• 제목/요약/키워드: high cycle fatigue

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의료폐기물 멸균분쇄용 파쇄기의 구조적 안정성 분석 (Structural Stability Analysis of Medical Waste Sterilization Shredder)

  • 무하마드 무자밀 아자드;김도훈;살만 칼리드;김흥수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.409-415
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    • 2021
  • COVID-19 대유행으로 인해 병원, 진료소, 검역소 및 의료 연구 기관을 포함한 의료 시설에서 매일 수많은 의료 폐기물이 발생함에 따라 의료폐기물 처리가 심각한 문제가 되고 있다. 이전에는 전통적인 소각방법이 사용되었지만 매립지 부족 및 관련 환경 문제로 인해 공중 보건이 위험에 처해 있다. 이런 문제를 극복하기 위해 멸균분쇄용 파쇄기를 개발하였다. 본 연구에서는 유해 및 감염성 의료폐기물에 대한 작동 성능을 결정하기 위해 분쇄용 파쇄 시스템의 설계 및 수치해석을 수행하였다. 파쇄기의 부품은 CAD 소프트웨어를 이용하여 모델링하였으며, ABAQUS를 사용하여 유한요소해석을 수행하였다. 정적, 동적 및 피로하중 조건 하에서 파쇄기 절단 날의 해석을 수행하였으며, 의료 폐기물을 분쇄하는데 필요한 절단력을 기반으로 절단 날의 형상이 효과적임을 입증하였다. 모달 해석을 통해 구조물의 동적 안정성을 검증하였다. 또한, 절단 날의 수명을 예측하기 위해 고주기 피로해석을 통해 S-N 선도를 생성하였다. 이를 통해 적절한 분쇄용 파쇄 시스템이 멸균 장치와 통합되도록 설계하여 의료 폐기물의 양과 처리 시간을 줄임으로써 환경 문제와 잠재적인 건강 위험을 극복하는 방안을 제시하였다.

Effects of 60 Minutes Cardiopulmonary Resuscitation on Blood Lactic Acid Concentration, Heart Rate, and Rating of Perceived Exertion in Rescuers

  • Han, Seung-Eun;Ahn, Hee-Jeong;Shim, Gyu-Sik;Bang, Sung-Hwan;Song, Hyo-Suk
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권8호
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    • pp.195-202
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    • 2022
  • 본 연구에서는 장시간 심폐소생술 지속 시 구조자의 혈중 젖산 농도, 심박동수, 운동자각도를 측정함으로써 구조자의 피로도 변화를 파악하고자 하였다. 자료수집은 2021년도 7월 5일부터 7월 9일까지 D 대학교 특전의무부사관과 학생 12명, 응급구조학과 학생 12명 총 24명을 대상으로 60분 동안 2인 교대 가슴 압박 소생술을 수행하였다. 연구 결과 심폐소생술 지속시간에 따른 구조자의 혈중 젖산 농도, 심박동수, 주관적 피로도인 운동 자각도, 가슴 압박 속도는 유의미한 변화가 있었다(p<.001, p<.001, p<.001, p<.001). 매 측정 주기(30분, 40분, 50분, 60분) 시 혈중 젖산 농도는 심박동수와 유의한 정적 상관관계가 나타났으며(r=.696, p<.001, r=.672, p<.001, r=.709, p<.001, r=.782, p<.001), 운동자각도와도 유의한 정적 상관관계가 나타났다(r=.476, p<.05, r=.426, p<.05, r=.470, p<.05, r=.470, p<.05). 따라서 장시간 심폐소생술이 요구되는 상황에서 심박동수와 운동자각도를 활용한 구조자의 피로도 모니터링은 고품질의 가슴 압박을 유지하는데 유용할 것이다.

SLM 방식으로 적층 제조된 Ti-6Al-4V 합금의 HIP 처리에 따른 준정적 및 동적 기계적 특성 변화 (Influence of Hot Isostatic Press on Quasi-static and Dynamic Mechanical Properties of SLM-printed Ti-6Al-4V Alloy)

  • 장지훈;최영신;김형균;이동근
    • 열처리공학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.99-106
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    • 2020
  • Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing process by melting metallic powders and stacking into layers, and can product complex shapes or near-net-shape (NNS) that are difficult to product by conventional processes. Also, SLM process is able to raise the efficiency of production by creating a streamlined manufacturing process. For manufacturing in SLM process using Ti-6Al-4V powder, analysis of microstructural evolution and evaluation of mechanical properties are essential because of rapid melting and solidification process of powders according to high laser power and rapid scan speed. In addition, it requires a post-processing because the soundness and mechanical properties are degraded by defects such as pore, un-melted powder, lack-of-fusion, etc. In this study, hot isostatic press (HIP) was conducted as a post-processing on SLM-printed Ti-6Al-4V alloy. Microstructure of post-processed Ti-6Al-4V alloy was compared to as-built Ti-6Al-4V, and the evolution of quasi-static (Vickers hardness, room temperature tensile characteristic) and dynamic (high-cycle fatigue characteristic) mechanical properties were analyzed.

월경 전.후 여대생의 식사섭취 행태 변동성 분석 (Menstruation and the Variability of Food Intake in Female College Students)

  • 강수화;이영미
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.577-587
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    • 2013
  • This study aimed to elicit the variability of appetite and food intake patterns in female college students during different menstrual phases. The craving for certain foods and physiological and psychological symptoms of menstrual phase (pre- and post-menstrual) were investigated by self-administered questionnaire. Three hundred and sixty six students who were 20.9 years old and had $19.8kg/m^2$ of BMI volunteered to participate in this study. Most of the subjects (89.5%) experienced the premenstrual syndrome (PMS) such as irritation, bodily fatigue, nervosity. Symptoms such as tiredness, stomachache, changes in taste and increased appetite were pointed out to be experienced at the onset of the menstrual cycle. The variability of food intake in premenstrual phase, 11.0% of subjects had decreased food intake where as 68.8% had experienced increased intake. The postmenstrual phase, 20.1% had decreased food intake while 45.2% had experienced increased intake due to changes in the appetite. Before starting menstruation, most of the subjects craved for sweets. The group who had experienced abnormal appetite during menstrual phase was significantly high ratio in overweight and obese students (p<0.05). We also observed an association between the PMS score and the variability of eating patterns during the menstrual phase. The students who experienced changing appetite and food intake had significantly high PMS score in the premenstrual phase (p<0.01) and postmenstrual phase (p<0.05). These results suggested a need for future study related to changes in the actual nutrient intake and activity level during the menstrual phase.

Research of Diffusion Bonding of Tungsten/Copper and Their Properties under High Heat Flux

  • Li, Jun;Yang, Jianfeng
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.14-14
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    • 2011
  • W (tungsten)-alloys will be the most promising plasma facing armor materials in highly loaded plasma interactive components of the next step fusion reactors due to its high melting point, high sputtering resistance and low deuterium/tritium retention. The bonding technology of tungsten to Cu alloy was one of the key issues. In this paper, W/CuCrZr diffusion bonding has been performed successfully by inserting pure metal interlay. The joint microstructure, interfacial elements migration and phase composition were analyzed by SEM, EDS, XRD, and the joint shear strength and micro-hardness were investigated. The mock-ups were fabricated successfully with diffusion bonding and the cladding technology respectively, and the high heat flux test and thermal fatigue test were carried out under actively cooling condition. When Ni foil was used for the bonding of tungsten to CuCrZr, two reaction layers, Ni4W and Ni(W) layer, appeared between the tungsten and Ni interlayer with the optimized condition. Even though Ni4W is hard and brittle, and the strength of the joint was oppositely increased (217 MPa) due primarily to extremely small thicknesses (2~3 ${\mu}m$). When Ti foil was selected as the interlayer, the Ti foil diffused quickly with Cu and was transformed into liquid phase at $1,000^{\circ}C$. Almost all of the liquid was extruded out of the interface zone under bonding pressure, and an extremely thin residual layer (1~2 ${\mu}m$) of the liquid phase was retained between the tungsten and CuCrZr, which shear strength exceeded 160 MPa. When Ni/Ti/Ni multiple interlayers were used for bonding of tungsten to CuCrZr, a large number of intermetallic compound ($Ni_4W/NiTi_2/NiTi/Ni_3T$) were formed for the interdiffusion among W, Ni and Ti. Therefore, the shear strength of the joint was low and just about 85 MPa. The residual stresses in the clad samples with flat, arc, rectangle and trapezoid interface were estimated by Finite Element Analysis. The simulation results show that the flat clad sample was subjected maximum residual stress at the edge of the interface, which could be cracked at the edge and propagated along the interface. As for the rectangle and trapezoid interface, the residual stresses of the interface were lower than that of the flat interface, and the interface of the arc clad sample have lowest residual stress and all of the residual stress with arc interface were divided into different grooved zones, so the probabilities of cracking and propagation were lower than other interfaces. The residual stresses of the mock-ups under high heat flux of 10 $MW/m^2$ were estimated by Finite Element Analysis. The tungsten of the flat interfaces was subjected to tensile stresses (positive $S_x$), and the CuCrZr was subjected to compressive stresses (negative $S_x$). If the interface have a little microcrack, the tungsten of joint was more liable to propagate than the CuCrZr due to the brittle of the tungsten. However, when the flat interface was substituted by arc interfaces, the periodical residual stresses in the joining region were either released or formed a stress field prohibiting the growth or nucleation of the interfacial cracks. Thermal fatigue tests were performed on the mock-ups of flat and arc interface under the heat flux of 10 $MW/m^2$ with the cooling water velocity of 10 m/s. After thermal cycle experiments, a large number of microcracks appeared at the tungsten substrate due to large radial tensile stress on the flat mock-up. The defects would largely affect the heat transfer capability and the structure reliability of the mock-up. As for the arc mock-up, even though some microcracks were found at the interface of the regions, all microcracks with arc interface were divided into different arc-grooved zones, so the propagation of microcracks is difficult.

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고강성 기층재를 적용한 장수명 아스팔트포장 공법 개발 (Development of Long-Life Asphalt Pavements Method Using High Modulus Asphalt Mixes)

  • 이정훈;이현종
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.49-61
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    • 2006
  • 본 연구에서는 포장의 설계수명과 공용년수를 증대시켜 아스팔트 포장의 유지보수비용을 감소시킬 수 있는 장수명 아스팔트 포장 공법을 제안하였다. 이를 위한 고강성 바인더를 개발하여 다양한 실내 물성시험을 수행하였으며 고강성 기층재의 평가를 위해 실내 공용성시험 및 포장가속시험을 실시하여 기존의 일반아스팔트 혼합물과 비교 평가하였다. 그 결과 고강성 기층재는 일반 아스팔트 혼합물에 비해 강성이 증가하였고 수분손상 피로균열 및 소성변형 저항성 등에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한, 장수명 아스팔트 포장의 설계를 위해 구조해석을 실시하여 DB를 구축하였으며 이 자료를 이용해 다중회귀분석 프로그램인 SPSS로 포장체 거동모형을 개발하였다. 여기서 개발된 포장체 거동모형과 실내 외 시험결과를 기초로 장수명 아스팔트 포장 설계를 위한 소프트웨어를 개발하였으며 포장의 최적단면 및 구성을 설정하였다. 이렇게 설정된 장수명 포장의 아스팔트 층 단면 두께는 29cm로 이 단면의 경제성을 확인하기 위하여 생애주기 비용분석을 실시하였다. 그 결과 장수명포장이 기존 고속도로(경부)와 초기시공비용이 동일하면서 생애주기 비용측면에서 유리한 것으로 확인되었다.

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수냉각 발전기 고정자의 권선 내부 건조 판정 기준 설정에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Dryness Judgement Criterion for Water-cooled Generator Stator Windings)

  • 김희수;배용채;이욱륜;이두영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.137-143
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    • 2010
  • 발전기 고정자 권선 내부의 완전 건조는 누수시험을 위한 필요/충분조건이다. 발전기 운전에 의한 고주기 피로는 미세 균열 발생의 원인이 되고, 미세 균열에서의 물분자는 누설 진단의 신뢰성을 저하시킨다. 이와같은 이유로, 발전기 고정자 권선에 대한 누수시험에서 권선에 누설처가 있음에도 불구하고 누설이 없다는 결론과 같은 오류를 범하고 있다. 발전기 제작사는 누수시험을 고유한 건조 판정 기준을 제시하고 있지만, 실제로는 어떤 판정 기준도 누수시험을 위해 정확하게 건조 판정 기준을 지시하고 있지는 못하고 있는 실정이다. 그 이유는 발전기 고정자 권선의 복잡한 구조와 효과적인 건조 장비의 부재 때문이다. 본 논문에서는 수 냉각 발전기 고정자 권선의 내부 건조 여부를 판정하기 위한 건조 판정 기준을 완벽하게 제안하였으며 실험적으로 증명하였다.

OrcaFlex를 이용한 심해 SCR 구조 해석 (Structural Analysis of Deepwater Steel Catenary Riser using OrcaFlex)

  • 박규식;최한석;김도균;유수영;강수창
    • 한국해양공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.16-27
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    • 2015
  • The design challenges when attempting to obtain sufficient strength for a deepwater steel catenary riser (SCR) include high stress near the hang-off location, an elevated beam-column buckling load due to the effective compression in the touchdown zone (TDZ), and increased stress and low-cycle fatigue damage in the TDZ. Therefore, a systematic strength analysis is required for the proper design of an SCR. However, deepwater SCR analysis is a new research area. Thus, the objective of this study was to develop an overall analysis procedure for a deepwater SCR. The structural behavior of a deepwater SCR under various environmental loading conditions was investigated, and a sensitivity analysis was conducted with respect to various parameters such as the SCR weight, weight of the internal contents, hang-off angle (HOA), and vertical soil stiffness. Based on a deepwater SCR design example, it was found that the maximum stress of an SCR occurred at a hang-off location under parallel loading direction with respect to the riser plane, except for a wave dominant dynamic survival loading condition. Furthermore, the tensile stress governed the total stress of the SCRs, whereas the bending stress governed the total stress at the TDZ. The weight of the SCR and internal contents affected the maximum stress of the SCR more than the HOA and vertical soil stiffness, because the weight of the SCR, including the internal contents, was directly related to its tensile stress.

강부재의 균열 모니터링에 관한 연구 (Study on Crack Monitoring System in Steel Structure)

  • 이재선;장경호;황지훈;박현찬;전준태;김유철
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.159-167
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    • 2011
  • 최근 강구조물의 건설이 지속적으로 증가되고 있고, 이에 따른 모니터링 시스템의 중요성이 더욱 부각되고 있는 실정이다. 강구조물의 노화로 인한 피로균열 및 부식은 강구조물의 수명저하에 가장 큰 요인이 된다. 구조물이 큰 교량의 경우에는 사람의 접근이 어렵고, 균열 측정 방법 또한 시간이 오래 걸리며, 많은 비용이 소비된다. 따라서, 초기에 균열을 발견하고 보수, 보강 작업을 수행함으로써 비용을 절감할 수 있는 모니터링 시스템의 개발이 절실히 요구된다. 본 연구에서는 강부재의 전위차법(EPDM : Electric Potential Drop Method)에 의한 모니터링 기법에 의해 쉽게 관찰되지 않는 피로균열의 발생 및 진전 상황을 추적하고 또한 잔여수명을 예측하였다.

원심압축기 밀폐형 임펠러 형상에 따른 성능특성 파악을 위한 유동해석 (Flow Analysis for Performance Characteristics with Closed Type Impeller Shapes of a Centrifugal Compressor)

  • 조종재;윤용상;조명환;강석철
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.26-35
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    • 2017
  • 원심압축기 운전 중에 발생하는 고주기 피로균열이나 공진 등은 임펠러 파손의 주된 원인이다. 이러한 파손을 회피하기 위해 공진영역 운전에서도 견딜 수 있는 충분한 강도의 임펠러를 설계하거나, 공진이 발생하지 않도록 임펠러를 튜닝 한다. 이러한 회피설계는 임펠러 내부유동 및 성능특성 변화를 야기하게 된다. 본 연구에서는 밀폐형 임펠러에 대해 블레이드 두께를 증가시킨 모델과 스켈럽을 적용한 모델에 대한 유동 및 성능특성을 파악하기 위해 전산해석을 수행하였다. 전산해석 결과, 블레이드 두께 증가 모델 경우는 기본모델 대비 압력계수가 0.5% 감소하였으며, 전효율은 0.1% 감소하였다. 스켈럽 적용모델은 압력계수가 0.4% 증가하였으며, 전효율은 1.6% 감소하였다.