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각종 지대주 및 고정체 종류에 따른 골유착성 임플랜트의 응력 분포에 관한 삼차원 유한요소분석적 연구 (A three-dimensional finite element analysis of osseointegrated implant on stress distribution in different abutment designs and fixture diameters)

  • 권호범;김창회;김영수
    • 대한치과보철학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.699-721
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    • 1996
  • 브로네마르크가 골유착성 임플랜트를 소개한 이래로, 현재 골유착성 임플랜트에 의한 치료는 안전하고 안정적인 방법으로 여겨지고 있다. 골유착성 임플랜트를 이용한 초기의 치료는 무치악 환자의 저작기능 회복에 중점을 두어 왔다. 그러나 현재는 환자와 시대의 요구에 따라서 심미성이 주요한 관심사가 되었다. 그래서 표준 지대주보다 더 심미적인 지대주 시스템들이 개발되었다. 다양한 직경의 임플랜트 고정체에 관한 임상가들의 요구에 의해 직경 이 큰 고정체가 생산되기 시작했으며, 5mm의 직경을 갖는 고정체가 그 예이다. 골유착성 임플랜트를 사용하여 보철치료를 할 때, 골과 고정체의 계면은 보철물과 지대주에 가해지는 교합력을 인접골에 전달하게 되며, 이것은 계면에 생물학적인 반응을 야기할 수 있다. 임플랜트의 형태는 골흡수와 같은 바람직하지 않은 반응을 일으키지 않도록 고안되어야 하며, 임플랜트 자체가 교합력을 견딜 수 있어야 한다. 그러므로 골유착성 임플랜트 시스템을 임상에 사용하려고 할 때 이것의 생역학적 분석은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 삼차원 유한요소분석적 방법을 사용하여 3.75mm직경을 갖는 고정체에 표준 지대주, 이세티콘 지대주, 마이러스콘 지대주를 연결한 모델과 5mm 직경을 갖는 고정체에 표준 지대주를 연결한 모델에 각각 수직하중, 경사하중, 수평하중을 가했을 때의 응력분포를 비교하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 모든 모델에서 금나사의 경부, 금원주, 지대주에 응력의 집중이 일어났다. 2. 임플랜트 고정체에서는 고정체 상방 2/3, 그리고 지대주와 접촉하는 고정체 상면에서 응력의 집중이 관찰되었다. 3. 골에서는 상부 피질골에 응력의 집중이 관찰되었으며, 해면골에서는 두드러진 응력의 집중을 보인 부위는 없었으나 고정체의 근단부 주위 해면골에서의 응력값이 비교적 높았다. 4. 5mm 직경의 고정체를 사용하지 않은 모델 중에서, 표준 지대주를 사용한 경우가 가장 응력분산에 유리하였으며 마이러스콘 지대주를 사용한 경우가 가장 불리하였다. 5. 3가지 하중 조건하에서 수평하중과 경사하중의 경우가 수직하중의 경우보다 더 높은 응력값이 관찰되었다. 6. 응력값은 골에서보다 임플랜트 내부에서 훨씬 높았다.

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차량 이동하중 해석에 의한 강합성 사장교 케이블의 충격계수 평가 (Evaluation of Cable Impact Factor by Moving Vehicle Load Analysis in Steel Composite Cable-Stayed Bridges)

  • 박용명;박재봉;김동현;최병호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.199-210
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    • 2011
  • 사장교의 케이블은 타 부재에 비해 단면적이 매우 작고 고응력 상태이므로 진동에 매우 민감한 부재이다. 따라서 사장교 케이블의 충격계수는 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 반영하여 평가하는 것이 합리적이다. 이에 본 연구에서는 차량 중량, 케이블 모델, 노면조도, 차량속도 및 차량간격의 설계변수를 고려하여 중앙경간 230m 및 540m의 강합성 사장교를 대상으로 차량 이동하중 해석을 수행하여 케이블의 충격계수를 평가하고, 현재 실무에서 사용되고 있는 영향선을 이용한 방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 생성 회수에 따른 케이블 충격계수의 수렴 추이를 분석함으로써 결과의 신뢰도를 확보하였다. 또한, 차량모델은 9-자유도를 갖는 트랙터-트레일러 형식의 트럭 모델을 적용하였으며 차량의 운동방정식은 Lagrange운동방정식으로부터 유도하였다. 해석 대상 교량은 3차원 유한요소모델로 구축하였으며 보강형과 주탑은 보요소, 케이블은 등가탄성계수를 갖는 트러스요소를 사용하였다. 이동하중으로 인한 교량-차량 상호작용 해석에는 직접적분법을 사용하였으며, 교량의 변위 오차율이 허용 범위 내에 수렴될 때까지 반복 해석을 수행하였다. 그 결과, 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 고려하지 못하는 영향선 기법은 차량 이동하중 해석에 비해 측경간 단부 케이블의 충격계수를 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다.

Winkler형 지반위에 놓인 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중 해석 (Free Vibrations and Buckling Loads of Beam-Columns on Winkler-Type Foundations)

  • 정진섭;이병구;오상진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.251-258
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    • 1993
  • 이 논문은 Winkler형 지반위에 놓인 보-기둥의 자유진동 및 좌굴하중 해석에 관한 연구이다. 축하중을 받는 탄성지반위에 놓인 보-기둥이 자유진동할 때 보-기둥 미소요소에 작용하는 힘들의 동적평형방정식으로부터 지배 미분방정식을 유도하였으며, 물리적인 특성관계를 이용하여 탄성지반위에 놓인 보-기둥의 좌굴을 지배하는 미분방정식을 직접 유동하였다. 유도된 미분방정식은 수치해석기법인 Runge-Kutta method와 행렬값 탐사법을 이용하여 해석하였다. 실제의 수치예에서는 양단회전 및 양단고정의 단부조건에 대하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 지반탄성계수 관계, 무차원 좌굴하중과 지반탄성계수 관계 및 축하중과 무차원 고유진동수 관계를 그림에 나타내었으며, 탄성지지구간의 변화에 따른 고유진동수 및 좌굴하중 변화를 고찰하였다. 또한 3구간으로 나누어지는 비균질 지반위에 놓인 보-기둥의 축하중과 고유진동수 관계를 고찰하였으며 이에 대한 진동형을 그림에 나타내었다.

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복합 적층 박판의 열응력 파손에 대한 진동 활용 비파괴평가 (Vibration-Based Nondestructive Evaluation of Thermal Stress-Induced Damage in Thin Composite Laminates)

  • 이성혁;최낙삼;이정기
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.347-355
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    • 1999
  • 두께 1mm의 얇은 복합적층판의 자유경계단부에서 열응력으로 인해 발생하는 미세손상을 진동거동과 관련된 비파괴평가의 가능성을 연구하였다. 유한요소 열응력해석을 통해 예상되는 손상발생영역을 초음파 C-스캔과 광학현미경을 이용하여 관찰하였다. 사인 스웝시험을 이용한 적증보 시험편의 횡진동 해석결과, 미세한 내부손상으로 인해 고유주파수가 확실히 감소하였으며 감쇠비도 상당히 증가하였다. 길이가 짧은 적층보 시험편과 2차 모드의 공진주파수를 이용하여 얇은 적층판에서 열응력으로 유기된 미세손상을 매우 민감하게 평가할 수 있음을 알았다.

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크로소이드 완화곡선을 갖는 수평 곡선보의 자유진동 (Free Vibration of Horizontally Curved Beams with Clothoid Transient Curve)

  • 이병구;진태기;이태은
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.189-195
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    • 2002
  • 이 논문은 크로소이드 완화곡선을 갖는 수평 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 곡선보가 진동할 때 부재의 미소요소에 발생하는 합응력과 관성력에 대한 동적 평형방정식을 이용하여 변화곡률을 갖는 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 무차원 상미분방정식과 단부조건에 대한 무차원 경계조건을 유도하였다. 유도된 미분방정식을 크로소이드 완화 곡선을 갖는 수평 곡선보에 적용하여 회전-회전 및 고정-고정 보의 고유진동수 및 변위와 합응력의 진동형을 산출하였다. 구조해석용 범용프로그램인 ADINA와 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였으며, 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 곡선보의 변수들 사이의 관계를 표 및 그림에 나타내었다.

리브 보강된 SC구조 벽-바닥 접합부의 거동 및 내력 평가 (Behavior and Strength of Rib Stiffened SC Wall-slab Connection)

  • 박정학
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.349-359
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    • 2014
  • 강판콘크리트(SC)구조 벽-바닥접합부는 표면 강판에 의해 콘크리트가 나뉘게 되며 이 때문에 바닥 단부의 응력 전달기구가 RC구조의 것과 다를 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 리브가 부착된 SC구조 벽-바닥 실험체의 거동 및 내력평가를 수행하였다. 리브가 부착된 SC벽바닥 접합부의 접합성능을 확인하기위하여 7가지의 접합부 모형을 제작하고 단조 가력실험을 수행하여 구조내력 및 거동특성을 실험결과분석을 통해 고찰하였다. 제안식의 신뢰성을 확보하기위해 유한요소 해석을 수행하였다. 실험체 변수로는 가력지점, 마찰계수이며 이들의 영향에 대해 검토되었다. 실험체 파괴모드 분석을 통해 접합부 내력을 확인하였다. 제안식은 대부분 보수적인 값으로 확인되었다.

극저온 냉동기를 이용한 온도센서 교정시스템 개발 (Development of Temperature Sensor Calibration System Using Cryocooler)

  • 김명수;최연석;김동락
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권1호
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    • pp.87-93
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    • 2013
  • 극저온시스템에서는 측정하려는 온도의 범위, 온도센서의 형상 및 정확도 등을 고려하여 온도센서를 선택하여 사용한다. 이 중 온도센서의 정확도는 실험 신뢰성의 매우 중요한 요소이다. 극저온용 온도센서의 교정을 위해서 2단 극저온냉동기를 이용하여 시스템을 개발하였다. 극저온냉동기의 1단부에 열 차폐층을 설치하고 MLI(Multiple layer insulation)을 이용하여 외부로 부터의 열 침입을 최소화 하였다. 그리고 시간과 비용의 절약을 위해 동시에 다수의 온도센서를 교정하기 위한 센서홀더를 개발하여 20개 이상의 센서를 동시에 교정할 수 있도록 하였다. 또한 히터를 사용하여 온도조절을 통해 다양한 온도에서의 온도교정이 가능하도록 하였다. 본 논문에서는 온도센서 교정시스템의 설계 및 제작 그리고 대표적인 온도 교정 실험 결과를 소개한다.

수평으로 위치한 은단풍(Acer saccharinum L.) 유식물의 제1절간에 있어서 반응조직의 분화 (Differentiation of Reaction Tissues in the First Internode of Acer saccharinum L. Seedling Positioned Horizontally)

  • 강경덕
    • Journal of Plant Biology
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    • 제35권3호
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    • pp.211-217
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    • 1992
  • 본 연구는 중력자극에 대하여 식물체의 일기생장으로부터 이어지는 이기생장 중에 일어나는 생장 반응과 관련지어 유관속조직의 발생상의 변화를 규명하기 위하여, 은단풍 유식물의 제1절간이 수평 위치에서 생장하는 동안에 일어나는 반응조직의 발생과정을 연구하였다. 수평 위치에서 생장한 은단풍 유식물의 제1절간에서 장력재(교질섬유)의 발생과정은 점진적인 과정으로 나타났다. 수평으로 위치한 제1절간의 상부에서 장력재의 발생과정은 기부에서 정단부를 향해 구정적으로 일어났다. 장력재의 해부학적 특성 중 일부는 일기유관속에서도 나타나기 시작하여, 이기생장 전형적인 장력재가 나타나게 되므로 전형성층도 유관속형성층과 마찬가지로 중력에 대하여 반응하는 것으로 볼 수 있다. 이런점으로 보아 전형성층은 유곤속형성층과 동일 분열조직으로 보아야 할 것이다. 도관요소의 길이는 상부에서 길게 나타났고, 도관의 측면무늬에 있어서는 상부와 하부에서 모두 상생으로 차이가 없었다. 방사조직의 폭은 이열방사조직을 이루는 상부가 단열방사조직을 이루는 하부에 비하여 넓고, 높이도 상부에서 다소 높게 나타났다.

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회전식 nickel-titanium file을 이용한 유치의 근관치료 (ROOT CANAL TREATMENT ON PRIMARY TEETH USING NICKEL-TITANIUM NOTARY FILES)

  • 서주희;이광희;김대업;양계식
    • 대한소아치과학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.620-625
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    • 2001
  • 유치의 근관치료에서 치수절제술은 실활된 유치를 치열궁내에 유지하기 위해 치관과 근관부분의 괴사된 치수조직을 완전하게 제거하는 것을 말한다. 이 술식은 감염된 치수의 세균을감소시키는 것을 목적으로 하며, 다양하고 불규칙한 유치 근관의 형태가 주된 장애 요소로 작용한다. 더욱이 비협조적인 어린이의 경우에는 오랜 시간동안 정교한 시술을 하기가 곤란하다. 최근 들어 근관치료시에 회전식 기구를 이용하여 근관형성을 하는 장비들이 많이 개발되었으며 저속전기 모터에 회전식 NiTi file을 이용한 술식이 많이 사용되고 있다. 본 증례에서는 회전식 NiTi file과 전기모터를 이용하여 유구치의 근관치료를 시도하였다. 치수강을 개방하고 치관부 치수를 제거한 후 잠정적 작업장을 측정하였으며 적절한 NiTi file을 선택하여 잠정적 작업장까지 crown-down방법으로 점차적으로 형성하였다. 수용 file로 근단부 도달 및 성형을 하고 전체적인 마무리를 하여 Vitapex로 충전하여 양호한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.

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강우에 따른 콘크리트 덧씌우기 보수체의 단부 온도응력 해석 (End Stress Analysis of Overlaid Concrete Structures Subjected to Thermally Transient Condition by Rainfall)

  • 윤우헌
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.145-151
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    • 1998
  • 본 연구에서는 콘크리트 덧씌구기 보수체 손상의 주원인은 보수 모르타르와 기층 콘크리트 접촉면에서 발생되는 연직 응력, y, 으로 가정한 후 강우시 보수체의 온도변화에 따라서 이 응력의 크기를 조사하였다. 이 연직응력은 강우강도,보수 모르타르의 두께 및 종류를 변수로 하여 유한요소법을 사용하여 계산되었다. 강우강도는 강우빈도 nR= 1/a, 지속시간 tR=10min 및 60min을 가진 경우를 택하였으며, 보수층 두께, do,는 1, 2, 4, 10 cm 그리고 사용된 모르타트는 시멘트 모르타르(CM), 에폭시 시켄크 모르타르(ECM), 에폭시 모르타르(EM)의 세종류이었다. 본 연구결과 강우시 보수체 접촉면의 연직 인장응력 y 를 추정할 수 있는 공식이 유도되었다. 이 식을 이용하여 강우시 보수체의 온도변화로 인해 발생할 수 있는 접촉면의 파괴를 예방할 수 있는 보수재료의 성질 및 보수층의 두께가 결정될 수 있다.