국산 Ni-Ti합금 교정용 선재의 특성에 관한 연구

박동옥,권오원 대한치과교정학회 1995 대한치과교정학회지 Vol.25 No.2

국산 Ni-Ti합금 교정용 선재(ORTHOLLOY)의 특성을 평가하기 위하여 성분, 인장특성, 굽힘특성, 열처리성, 내식성, 이온용출 등에 대해 조사하고 외국산 Ni-Ti합금 선재(SENTALLOY)의 특성과 비교 분석한 결과는 다음과 같았다. ORTHOLLOY는 초탄성 효과를 나타내는 범위내에서의 Ni과 Ti 함량을 포함하고 있었다. 인장실험에서 ORTHOLLOY는 연신율 2%에서 8%정도 범위내에서 하중의 변화가 거의 없는 초탄성 효과를 나타내었다. 3점 굴곡실험에서 ORTHOLLOY는 SENTALLOY 보다 같은 변위량에서 높은 하중값을 나타내었고, 초탄성을 나타내는 변위영역에서의 하중 범위는 ORTHOLLOY의 경우 0.014˝에서 80-100g, 0.016˝에서 140-180g, 0.018˝에서 150-200g의 값을 나타내었다. 400℃, 500℃의 열처리에 의해 초탄성을 나타내는 하중범위가 낮아졌고, 각 열처리 온도에서는 시간이 증가함에 따라 초탄성을 나타내는 하중값의 범위가 낮아졌으며 600℃에서는 10분간의 열처리로 초탄성 효과가 소실되었다. 용출되어 나온 Ni 이온의 양은 SENTALLOY의 0.01ppm미만의 극소량에 비해 ORTHOLLOY에서는 0.3ppm 전후로 높게 나타났다. 침적 실험후 주사전자현미경 관찰을 통한 표면조직 소견은 SENTALLOY에서는 침적 전후 및 침적 시간의 경과에 관계없이 전체적을 비교적 균일한 양상을 보였으나 ORTHOLLOY에서는 pitting corrosion양상을 보였다. To estimate the characteristics of Korean No-Ti alloy orthodontic wire, this study investigated compositions, tensile properties, bending properties, heat treatment effects, and ion releasing degrees, and compared these characteristics to those of the imported Ni-Ti alloy wire. The results obtained are as follows : 1. Ti and Ni elements in ORTHOLLOY were in range showing superelasticity, and there was a little difference in the Ni and Ti contests of ORTHOLLOY as compared with those of SENTALLOY. 2. The results of the tensile test concerning ORTHOLLOY exhibited a superelastic effect, indicating and area of a definite amount of stress in spite of the changes in the range from 2% to 8% in the strain rate. 3. ORTHOLLOY presented higher load values than SENTALLOY in the same deflection values when the wire was tested in three-point bending. A load range displaying a superelastic effect was 80-100g, 140-180g, and 150-200g respectively, in wire diameters of 0.014˝, 0.016˝and 0.018˝. 4. By heat treatments at 400℃ and at 500℃, al load range showing the effect of superelasticity was lessened by the duration of the heat treatment time. The superelastic effect was destroyed as a result of the 10 minutes heat treatment at 600℃. 5. The quantity of the Ni ion released from ORTHOLLOY, tended to be greater than the amount of released Ni ion in SENTALLOY. The Co ion released was very little(<0.01ppm) in SENTALLOY and ORTHOLLOY irrespective of the lapse of time. Released Ni ions on the 1st day were at the maximum, and the releasing rate showed plateaus after three days. 6. The surface morphology of SENTALLY was relatively regular irrespective of the lapse of time, and the corrosion tendency was not observed. However, the surface morphology of ORTHOLLOY was rather irregular and showed pitting corrosion after immersion.

초탄성 형상기억합금을 적용한 선행압축 폴리우레탄 댐퍼의 거동 특성 검증

김영찬,허종완 대한토목학회 2023 대한토목학회논문집 Vol.43 No.4

Among the seismic structures for reducing earthquake damage, the seismic control structure is a technology that can efficiently improve seismic performance and secure economic feasibility by simply applying a damper. However, existing dampers have limitations in terms of durability due to required seismic performance and material plasticity. In this study, we proposed a polyurethane damper with enhanced recovery characteristics by applying precompression to polyurethane, which basically shows elastic characteristics, and applying superelastic shape memory alloy (SSMA). To verify the characteristics of the polyurethane damper, the concept was first established, and the design details were completed by selecting SSMA and steel, and selecting the precompression size as design variables. In addition, structural tests were conducted to derive response behavior and analyze force resistance performance, residual displacement, recovery rate, and energy dissipation capacity. As a result of the analysis, the polyurethane damper showed that various performances improved when the SSMA wire was applied and the precompression increased. 지진피해 감소를 위한 내진 구조 중에서 제진 구조는 댐퍼의 간단한 적용으로 효율적으로 내진 성능을 향상시키고 경제성을 확보할 수 있는 기술이다. 그러나 기존의 댐퍼는 요구 내진 성능과 재료 소성으로 인한 내구성에 대하여 한계를 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 기본적으로 탄성 특성을 나타내는 폴리우레탄에 선행 압축을 가하고 초탄성 형상기억합금을 적용하여 복원 특성을 증진시킨 폴리우레탄 댐퍼를 제안하였다. 폴리 우레탄 댐퍼의 특성을 검증하기 위하여 우선 개념을 정립하고 초탄성 형상기억합금과 강재 적용, 선행압축 크기를 설계 변수로 선정하여 설계 상세를 완성하였다. 또한, 구조 실험을 수행하여 응답 거동을 도출하여 하중 저항 성능, 잔류 변위, 회복률, 에너지 소산 능력을 분석하였다. 분석한 결과 폴리우레탄 댐퍼는 초탄성 형상기억합금 와이어를 적용하고 선행 압축이 증가하면 다양한 성능이 향상되는 결과를 나타냈다.

초탄성고무 물성평가용 미소압입시험법 개발 및 검증

이형일(Hyungyil Lee),이진행(Jin Haeng Lee) 대한기계학회 2004 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2004 No.4

In this work, effects of hyper-elastic rubber material properties on the indentation load-deflection curve and subindenter deformation are first examined via finite element (FE) analyses. An optimal data acquisition spot is selected, which features maximum strain energy density and negligible frictional effect. We then contrive two normalized functions, which map an indentation load vs. deflection curve into a strain energy density vs, first invariant curve. From the strain energy density vs. first invariant curve, we can extract the rubber material properties. This new spherical indentation approach produces the rubber material properties in a manner more effective than the common uniaxial tensile/compression tests. The indentation approach successfully measures the rubber material properties and the corresponding nominal stress-strain curve with an average error less than 3%.

Mechanical properties of nickel titanium and steel alloys under stress-strain test

GRAVINA Marco,QUINTAO Catia,KOO Daniel,ELIAS Cartos 대한치과교정학회 2003 대한치과교정학회지 Vol.33 No.6

형상기억효과 및 초탄성 특성을 가진 니켈 타이타늄 와이어는 대단히 다양한 제품들이 출시되어 있어서, 보다 적절하면서도 결제적인 재료를 선태하고자 하는 임상가에게 어려움을 주고 있다. 이때, 교정 선재의 기계적 특성에 대한 실험적 연구는 임상가에세 유용한 정보를 제공해 줄 수 있다. 이 연구에서는 5군으로 나뉘어진 4종의 교정선재(stainless steel, multistranded, sperelastic nickel titanium 그리고 themoactivated nickel titanium)에 대한 응력-변형 실험을 통한 기계적 특성에 대한 비교를 시행하였다. 각 군의 교정선재에 대하여 일련의 여석 가지 실험이 이루어졌다. 처음에는, 각 군에대하여 선재가 파절될 때 까지, 3차례의 실험이 이루어졌다. 그리고, 각 군에서 세 종류의 실험이 이루어졌는데, 표준 하중에서 선재를 신장시켜서, 하중을 주었을 때와 하중을 제거하였을 때의 기계적 특성에 대한 신뢰할 만한 비교를 시행하였다. 각 군간의 차이를 알아보기 위하여 t-test를 시행하였다. 실험결과, 생리적인 치아이동을 위한 기계적 특성, 즉 강성, 탄성률, 힘의 발휘 특성 등을 고려해 볼 때 , themoactivated nicket titanium, multistranded wire, stainless steel wire 순으로 바람직하였다. 초탄성은 superelastic nicket titanium 에서 나타났다. 섭씨 37도에서 themoastivated nickel titanium의 형상기억효과가 나타났는데, 이것은 온도가 기계적 특성을 증진시키는데 중요하다는 것을 보여준다. The great variety of commercial brands of orthodontic wires available on the market, stimulated by the so called superior wires (nickel titanium with shape memory effect and superelastic nickel titanium), makes the professional choice for a suitable and less expensive material difficult. The in vitro study of the mechanical properties of the orthodontic wires acts as an auxiliary tool for the professional. In this paper, a comparative study of mechanical properties was made, using stress strain tests for 4 types of orthodontic wires (conventional stainless steel, multistranded steel, superelastic nickel titanium and thermoactivated nickel titanium) separated into 5 groups. A series of 6 tests were tested for each group of wires. Initially, each group was tested 3 times until the wires broke. Furthermore, 3 more tests for each group were performed, stretching the wires under standardized activation loads, for a reliable comparison of their mechanical properties, during loading and unloading. t tests were applied to check differences among the groups. In vitro, the results suggest that regarding the mechanical properties supposedly desirable for physiological teeth movement, such as resilience, elasticity modulus, strength liberated during unloading, and the way that strength is liberated, thermoactivated nickel titanium wires, acri-ng under mouth temperature, seems to be a good choice, followed by superelastic nickel titanium, multistranded stainless steel, and conventional stainless steel. Superelasticity was demonstrated for superelastic nickel titanium wires. When at 37°C, thermoactivated nickel titanium wires showed shape memory effect, showing that temperature is important for enhancing the mechanical properties.

고분자 전해질 연로전지 가스켓 및 GDL의 구조 해석

윤진영(Jin-Young Yoon),박정선(Jungsun Park) 한국항공우주학회 2008 韓國航空宇宙學會誌 Vol.36 No.7

고분자 전해질 연료전지 스택의 성능향상과 안전성 확보를 위하여 스택의 체결하중으로 인한 가스켓과 GDL의 구조적 거동을 살펴보았다. 가스켓 구조 해석의 경우 하중과 변위의 초탄성 거동을 표현하기 위하여 Mooney-Rivlin의 변형률에너지 함수를 사용하였으며, 재료 물성을 구하기 위하여 단축 인장 및 등가 이축 인장 시험을 수행하였고 유한요소 해석과 비교하였다. GDL의 물성측정을 위하여 압축 하중의 변화에 따라 두께변화를 측정하였고 단위 셀을 제작하여 하중의 변화에 따른 채널의 압력차를 측정하였다. 실험 데이터를 바탕으로 채널 단면적의 변화를 계산, 유한요소 해석결과와 비교하였다. In this paper, structural behavior of Gasket and GDL of a PEMFC stack is studied to improve the performance and to secure the safety. In the Gasket analysis Mooney-Rivlin strain energy function is used to consider hyperelasticity of load and displacement. The material properties is determined by testing specimens of the gasket at uni-axial and equi-biaxial mode and compared with finite element analysis results. By measuring a thickness change, the material property of GDL is determined. The pressure drop of a unit cell is measured along the channel for the clamping force. A cross sectional change of channel base on the experimental data is obtained experimentally and compare with FEM analysis results.

교정치료 초기에 사용되는 4가지 호선의 초기 치료효과를 비교하기 위한 전향적 임상 실험 연구

unknown,Malcolm L. Jones,Luciane M. Menezes,Koo, Daniel,Carlos N. Elias 대한치과교정학회 2005 대한치과교정학회지 Vol.35 No.5

본 연구의 목적은 교정치료 초기에 사용되는 스테인레스스틸, 다가닥철선, 초탄성 NiTi, 열활동성 NiTi 재료로 이루어진 총 4가지 호선의 초기 치료효과를 비교하기 위하여 시행되어으며, 실험의 설계는 전향적 임상 실험(prospective randomized clinical trial)으로서 브라질 리오데자네이로 주립 치과대학에 내원한 45명의 고정식 교정장치 환자를 대상으로 시행되었다. 각 호선의 재료는 환자의 치열에 무작위로 배당되었는데 스테인레스스틸은 26명,다가닥철선은 22명,초탄성NiTi는 22명, 열활동성NiTi는 20명에게 할당되었고.8주후에 모형을 다시 제작한 후 3차원 디지털 영상 장비를 이용하여 모형의 치관에 설정된 해부학적 지표의 변화를 측정하였는데 치료전 및 치료후 치열불규칙지수(Dental Irregularlty Index)의 차이로 초기 교정치료 효과를 비교하였다. 분산분석을 시행하여 불규칙지수의 변화를 살펴본 결과 호선의 재료에 따른 초기 치료 효과는 유의한 차이가 나타나지 않았다. The aim of this study was to compare the clinical performance of 4 types of orthodontic wires, indicated for initial tooth alignment: stainless steel, multistranded steel, superelastic and thermoactivated nickel-titanium. A prospective randomized clinical trial was conducted on a sample of 45 patients, at the Dental School of the State University of Rio de Janeiro, Brazil. Fixed appliances were fitted and study casts were obtained from each patient. Randomly, the wires were allocated as follows: 26dental arches for superelastic NiTi wires, 22 for stainless steel, 22 for multistranded and 20 for thermoactivated archwires. After 8 weeks, the archwires were removed and impressions for study casts were taken again. Using a 3D digitization technique of defined anatomical points on the study cast crowns, a Dental irregularity Index (Dll) was created for each study cast. The difference between Dll before and after the archwire insertion expressed the aligning effect of the wires. ANOVA tests were employed to evaluate the anatomical point approximation (positive Dll) and separation (negative Dll), for each area of the dental arches: upper and lower whole arch and anterior arch. Results showed no significant difference between the different archwires.

초탄성/점탄성재료를 이용한 충격완충장치 유한요소해석

이춘우(Choon-Woo Lee),김인걸(In-Gul Kim) 한국항공우주학회 2016 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.4

Strain smoothing 기법을 이용한 비압축성 초탄성물질의 동적해석

이창계(Lee, Changkye),김동건(Kim, Dong-Keon),Zeike A. Taylor 대한건축학회 2017 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.37 No.1

This work aims to propose the nonlinear dynamic analysis using the strain the smoothing approach. Lower-order triangular and tetrahedral elements are widely used since complex geometries can be easily generated. However, such elements often face the over-estimation of stiffness (often called locking) when problems are involved non-linear large deformations, and they also suffer from severely distorted meshes. In this paper, we introduce the strain-smoothed approach (or smoothed finite element method) to handle such weaknesses of linear triangular and tetrahedral elements, and propose the strain-smoothed explicit dynamic analysis algorithm. Numerical tests show following results: the proposed algorithm efficiently avoids deleterious locking, and at the same lever of accuracy strain-smoothing requires less number of elements than FEM.

난연 폴리우레탄폼을 이용한 철도차량용 다기능 패널의 강도 해석

장홍래(Jang Hong Lae),권태순(Kwon Tae Soon),박원희(Park Won Hee),이덕희(Lee Duck hee),김성룡(Kim Sung Ryong),배영한(Bae Young Han) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.6

최근 철도차량의 고속화 및 이용객의 기대수준이 높아짐에 따라 높은 난연성으로 승객의 안전을 보호하고, 뛰어난 단열효과로 차량에너지효율을 높임과 동시에 차음성능의 개선을 통해 객실 내 승객의 쾌적성을 향상시킬 수 있는 철도차량용 다기능 내장패널의 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 단열 및 차음효과가 높은 연질 폴리우레탄폼 재료를 심재로 이용하는 철도차량용 다기능 패널에 대해 소개한다. 난연성을 보완하기 위해 난연재의 후함침을 통해서 난연 폴리우레탄폼을 제조하고, 철도차량 내장패널 적용가능성을 살펴보기 위해 강도 해석을 수행하였다. 재료시험결과에 기반한 초탄성재료 모델을 이용하여 비선형 유한요소 해석을 수행하였으며, 다양한 다른 폼 심재와 비교 분석하였다. Recently, development of multi-functional interior panels for application to rolling stocks including flame resistant, heat and sound insulation properties is required to provide comfort and convenience for passengers. In this research we introduced new interior panels including flame resisting polyurethane (FR-PU) foam core and performed strength analysis of the panels for application to rolling stocks. To obtain flame resistant properties in PU foam, we impregnated the PU foam with flame retardants so that the FR-PU foam specimens are fabricated. Mechanical behaviours of the panels under the compressive and bending loads are studied by using finite element analysis where a hyperelastic model fitted from test data is considered. The results are compared to the various commercial foam core materials to study the applicability of the FR-PU foam core sandwich panel.

다양한 충돌 속도에 따른 초탄성 충격 프로그래머의 거동 방정식의 매개변수에 대한 연구

양태호(Tae-Ho Yang),이영신(Young-Shin Lee),김태형(Tae-Hyeong Kim),설창원(Chang-Won Shul),양명석(Myung-Seog Yang),구형욱(Hyung-Wook Koo),이규섭(Gyu-Sub Lee) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.11

The structure was needed to generate the shock wave with various shapes in the shock test. The structure mounted between the impactor and testbed was called “ Shock programmer”. Various material was used as the material of the shock programmer. In this paper, hyperelastic material was mainly used as the material of the shock programmer. Stress-strain curve of hyperelastic material was different under the velocity of the impactor. To obtain the S-S curve of the hyperelastic material , the small shock test was performed. The shape of the programmer was cylindrical type. The radius and height of the programmer was 150 mm and 100 mm. The velocity of the impactor was 4, 8, 12 m/s. Using the S-S curve of the hyperelastic material in the programmer under various velocities of the impactor, the parameter of the presented constitutive equation was calculated. The comparison on the characteristics of the hyperelastic material under various velocities of the impactor was performed.