• 제목/요약/키워드: linear elasticity

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레벨셋과 무요소법을 결합한 위상 및 형상 최적설계 (Level Set Based Topological Shape Optimization Combined with Meshfree Method)

  • 안승호;하승현;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • 레벨셋 기법과 무요소법을 결합한 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하여 선형 탄성문제에 적용하였다. 설계민감도는 애드조인트법을 사용하여 효율적으로 구하였다. 해밀턴-자코비 방정식을 업-윈드 기법을 이용하여 수치적으로 풀었으며, 구조물의 경계는 레벨셋 함수를 이용하여 암시적으로 표현하였다. 구조물의 응답과 설계민감도를 얻기 위하여 암시적 함수를 사용하여 명시적 경계를 생성하였다. 재생 커널 기법에 기초하여 얻어진 전역 절점 기저함수를 사용하여 연속체 지배방정식의 변위장을 이산화하였다. 따라서 질점들을 연속체 영역의 어느 곳이든 위치시킬 수 있으며, 이는 통해 명시적 경계를 생성하는 것이 가능하며, 결과적으로 정확한 설계를 얻을 수 있다. 개발된 방법은 제한 조건이 있는 최적설계 문제에 대하여 라그랑지안 범함수를 정의한다. 이는 경계의 변화를 통하여 허용 부피 제한조건을 만족시키면서 컴플라이언스를 최소화한다. 최적설계 과정 동안 라그랑지안 범함수의 최적화조건을 만족시킴으로써 해밀턴-자코비 방정식을 풀기 위한 속도장을 얻는다. 기존의 형상 최적설계 기법에 비하여, 본 방법론은 위상과 형상의 변화를 쉽게 얻어낼 수 있다.

복합재료를 적용한 1MW급 조류 발전 터빈 블레이드의 설계와 구조 안전성 평가 (Design and Structural Safety Evaluation of 1MW Class Tidal Current Turbine Blade applied Composite Materials)

  • 정해창;최민선;양창조
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.1222-1230
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    • 2022
  • 로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0*Vr를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

Flowable Composite Resin의 미세변연누출 및 전단결합강도 (MICROLEAKAGE AND SHEAR BOND STRENGTH OF FLOWABLE COMPOSITE RESIN)

  • 박성준;오명환;김오영;이광원;엄정문;권혁춘;손호현
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제26권4호
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    • pp.332-340
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    • 2001
  • Flowable composite resin has lower filler content, increased flow, and lower modules of elasticity. It is suggested that flowable composite resin can be bonded to the tooth structure intimately and absorb or dissipate the stress. Therefore, it may be advantageous to use flowable composite resin for the base material of class II restoration and for the class V restoraton. The purpose of this study was to evaluate the microleakage and shear bond strength of four flowable composite resins (Aeliteflo, Flow-It, Revolution, Ultraseal XT Plus) compared to Z100 using Scotchbond Multi Purpose dentin bonding system. To evaluate the microleakage, notch-shaped class V cavities were prepared on buccal and lingual surfaces of 80 extracted human premolars and molars on cementum margin. The teeth were randomly divided into non-thermocycling group (group 1) and thermocycling group (group 2) of 40 teeth each. The experimental teeth of each group were randomly divided onto five subgroups of eight samples (sixteen surfaces). The Scotchbond Multi-Purpose and composite resin were applied for each group following the manufacturer's instructions. the teeth of group 2 were thermocycled five hundred times between 5$^{\circ}C$ and 55$^{\circ}C$. The teeth of group 2 were placed in 2% methylene blue dye for 24 hours, then rinsed with tab water. The specimens were embedded in clear resin, and sectioned longitudinally with a diamond saw. The dye penetration on each of the specimen were observed with a stereomicioscope at $\times$20 magnification. To evaluate the shear bond strength, 60 teeth were divided into five groups of twelve teeth each. The experimental teeth were ground horizontally below the dentinoenamel junction, so that no enamel remained. After applying Scotchbond Multi-Purpose on the dentin surface, composite resin was applied in the shape of cylinder. The cylinder was 4mm in diameter and 2mm in thickness. Shear bond strength was measured using Instron with a cross-head speed of 0.5mm/min. After shear bond strength measurement, mode of failure was evaluated with a stereomicroscope at $\times$30 magnification. All data were statistically analyzed by One Way ANOVA and Student-Newman-Keuls method. The correlation between microleakage and shear bond strength was analyzed by linear regression. The results of this study were as follows ; 1. In non-thermocycling group, the leakage value of Z100 was significantly lower than those of flowable composite resins at the enamel and dentin margin, margin, except that Revolution showed the lower leakage value than that of Z100 at the dentin margin (p<0.05). 2. In thermocycling group, the leakage values of Z100 and Ultraseal XT Plus were lower than those of other subgroup at the enamel and dentin margin, except that Flow-It showed the lower leakage value than that of Ultraseal XT Plus at the dentin margin (p<0.05). 3. The leakage value of Z100 and Ultraseal XT Plus in thermocycling group were not higher than that in non-thermocycling group at the enamel margin. The leakage value of Z100 in thermocycling group was not higher than that in non-thermocycling group at the dentin margin (p<0.05). 4. As for the shear bond strength measurement, there were no statistically significant differences among groups (p<0.05). The shear bond strengths given in descending order were as follows: Z100(16.81$\pm$2.98 MPa), Flow-It(14.8$\pm$4.43 MPa), Aeliteflo(14.34$\pm$3.69 MPa), Revolution(13.46$\pm$4.23 MPa), Ultraseal XT Plus(12.83$\pm$3.16 MPa). 5. Failure modes of all specimens were adhesive failures. 6. There was no correlation between microleakage and shear bond strength.

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