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정현석,최창식 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.26 No.4
In this study, in order to improve the splice performance of mechanical couplers, two new mechanical couplers with different connection modes were developed with rebar(SD400). The stress analysis of mechanical couplers with two different connection modes was carried out. Uniaxial tensile tests were carried out with type of steel, connection mode and the slope length of internal fastener as variables to analyze the influence on the maximum tensile strength. Building upon this previous work, the specimens that met the code in uniaxial tensile test were fabricated and static loading test and cyclic loading test were performed on the basis of Korean code(KS D 0249). The results of this research are as follows; (1) The tensile strength of steel and the slope length of internal fasteners have a certain influence on the maximum tensile strength. (2) The connection mode has some influence on the stiffness, slip and stiffness reduction rate of the connecting rebars. The results verify the feasibility of the proposed enhanced mechanical coupler in the field. 본 연구에서는 기계식 커플러의 이음성능을 향상시키기 위해 다른 접합방식을 가진 두 가지의 새로운 커플러를 개발하였다. 두 가지 방식의 기계식 이음장치에 대하여 응력 해석을 수행하였다. 커플러의 재료특성, 접합방식, 내부 조임쇠의 경사길이를 변수로 최대 인장강도의 영향성을 분석하기 위해 일축인장시험을 수행하였다. 일축인장시험결과를 만족하는 시험체를 대상으로 KS D 0249에 의거하여 정적내력시험 및 반복하중 시험을 수행하였다. 이에 대한 연구결과는 다음과 같다. (1) 커플러의 인장강도와 내부 조임쇠의 경사길이는 최대 인장강도에 영향을 끼친다. (2) 연결 방식에 따라 접합된 철근의 강성, 슬립량, 강성감소율에 영향이 있다. 연구결과는 새롭게 제안된 향상된 기계식 이음장치의 현장 적용에 대한 가능성을 검증하였다.
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1축 인장시험을 통한 커플러가 철근 연성도에 미치는 영향 평가
우태련,이종한,정진환,정치영 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.1
Recently, various reinforced concrete joints have been used in reinforced concrete structures. Therefore, it is important to grasp the tensile properties of the spliced rebar. In this study, uniaxial tensile tests were conducted on Grade 60 D22(#7), D29(#9), and two kinds of couplers manufactured according to ASTM A615 standard for evaluating ductility of coupler joints. The strain was measured using an image processing method more accurate and capable of measuring at various points freely. As the result of uniaxial tensile test, it was possible to calculate the stress-strain relationship and the longitudinal strain distribution according to the stress stages and it was founded that the average strain becomes lower as more occupying the coupler joint portions in the same gauge length. In addition, the empirical equations are proposed to account for the effect of the length of the coupler on the ultimate strain and the rupture strain. 최근 철근 콘크리트 구조물에 다양한 철근 이음이 사용되고 있다. 이에 따라 커플러 이음 철근의 인장 특성에 대한 파악이 중요해졌다. 본 연구에서는 커플러 이음 철근의 연성도에 대한 평가를 위하여 ASTM A615 기준에 따라 생산된 Grade 60 D22(#7), D29(#9), 그리고 두 종류의 커플러를 상대로 1축 인장시험을 수행하였다. 보다 정확하고 다양한 지점에서 자유로운 계측이 가능한 이미지 프로세싱 방법을 사용하여 변형률을 계측하였다. 1축 인장시험 결과, 응력-변형률 관계와 응력 단계별 종방향 변형률 분포를 산출할 수 있었고, 이를 통하여 동일한 표점거리 내에서 커플러 이음 부분이 많이 차지할수록 평균변형률이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 또한 커플러 이음철근의 극한거동 및 파단 시 변형률에 대한 평가를 통해 커플러의 길이에 대한 한계상태변형률과 파단변형률과의 상관관계를 정식화하였다.
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필렛효과에 따른 미세혈관 문합커플러(AnaFix<SUP>Ⓡ</SUP>) 마이크로핀의 응력재분포
지대원(Dae-Won Jee),김철웅(Cheol-Woong Kim) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
Automated anastomosis using the Microvascular Anastomotic Coupler System (MAC) have lately increased by overcoming disadvantages of conventional suturing technique. In this study, we also developed a new automated anastomotic coupler system, AnaFix<SUP>ⓡ</SUP>, with improvement of the predicate device. We found that the micro-sized pins, which could lead to optimal end-to-end anastomoses, were critical in designing the ring-pin system of the AnaFix<SUP>ⓡ</SUP>. Materials for micro-sized pins can be chosen among 316 Stainless Steel, Ti-6Al-7Nb, Ti-6Al-4V ELI, and Unalloyed Titanium which are biocompatible and equivalent with those of the predicate device. The pinheads are usually shaped like arrows to prevent failures of anastomosis as vessels are manually inserted into the pins and can easily fall out. In this study, the most ideal materials and shapes for the micro pins were suggested using the Finite Element Analysis (FEA) based on the conditions mentioned above. In particular, we evaluated stress redistribution with the effect of fillets and further observed damaged hardness or portion of the pins. The detailed projects performed in the study were as follows. 1) Effect of variations in pinheads' shape and diameter. 2) Deformation behavior of micro-pins produced by four different materials, 316 Stainless Steel, Ti-6Al-7Nb, Ti-6Al-4V ELI and Unalloyed Titanium. 3) Evaluation of stress concentration behavior and maximum load from the effects of fillets with four different conditions. As a result, we found the optimal condition in order to effectively redistribute stress concentration, which occurred on the notch of the rings during anastomosis, and increase allowable load by 2.3 times.
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필렛효과에 따른 미세혈관 문합커플러(AnaFix<SUP>Ⓡ</SUP>) 마이크로핀의 응력분포
지대원(Dae-Won Jee),김철웅(Cheol-Woong Kim) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集B Vol.35 No.11
기존 봉합사를 이용한 미세혈관수술의 단점을 개선한 기계식 미세혈관 문합시스템은 크게 문합링-핀 시스템 및 디바이스로 구분된다. 유한요소해석을 이용한 본 연구에서 문합링파트는 생체적합성과 사출성형 가공성이 우수한 High Density Polyethylene(HDPE)가 적용되었고, 마이크로핀은 SUS316, Ti-6Al-4Nb, Ti-6Al-4V, unalloyed titanium 이상 4가지 재료가 적용되었다. 미세혈관 문합링 마이크로핀의 fillet radius, neck length가 von Mises stress 변화에 미치는 영향을 평가하기 위해 Short Neck(SN)과 Long Neck(LN)으로 구분하고, 필렛이 존재하지 않는 경우(SN-1, LN-1)와 존재하는 경우(SN-2, SN-3, LN-2, LN-3)로 구분하였다. 필렛 유무와 형상에 대한 von Mises stress의 변화비인 Fillet Radius Rate(FRR)와 동일 필렛형상 내에서 neck 길이변화에 따른 von Mises stress의 변화비인 Neck Length Rate(NLR)의 결과를 종합해본 결과 SN-3의 마이크로핀 neck 형상이 가장 안전한 설계 형상임을 파악할 수 있었다. An automated anastomotic ring-pin system consisting of both the anastomotic ring-pin system and the coupler device has eliminated the drawbacks of the suture method. High density polyethylene (HDPE), a material with outstanding biocompatibility and injection molding capability, was used in the ring. SUS316 stainless steel, Ti-6Al-4Nb, Ti-6Al-4V, and unalloyed titanium were used in FEM simulations of the micropin. The authors categorized the microvascular anastomotic ring micropins into short neck (SN) and long neck (LN) groups in order to evaluate the effect of the micropin's fillet radius and neck length on the von Mises stress. The micropins were further divided into those with and without fillet. On the basis of the fillet radius rate (FRR), which represents the rate of change in the von Mises stress with respect to the availability and shape of the fillet, and the neck length rate (NLR), which represents the rate of change in the von Mises stress with respect to changes in the length of the neck within the fillet shape, it can be concluded that the SN-3 neck design is the most stable.
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