Model on the Elastic Behavior of Spectacle Frame

안경테 및 의료용구에 관한 연구 - 안경테의 탄성해석에 관한 모델 -

Differential equations and their solutions were formulated to describe the deflection of both temples and front frames and the pressure exerted by them varying parameters such as elastic modulus, thickness, length, width and shape of crosssection. The effect of such parameters on the deflections of both temples and front frames was illustrated by plotting the solutions of the derived equations. Deflection of temples was found to be maximum where the cross section was diamond-shaped and to be minimum with the rectangular cross section while thickness and cross section area of temples remain constant. The effect of parameters consisting of front frame on the deflection of front frames are very similar to those on temples. The central deflection and pressure of front frame initiated by the temple decreases as the length of temple increases. Detailed analysis of stresses at various parts of the temple will help design custom made spectacle frame as well as most comfortable frames.

안경테의 temple 및 front frame의 탄성율, 길이, 두께, 폭 등의 변화에 따른 temple 및 front frame의 변형과 이들에 작용하는 힘(압력)을 예측할 수 있는 미분방정식을 수립하였으며 그 해에 따라 이러한 제반 변수들이 temple 및 front frame의 변형과 작용하는 힘(압력)에 미치는 영향을 모사하였다. 단면적 및 두께가 일정한 temple의 변형은 단면의 형상에 따라 차이를 보였으며 단면이 마름모일 때 최대, 직사각형일 때 최소값을 나타내었다. Front frame의 구성 요소들이 frame의 변형에 미치는 영향은 temple의 경우와 유사하며 특히 temple에 의해 front frame이 변형을 일으키는 경우 최대변형은 temple의 길이가 길어질수록 감소하며 또한 중심부에 작용하는 압력도 감소한다. 또한 temple의 변형을 일정하게 유지하는 경우 front frame의 길이가 증가할수록 그 변형도 증가하는 것을 알 수 있었다. 안경테의 재질, 구조변화에 따른 테의 각 부분(부품)들에 작용하는 stress를 정확히 해석함으로서 주문형 안경테나 착용감이 뛰어난 안경테의 디자인에 응용이 가능할 것으로 생각된다.