• 제목/요약/키워드: biaxial test

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THE EFFECT OF SURFACE FINISHES ON FLEXURAL STRENGTH, FRACTURE TOUGHNESS OF FELDSPATHIC DENTAL PORCELAIN

  • Chang, Il-Sung;Lee, Sun-Hyung;Yang, Jae-Ho;Han, Jung-Suk;Lee, Jai-Bong
    • 대한치과보철학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.293-305
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    • 2005
  • Statement of problems. Conventional feldspathic porcelain is used extensively as a restorative material and it is subjected to grinding and polishing during fabrication and delivery procedures. There is still considerable controversy concerning the best methods to achieve the strongest porcelain restorations after such adjustments. Purpose. The objective of this study was to investigate the effects of (1) overglazing, (2) selfglazing, and (3) fine polishing on the flexural strength and fracture toughness of feldspathic dental porcelain. Material and method. Ninety porcelain disks were prepared for flexural strength test and sixty porcelain disks were fabricated for fracture toughness test. Specimens were divided into three groups for each test as follows: 1) overglazed 2) self-glazed 3) polished. The flexural strength of feldspathic porcelains was determined by ring-on-ring biaxial flexural strength test. The fracture toughness values of three experimental groups were obtained by indentation fracture toughness test. Results. The flexural strength of overglazed group was significantly higher than that of selfglazed and polished group (P<0.05), while the difference between self-glazed and polished group was not significant (P>0.05). The fracture toughness values of overglazed and polished group were significantly higher than that of self-glazed group (P<0.05), while the difference between overglazed and polished group was not significant (P>0.05). Conclusions. This results supported the use of polishing as an alternative to glazing metal ceramic restorations, as it was not detrimental in flexural strength and fracture toughness. But, under the conditions of this study, overglazing was the ideal surface finishing method of feldspathic dental porcelain.

트랙터 캐빈의 진동저감을 위한 방진고무의 형상최적설계 (Shape Optimal Design of Anti-Vibration Rubber Assembly to Reduce the Vibration of a Tractor Cabin)

  • 최효준;이상훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.657-663
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    • 2018
  • 본 연구에서는 농업용 트랙터에 조립식으로 결합되는 캐빈에 사용되는 방진고무의 진동절연성능을 향상시키기 위하여 형상최적설계를 수행하였다. 초탄성거동을 보이는 고무의 물성을 평가하기 위하여 일축 및 이축 인장시험을 수행하였고 이를 이용하여 유한요소해석에 입력 가능한 재료 모델을 도출하였다. 실제 트랙터의 운전 상태에서 진동을 측정하여 방진고무로 전달되는 입력 가진 및 이로 인한 캐빈 프레임의 응답을 정량화하였다. 비선형 거동을 보이는 방진고무의 특성을 반영하기 위해 정해석을 이용하여 방진고무의 하중-변위 곡선을 도출하였다. 이로부터 특정 하중 혹은 변위가 가해진 상태에서 방진고무의 강성을 계산할 수 있었으며 이를 캐빈의 조화가진해석에 사용하였다. 해석결과와 시험 결과의 비교를 통하여 해석모델 및 기법의 타당성을 검증하였다. 방진고무의 형상설계를 위하여 다구찌의 인자설계법이 사용되었으며 이를 통하여 강성이 최소화된 방진고무의 형상을 찾을 수 있었다. 방진고무의 최적 형상을 고려하여 조화가진해석을 수행한 결과 초기설계 대비 35 % 이상 개선된 진동저감효과를 확인할 수 있었다.

암반 내 불연속면의 장기 전단 거동 평가를 위한 고찰 (Case Studies on the Experiments for Long-Term Shear Behavior of Rock Discontinuities)

  • 임주휘;권새하;최승범;김태현;민기복
    • 터널과지하공간
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    • 제33권1호
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    • pp.10-28
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    • 2023
  • 고준위방사성폐기물 처분장의 장기 안정성을 확보하기 위해서 암반 불연속면의 장기적인 전단 거동을 분석하고 그 안정성을 평가해야 한다. 암반 불연속면의 장기 전단 거동은 크리프 모델, RSF 모델로 모사될 수 있고, 전단 크리프 시험, 속도 단계 시험, 슬라이드-홀드-슬라이드 시험을 통해 모델에 필요한 파라미터를 결정하거나 여러 조건에서 전단 거동을 분석하는 실험을 수행할 수 있다. 기존 연구에 따르면 전단 실험을 위하여 직접전단시험기, 삼축압축시험기, 이축전단시험기가 주로 이용되었으며 현지 암반의 열-수리-역학적인 조건을 재현하기 위해 다양하게 개선된 장비가 이용되었고 그에 따라 다양한 양상의 전단 거동이 관찰되었다. 그러므로 국내 고준위방사성폐기물 처분장을 설계하기 위해서 처분장 부지의 암종, 열-수리-역학적 조건, 광물의 변성, 그리고 전단 저항의 회복 등을 고려하여 암반 불연속면의 장기 거동을 검토해야 한다.

광중합형 레진의 3점 굴곡 강도와 이축 굴곡 강도 측정 방법에 대한 상대적 신뢰도의 비교 (THE COMPARISON OF RELATIVE RELIABILITY ON BIAXIAL AND THREE POINT FLEXURAL STRENGTH TESTING METHODS OF LIGHT CURING COMPOSITE RESIN)

  • 서덕규;노병덕
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제31권1호
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    • pp.58-65
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    • 2006
  • 이번 실험의 목적은 이축 굴곡 강도 시험의 복합레진에서의 적용가능성을 위해 기존의 3점 굴곡 강도 시험과 이축 굴곡 강도 시험을 이용하여 치과용 광중합형 레진의 강도를 측정하고, 이를 Weibull modulus를 이용하여 상대적 신뢰도를 비교하는 것이다. 이번 실험에 사용된 재료는 $MICRONEW^{TM},\;RENEW^{(R)}$ (Bisco, Schaumburg, USA)의 두 가지 광중합형 수복 재료이다. 이축 굴곡 강도 측정에는 International Organization for Standardization (ISO) 6872 규정에 따라 piston-on-3-ball test를 사용하였으며 검사 시편은 직경이 각각 12 mm (지지원의 반지름 3.75 mm), 16 mm (지지원의 반지름 5 mm), 두께가 각각 0.5 mm, 1 mm, 2 mm인 여섯 개의 군으로 나누어 제작하였으며 각 군당 시편을 20개씩 제작하였다. $MICRONEW^{TM}$$RENEW^{(R)}$의 실험 결과, 이축 굴곡 강도가 3점 굴곡 강도보다 높은 평균값을 나타내었고 이축 굴곡 강도의 모든 군이 3점 굴곡 강도보다 높은 Weibull modulus 값을 보여, 이축 굴곡 강도 시험이 상대적으로 실험적 오차의 영향을 적게 받는 방법으로 신뢰 할 수 있었다. 또한 이축 굴곡 강도 시험에서 시편의 두께가 2 mm일 때 가장 높은 Weibull modulus를 나타내었으며 이축 굴곡 강도시험군 중, $MICRONEW^{TM}$의 두께 2 mm군에서는 지지원의 반지름에 따른 굴곡 강도의 통계학적 유의차이가 없었고 (p>0.05), 이를 제외한 모든 군에서 시편의 두께와 지지원의 반지름에 따른 굴곡 강도의 통계학적 유의차이가 있었다 (p<0.05). 위의 결과로 미루어 볼 때 두께 2 mm군에서 이축 굴곡 강도는 기존의 3점 굴곡 강도 시험보다 우수한 것으로 추천할 수 있는 방법이다.

Study of cracks in compressed concrete specimens with a notch and two neighboring holes

  • Vahab, Sarfarazi;Kaveh, Asgari;Shirin, Jahanmiri;Mohammad Fatehi, Marji;Alireza Mohammadi, Khachakini
    • Advances in concrete construction
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    • 제14권5호
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    • pp.317-330
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    • 2022
  • This paper investigated computationally and experimentally the interaction here between a notch as well as a micropore under uniaxial compression. Brazilian tensile strength, uniaxial tensile strength, as well as biaxial tensile strength are used to calibrate PFC2d at first. Then, uniaxial compression test was conducted which they included internal notch and micro pore. Experimental and numerical building of 9 models including notch and micro pore were conducted. Model dimensions of models are 10 cm × 10 cm × 5 cm. Joint length was 2 cm. Joints angles were 30°, 45° and 60°. The position of micro pore for all joint angles was 2cm upper than top of the joint, 2 cm upper than middle of joint and 2 cm upper than the joint lower tip, discreetly. The numerical model's dimensions were 5.4 cm × 10.8 cm. The fractures were 2 cm in length and had angularities of 30, 45, and 60 degrees. The pore had a diameter of 1 cm and was located at the top of the notch, 2 cm above the top, 2 cm above the middle, and 2 cm above the bottom tip of the joint. The uniaxial compression strength of the model material was 10 MPa. The local damping ratio was 0.7. At 0.016 mm per second, it loaded. The results show that failure pattern affects uniaxial compressive strength whereas notch orientation and pore condition impact failure pattern. From the notch tips, a two-wing fracture spreads almost parallel to the usual load until it unites with the sample edge. Additionally, two wing fractures start at the hole. Both of these cracks join the sample edge and one of them joins the notch. The number of wing cracks increased as the joint angle rose. There aren't many AE effects in the early phases of loading, but they quickly build up until the applied stress reaches its maximum. Each stress decrease was also followed by several AE effects. By raising the joint angularities from 30° to 60°, uniaxial strength was reduced. The failure strengths in both the numerical simulation and the actual test are quite similar.

Effect of the type of resin cement on the fracture resistance of chairside CAD-CAM materials after aging

  • Laura Vitoria Rizzatto;Daniel Meneghetti;Marielle Di Domenico;Julia Cadorin Facenda;Katia Raquel Weber;Pedro Henrique Corazza;Marcia Borba
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제15권3호
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    • pp.136-144
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    • 2023
  • PURPOSE. The study objective was to evaluate the influence of the type of resin cement on the flexural strength and load to fracture of two chairside CADCAM materials after aging. MATERIALS AND METHODS. A polymer-infiltrated ceramic network (PICN) and a nanoceramic resin (RNC) were used to produce the specimens. Two types of dual-cure resin cements, a self-adhesive and a universal, were investigated. Bilayer specimens were produced (n = 10) and aged for 6 months in a humid environment before the biaxial flexural strength test (σf). Bonded specimens were subjected to a mechanical aging protocol (50 N, 2 Hz, 37℃ water, 500,000 cycles) before the compressive load test (Lf). σf and Lf data were analyzed using two-way ANOVA and Tukey tests (α = .05). Chi-square test was used to analyze the relationship between failure mode and experimental group (α = .05). RESULTS. The type of resin cement and the interaction between factors had no effect on the σf and Lf of the specimens, while the type of restorative material was significant. RNC had higher σf and Lf than PICN. There was a significant association among the type of cracks identified for specimens tested in Lf and the restorative material. CONCLUSION. The type of resin cement had no effect on the flexural strength and load to fracture of the two investigated CAD-CAM chairside materials after aging.

Interactive strut-and-tie-model for shear strength prediction of RC pile caps

  • Chetchotisak, Panatchai;Yindeesuk, Sukit;Teerawong, Jaruek
    • Computers and Concrete
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    • 제20권3호
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    • pp.329-338
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    • 2017
  • A new simple and practical strut-and-tie model (STM) for predicting the shear strength of RC pile caps is proposed in this paper. Two approaches are adopted to take into account the concrete softening effect. In the first approach, a concrete efficiency factor based on compression field theory is employed to determine the effective strength of a concrete strut, assumed to control the shear strength of the whole member. The second adopted Kupfer and Gerstle's biaxial failure criterion of concrete to derive the simple nominal shear strength of pile caps containing the interaction between strut and tie capacity. The validation of these two methods is investigated using 110 RC pile cap test results and other STMs available in the literature. It was found that the failure criterion approach appears to provide more accurate and consistent predictions, and hence is chosen to be the proposed STM. Finally, the predictions of the proposed STM are also compared with those obtained by using seven other STMs from codes of practice and the literature, and were found to give better accuracy and consistency.

Analysis of post-failure response of sands using a critical state micropolar plasticity model

  • Manzari, Majid T.;Yonten, Karma
    • Interaction and multiscale mechanics
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    • 제4권3호
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    • pp.187-206
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    • 2011
  • Accurate estimations of pre-failure deformations and post-failure responses of geostructures require that the simulation tool possesses at least three main ingredients: 1) a constitutive model that is able to describe the macroscopic stress-strain-strength behavior of soils subjected to complex stress/strain paths over a wide range of confining pressures and densities, 2) an embedded length scale that accounts for the intricate physical phenomena that occur at the grain size scale in the soil, and 3) a computational platform that allows the analysis to be carried out beyond the development of an initially "contained" failure zone in the soil. In this paper, a two-scale micropolar plasticity model will be used to incorporate all these ingredients. The model is implemented in a finite element platform that is based on the mechanics of micropolar continua. Appropriate finite elements are developed to couple displacement, micro-rotations, and pore-water pressure in form of $u_n-{\phi}_m$ and $u_n-p_m-{\phi}_m$ (n > m) elements for analysis of dry and saturated soils. Performance of the model is assessed in a biaxial compression test on a slightly heterogeneous specimen of sand. The role of micropolar component of the model on capturing the post-failure response of the soil is demonstrated.

공저변형법에 의한 3차원응력측정 시스템의 개발 (Development of 3-Dimensional Stress Measurement System by Bore hole Bottom Deformation Method)

  • 이기하
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.34-41
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    • 2006
  • A 3-dimensional stress measurement system based on the bore hole bottom deformation method, which is one of the stress relief methods, was developed. A pilot bore hole is drilled from the bottom of a bore hole and the stress meter is inserted into the pilot bore hole in the method. The bore hole is advanced as an over coring and the deformations in seven directions are measured by cantilever type-sensors. Using the cantilever type-sensors saves time for hardening of glue. No cable connection between the stress meter and a data logger is necessary since a compact data logger is installed in the stress meter. The accuracy of the stress meter was confirmed by a biaxial test for a Shikotsu welded tuff block although in-situ tests have not been carried out yet.

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Si 함유 DLC 필름의 탄성특성 평가

  • 정진원;조성진;이광렬;고대흥
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.136-136
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    • 1999
  • 박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

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