• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권6호
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• pp.709-725
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• 2006

In this paper the buckling and post-buckling behavior of slender bars under self-weight are studied. In order to study the post-buckling behavior of the bar, a geometrically exact formulation for the non-linear analysis of uni-directional structural elements is presented, considering arbitrary load distribution and boundary conditions. From this formulation one obtains a set of first-order coupled nonlinear equations which, together with the boundary conditions at the bar ends, form a two-point boundary value problem. This problem is solved by the simultaneous use of the Runge-Kutta integration scheme and the Newton-Raphson method. By virtue of a continuation algorithm, accurate solutions can be obtained for a variety of stability problems exhibiting either limit point or bifurcational-type buckling. Using this formulation, a detailed parametric analysis is conducted in order to study the buckling and post-buckling behavior of slender bars under self-weight, including the influence of boundary conditions on the stability and large deflection behavior of the bar. In order to evaluate the quality and accuracy of the results, an experimental analysis was conducted considering a clamped-free thin-walled metal bar. As this kind of structure presents a high index of slenderness, its answers could be affected by the introduction of conventional sensors. In this paper, an experimental methodology was developed, allowing the measurement of static or dynamic displacements without making contact with the structure, using digital image processing techniques. The proposed experimental procedure can be used to a wide class of problems involving large deflections and deformations. The experimental buckling and post-buckling behavior compared favorably with the theoretical and numerical results.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.12-18
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• 2015

The energy pile, used for both structural foundations and heat exchangers, brings about heat exchange with the ground formation by circulating a working fluid for heating and cooling buildings. As heat exchange occurs in the energy pile, thermal stress and strain is generated in the pile body and surrounding ground formation. In order to investigate the thermo-mechanical behavior of an energy pile, a comprehensive experimental program was conducted, monitoring the thermal stress of a cast-in place energy pile equipped with five pairs of U-type heat exchanger pipes. The heating and cooling simulation both continued for 30 days. The thermal strain in the longitudinal direction of the energy pile was monitored for a 15 operation days and another 15 days monitoring followed, without the application of heat exchange. In addition, a finite element model was developed to simulate the thermo-mechanical behavior of the energy pile. A non-linear contact model was adopted to interpret the interaction at the pile-soil interface, and thermal-induced structure mechanics was considered to handle the thermo-mechanical coupled multi-field problem.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권2호
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• pp.197-206
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• 2006

Statement of problem: One of common problems associated with single teeth dental implant prosthetic is the loosening of screws that retain the implants. Purpose: The maintenance of screw joint stability is considered a function of the preload achieved in the screw when the suggested initial tightening torque is applied. The purpose of this study was to investigate acquired preload after initial clamping torque for estimating screw joint stability. Material and methods: A comparative study on the effect of initial clamping of two types of implant systems with different connections was conducted Three dimensional non-linear finite element analysis is adopted to compare the characteristics of screw preloads and stress distributions between two different types of implant systems composed with abutment, screw, and fixture under the same loading and boundary conditions. Results: 1. When the initial clamping torque of 32Ncm was applied to the implant systems, all types of implants generated the maximum effective stress at the first helix region of screw. 2. Morse taper connection types of implants generate lower stress distributions compared to those by butt joint connection types or implants due to large contact surface between abutment and fixture. 3. The internal types of implant systems with friction grip type implant systems have higher resistance to screw loosening than that of the external types of implant systems since the internal types of implant systems generated larger preload than that generated by the external types for the same tightening moments.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.524-530
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• 2019

연구목적: 본 논문에서는 3차원 해석프로그램을 활용하여 인터페이스 요소를 구성하고, 일반적인 부재의 특성치와 강도가 보강된 부재의 특성치 등의 실제 표현할 수 있는 물성조건을 적용하여 연결체의 복합거동 안정성을 평가하고자 하였다. 연구방법: 해석 모델은 비선형적인 재료 거동을 포함한 솔리드 요소(Solid Element)를 사용하여 빔 구조 및 원형 플랜지, 볼팅 시스템 등의 부재를 설계도면과 동일한 치수로 모델링을 완성하였고 각 부재는 하나의 복합거동연결체로 조립되는 과정에서 다른 요소유형(Element Type) 접촉면의 통일성과 매쉬(Mesh) 생성을 보다 효율적으로 제어하여 분할작업(Partition)을 수행하였으며 부재들에 활용된 강재는 Gr. 50 탄소강 재질로 모델링 하였다. 연구결과: 부재별 접촉 인접부위, 하중재하부위, 고정단 부위, 취약예상부위 등으로 하여 하중단계별 변위 및 변형, 응력상태 등을 나타내고, 유한요소 해석 후 복합거동연결체의 각 하중단계에서의 변위, 변형, 응력 등의 분포도로 영향을 검증하고 설계의 타당성을 확인하였다. 결론: 따라서 이 결과를 토대로 하여 마이크로 파일의 설계 지지력이 결정되면 복합거동 연결체의 취약 지점의 파악과 보강의 정도를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.643-650
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• 2021

이 연구는 강의 콘텐츠 만족도가 비대면 온라인수업 시 전반적인 학업 만족도에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 연구는 수도권대학, 지방 대학, 외국 대학에 재학 중인 총 107명을 대상으로 2020년 8월 25일부터 2020년 9월 2일까지 일주일 동안 진행하였다. 국내는 초당대학교, 건국대학교, 한국외국어대학교 등을 포함한 37개 대학 72명, 해외는 University of Hawaii(UH), University of California Los Angeles(UCLA), National University of Singapore(NUS) 대학을 포함한 15개 대학 35명을 대상으로 실시하였다. 분석방법은 기술통계 및 카이제곱검증, 피셔의 정확한 검증, 선형 대 선형결합, 로지스틱 회귀분석을 사용하였다. 연구결과 4학년에 비해 3학년이 0.025배, 실시간 온라인 및 녹화 혼합 강의에 비해 녹화된 인터넷 강의가 0.036배 유의하게 감소하였다(p<.05). '아니오'에 비해 '예'가 등록금 적정 여부에서 31.358배, 교수법 만족 여부에서는 19.709배, 학업 성취도의 경우 7.989배로 유의하게 증가하였다(p<.05). 결론적으로, 학교생활에 대한 만족도를 높이기 위해서는 강의 콘텐츠의 질도 중요하지만, 학교의 다양한 학습 지원과 알맞은 교수법, 적절한 등록금과 성적 평가방식에 대한 전반적인 관리가 필요함을 시사한다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권6호
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• pp.467-473
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• 2004

배경: 심방세동의 수술적 치료 방법인 미로술식에 있어 고주파에너지를 이용한 절제술은 전통적인 절개 및 봉합술 (cut and saw) 또는 냉동절제술(cyroablation)에 비해 술 후 동율동의로의 전환율이 낮은 것으로 알려져 있다. 이는 절제술 시 심방벽 (atrial wall)과 도자 간의 접촉이 원활하지 않아 심방의 전층에 걸쳐 고주파 에너지가 전달되지 않기 때문인 것으로 생각된다. 이에 고주파 절제시 심방과 도자간의 접촉을 원활하게 하기 위한 기구를 개발하였으며 동물실험을 통하여 그 임상적인 효과를 관찰하고자 하였다. 대상 및 방법: 60 kg 내외의 돼지 10 마리를 대상으로 하였다. 우심방이 첨부로부터 3∼4 cm 하방의 심방외벽에 고주파에너지를 가하여 우심방이가 우심방에서 완전히 분리되도록 원형의 병변 (circumferential lesions)을 만들었다. 이때 실험군(n=5)에서는 새로 고안한 기구를 이용하여 도자를 심방벽에 완전히 밀착시킨 후 고주파 에너지를 가하였으며, 대조군(n=5)에서는 이러한 기구의 사용 없이 통상적인 방법으로 에너지를 가하였다. 고주파절제술이 끝난 후 우심방이 첨부에 인공심장박동 전극을 설치하고 심박동을 유발하여 고주파 절제부위 이하로 심박동이 전달되는지를 관찰하여 절제술의 성공 여부를 판단하였다. 또한 심방조직에 대해 조직학적 검사를 시행하여 심외막, 심근, 그리고 심내막층에 고주파에너지에 의한 열손상의 생성 유무를 관찰하였다. 결과: 실험군에서 5예, 대조군에서 3예 등 총 8예에서 심박동의 전달 차단 (conduction block)이 관찰되었으며 조직학적 검사 소견상 심내막(endocardium)에서 탄성섬유(elastic fiber)의 소실과 급성 염증세포의 축적 등 급성 열손상의 소견이 관찰되었다. 한편 심박동의 전달 차단이 관찰되지 않았던 대조군의 2예에서는 심내막이 정상으로 나타났다. 또한 기관 및 식도에 대한 조직학적 검사에서 열손상에 의한 병변은 관찰되지않았다. 결론: 고주파에너지에 의한 절제술 시 심방의 전층에 병변을 만들기 위해서는 심장과 도자간의 접촉이 가장 중요한 인자로 생각된다. 본 연구에서 새로 개발한 기구는 고주파에너지를 이용한 도자절제술 시 심장과 도자 간의 확고한 접촉을 유도하여 심방 전층에 병변을 만드는 데 매우 효과적이었으며 이러한 기구의 사용은 향후 고주파에너지를 이용한 미로술식의 성적향상에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1999년도 The 7th Summer Workshop of the Membrane Society of Korea
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• pp.39-42
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• 1999

Perfluoropolymers represent the ultimate resistance to hostile chemical environments and high service temperature, attributed to the presence of fluorine in the polymer backbone, i.e. to the high bond energy of C-F and C-C bonds of fluorocarbons. Copolymers of Tetrafluoroethylene (TEE) and 2, 2, 4Trifluoro-5Trifluorometoxy- 1, 3Dioxole (TTD), commercially known as HYFLON AD, are amorphous perfluoropolymers with glass transition temperature (Tg)higher than room temperature, showing a thermal decomposition temperature exceeding 40$0^{\circ}C$. These polymer systems are highly soluble in fluorinated solvents, with low solution viscosities. This property allows the preparation of self-supported and composite membranes with desired membrane thickness. Symmetric and asymmetric perfluoropolymer membranes, made with HYFLON AD, have been prepared and evaluated. Porous and not porous symmetric membranes have been obtained by solvent evaporation with various processing conditions. Asymmetric membranes have been prepared by th wet phase inversion method. Measure of contact angle to distilled water have been carried out. Figure 1 compares experimental results with those of other commercial membranes. Contact angles of about 120$^{\circ}$for our amorphous perfluoropolymer membranes demonstrate that they posses a high hydrophobic character. Measure of contact angles to hexandecane have been also carried out to evaluate the organophobic character. Rsults are reported in Figure 2. The observed strong organophobicity leads to excellent fouling resistance and inertness. Porous membranes with pore size between 30 and 80 nanometers have shown no permeation to water at pressures as high as 10 bars. However high permeation to gases, such as O2, N2 and CO2, and no selectivities were observed. Considering the porous structure of the membrane, this behavior was expected. In consideration of the above properties, possible useful uses in th field of gas- liquid separations are envisaged for these membranes. A particularly promising application is in the field of membrane contactors, equipments in which membranes are used to improve mass transfer coefficients in respect to traditional extraction and absorption processes. Gas permeation properties have been evaluated for asymmetric membranes and composite symmetric ones. Experimental permselectivity values, obtained at different pressure differences, to various single gases are reported in Tab. 1, 2 and 3. Experimental data have been compared with literature data obtained with membranes made with different amorphous perfluoropolymer systems, such as copolymers of Perfluoro2, 2dimethyl dioxole (PDD) and Tetrafluorethylene, commercialized by the Du Pont Company with the trade name of Teflon AF. An interesting linear relationship between permeability and the glass transition temperature of the polymer constituting the membrane has been observed. Results are descussed in terms of polymer chain structure, which affects the presence of voids at molecular scale and their size distribution. Molecular Dyanmics studies are in progress in order to support the understanding of these results. A modified Theodoru- Suter method provided by the Amorphous Cell module of InsightII/Discover was used to determine the chain packing. A completely amorphous polymer box of about 3.5 nm was considered. Last but not least the use of amorphous perfluoropolymer membranes appears to be ideal when separation processes have to be performed in hostile environments, i.e. high temperatures and aggressive non-aqueous media, such as chemicals and solvents. In these cases Hyflon AD membranes can exploit the outstanding resistance of perfluoropolymers.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.843-850
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• 2020

본 연구의 목적은 국내 위험물 운송용 탱크화차의 충돌안전설계 가이드라인 제안을 위해 해외 충돌안전 기준에 따른 국내 위험물 운송화차에 대하여 비선형 충돌해석을 하여 위험성을 평가하고, 구조적 취약부를 분석하는데 있다. 유럽의 EN 12663-2에서 규정하는 화차의 완충시험 및 북미 49CFR179에서 규정하는 탱크 펑크시험기준을 분석하였으며, 상용 유한요소 해석 솔버인 LS-DYNA를 이용하여 각각 기준에 따른 비선형 유한요소모델을 모델링하였다. EN 규격의 완충시험 해석결과 충돌속도 6 km/h 이하에서는 소성변형이 발생하지 않을 것으로 예측하였지만, 8 km/h 이상의 충돌속도에서 중앙연결기를 통한 하중 전달으로 차체의 센터실 후방 및 탱크 중앙 지지부에서 소성변형을 확인하였다. 북미 법규의 탱크 펑크시험 해석결과 국내 탱크화차는 두부 충돌모드에서 충돌차량의 운동에너지를 4 % 이상 흡수시 두부의 코너부에서 탱크 외벽의 파괴가 발생하였으며, 측면 충돌모드에서 운동에너지 30 % 이상 흡수시에 충격체가 접촉하는 탱크 외벽의 파괴가 발생하여 내부 적재물의 누출을 예상하였다. 국내 유류 운송용 탱크화차의 해외 충돌안전 기준의 만족을 위해서는 차체 구조보강 설계 및 탱크 방호설계 수준을 향상시킬 필요가 있다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제20권2호
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• pp.160-168
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• 2003

요추부 척추에 기구를 시술한 유한요소 복합체 모델을 이용하여 제 4-5 요추간판에 대한 해석을 수행한 결과, 근육의 작용을 케이블과 케이블 가이드로써 단순화 모사한 follower 하중에서 수직하중인 경우보다 높은 압축력을 나타내어 더욱 안정함을 보였고 불안정성의 원인이 되는 전단력과 굽힘모멘트의 발생은 미미하였다. 장분절 고정에 의한 인접 분절에 전단력이 증가됨을 실험적으로 보였는데, 이는 장분절 고정이 퇴행성 변화 촉진에 기여할 것으로 추정된다.

• 한국자기학회지
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• 제25권3호
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• pp.83-86
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• 2015

무기체계가 첨단, 고도화되면서 탄약을 정밀 제어하여 목표를 타격하기 위하여 공중폭발탄(ABM)이 개발되어 전장에서 운용되고 있다. 이러한 공중폭발탄의 시한정밀도를 향상시키기 위하여 총구를 이탈하는 탄의 속도를 측정하여 표적까지의 정확한 비행시간을 계산한 후 탄에 입력하여야 한다. 본 연구에서는 K4 기관총의 소염기 부분에 탄을 감지할 수 있는 장치를 도입하였다. 탄약의 주요 금속 부품은 신관 부분의 알루미늄과 파편 효과를 발휘하는 탄체의 철 부분, 총열의 강선부를 통과할 때 직진운동을 회전운동으로 전환시키는 회전탄대의 구리로 구성되어 있는데 알루미늄 부분을 탐지하기 위하여 와전류 탐촉자의 원리를 도입하였다. 탄이 총구를 벗어나는 수십 us 동안 탄속을 측정하기 위하여 U 자형의 MnZn Ferrite 코어에 코일을 권선하여 200 kHz의 교류 전류를 인가하여 탄의 총구 이탈 속도를 측정하였으며, 도플러 레이더와 병행 계측한 결과 ${\pm}1%$ 이내에서 잘 일치하였다.