing-material as of it's chemical properties (does not go into solution), the physical properties in particular with poor lubricating properties are not satisfying at all. To increase the Sliding behavior in the bearing system, about 0.15-0.2 wt% of lead has been added into the hot-bath in the past. Due to environmental regulations. this had to be reduced dramatically_ This together with the heavily increasing production rates expressed by increased velocity of the substrate-steel-band up to 200 m/min and increased tractate power up to 10 tons in modern plants. leads to life times of the bearings of a few up to several days only. To improve this situation. the Mechanical Alloying (MA) TeChnique [5.6.7.8] is used to prOduce advanced Stellite-based bearing materials. A lubricating phase is introduced into Stellite-powder-material by MA, the composite-powder-particles are coated by High Energy Milling (HEM) in order to produce bearing-bushes of approximately 12 kg by Sintering, Liquid Phase Sintering (LPS) and Hot Isostatic Pressing (HIP). The chemical and physical behavior of samples as well as the bearing systems in the hot galvanizing / aluminizing plant are discussed. DependenCies like lubricant material and composite, LPS-binder and composite, particle shape and PM-route with respect to achievable density. (temperature--) shock-reSistibility and corrosive-wear behavior will be described. The materials are characterized by particle size analysis (laser diffraction), scanning electron microscopy and X-ray diffraction. corrosive-wear behavior is determined using a special cylinder-in-bush apparatus (CIBA) as well as field-test in real production condition. Part I of this work describes the initial testing phase where different sample materials are produced, characterized, consolidated and tested in the CIBA under a common AI-Zn-system. The results are discussed and the material-system for the large components to be produced for the field test in real production condition is decided. Outlook: Part II of this work will describe the field test in a hot-dip-galvanizing/aluminizing plant of the mechanically alloyed bearing bushes under aluminum-rich liquid metal. Alter testing, the bushes will be characterized and obtained results with respect to wear. expected lifetime, surface roughness and infiltration will be discussed. Part III of this project will describe a second initial testing phase where the won results of part 1+11 will be transferred to the AI-Si system. Part IV of this project will describe the field test in a hot-dip-aluminizing plant of the mechanically alloyed bearing bushes under aluminum liquid metal. After testing. the bushes will be characterized and obtained results with respect to wear. expected lifetime, surface roughness and infiltration will be discussed.