균질화기법을 적용하여 치과 임플란트 시스템에 대한 미세응력해석을 수행하였다. 균질화기법은 하악골내의 해면골과 같은 비균질 비등방성 구조체에 대한 물질모델을 설정하고 이를 이용하여 수치해석시 작은 계산량으로도 해면골조직의 미세단위까지의 응력해석을 가능케 하여준다. 균질화기법을 적용하여 계산된 해면골의 스트레스레벨은 기존의 방법으로 계산도니 수치보다 열배이상 높게 나타났는데, 이는 치과 임플란트 시스템의 응력상태에 대한 기존의 인식과 큰 차이를 보이고 있어 치과 임플란트 설계에 대한 전반적인 검토가 필요한 것으로 생각된다. 또한 균질화기법을 통하여 임플란트 시스템에 대한 측방력의 효과는 매우 크게 나타남을 확인할 수 있었고, 임플란트 시스템의 응력해석시 지나치게 단순화된 유한요소 모델을 사용함으로서 발생되는 오류가 지적되었다.
연구 목적: 이 연구는 임플란트 식립 시 미세나사가 변연골에 발생시키는 스트레인을 조사하여, 변연골의 골유착에 장애를 줄 수 있는 골의 과부하 영역 이 미세나사에 의해 확장되는 양태를 평가하였다. 연구 재료 및 방법: 3종의 임플란트 식립 모델을 삼차원적 유한 요소분석으로 실험하였다. 대조 모델은 미세나사가 없이 주나사만 있는 $4.1{\times}10$ mm 임플란트 (Submerged model, Dentis Co, Daegu, Korea), type I은 미세나사가 있는 straight body, type II는 미세나사가 있는 7% tapered body로 설정하였다. 임플란트가 치밀골을 통과하는 3,600 단계의 식립 과정이 모사되었다. 유한요소 해석에는PC용으로 출시된DEFORM$^{TM}$ 3D (ver 5, SFTC, Columbus, OH, USA)가 사용되었다 결과:임플란트 외벽으로부터 1 mm 이내의 변연골 스트레인 영역은 대조모델에서의 4000 ${\mu}$-strain 보다 높았다. Type I 임플란트의 경우 임플란트 외벽으로부터 1-1.5 mm 영역 이내의 인접골이 과부하 영역에 속하였고, type II 임플란트의 경우에는 2 mm 이상이었다. 결론: 미세나사의 유무와 몸체의 테이퍼 유무에 따라 변연골 스트레인은 직접적인 영향을 받았고 대조모델에 비해 경부 미세나사가 있는 type I 및 type II 임플란트의 식립 시 변연골의 과부하 영역이 월등히 컸다.
전주된 Invar (Fe-35%Ni) 박판 위에 증착된 Cu 박막은 스퍼터 전력량이 증가할수록 증착속도가 증가하였다. Cu/Invar 박판이 Invar 박판보다 면저항 값이 34%로 작았다. Invar 박판 위에 Cu가 증착되면 최대자화와 투자율은 각각 40.3, 65.0 [%] 감소하였다. Cu 박막의 탄성하강강성도, 마찰계수, 피로한계는 각각 45, 0.130, 0.093 이었다. 동적 나노 압침법으로 얻은 Invaar/Cu 박막의 하중-시간-변위 곡선의 가장 큰 차이는 탄성하강강성도(elastic stiffness) 이었다. 미세경도와 나노경도의 실험적 관계식은 $Y[GPa]=9.18{\times}10^{-3}X[Hv]$ 이었다. 나노압침선단의 하중분포를 이차원 선형 및 비선형 유한요소해석을 통하여 1.0 [mN] 의 정적하중을 가한 Cu 박막은 486 [mN] 으로 예측되었다. 이는 표면탐침현미경으로 관찰한 압흔의 변형정도와 유사한 경향을 보였다.
A micro fluid actuator driven by electromagnetic force at MEMS(Micro Electro Mechanical System) level has been designed. The operation of the actuator was simulated in three steps. First, fluid flow analysis has been performed to determine the actuator load. With the load, dynamic behavior of the actuator structure has been analysed. Finally, fluid-structure interaction analysis has been performed to predict the performance of the actuator. To avoid excessive amount of computation, axisymmetric and plane strain 2-D models were used.
일반적으로 전기자동차(Electric Vehicle, EV)의 배터리로는 리튬-이온 전지가 많이 사용된다. 리튬-이온 전지는 충전이 가능한 이차 전지의 일종으로 마이크로 스케일의 극판과 분리막이 반복하여 적층된 구조를 가지고 있다. 이와 같은 미세구조로 인해 상세해석모형을 적용하는 것은 지나치게 많은 비용이 소모되는 일이다. 본 연구에서는 리튬-이온 전지를 하나의 등가물성으로 나타내는 방법을 제시하고 있으며, 185.3Ah 전지와 20Ah 전지에 이를 적용하여 그 결과를 이전자료와 비교하고 있다. 또한 집중용량법을 적용한 계산 결과를 함께 제시하여 유한요소법(FEM)이나 유한체적법(FVM)의 사용 없이 손쉽게 전지의 열적 거동을 확인할 수 있는 방법을 제시하였다.
This study investigated the effect of ovariectomy (OVX) on the rat bone fur long term (22 weeks). In previous researches, there were many studies for morphology of OVX-induced osteoporotic bones based on micro-Computed Tomography (micro-CT). However, there were few studies fpr detecting and tracking changes of mechanical characteristics in the lumbar vertebrae of OVX rat fur long-term. For this study, one female Sprague-Dawley rat was used: an OVX rat. The 4th lumbar of the OVX rat was utilized as a specimen. Morphological characteristics could be investigated fur the lumbar vertebrae in an OVX rat by using in-vivo Micro-CT. An OVX rat was scanned at week 0 (just before surgery), at week 4, at week 8, at week 16 and at week 22 after surgery. Micro finite element $({\mu}FE)$ analysis was used to investigate mechanical characteristics in the lumbar vertebrae for an OVX rat.
콘크리트의 파괴진행영역은 콘크리트의 균열선단의 브리징영역과 미세균열영역으로 구성되는 비선형영역으로서 콘크리트의 파기거동을 지배한다. 파괴진행영역을 고려한 파괴역학은 콘크리트에 유용하게 적용될 수 있으며 파괴진행영역 모델의 개발은 콘크리트의 파괴현상을 규명하는데 매우 중요하다. 본 논문에서는 콘크리트의 균열진행을 해석하기 위하여 선형 인장 연화곡선을 사용한 Dugdale-Barenblatt형 모델로 콘크리트의 브리징영역을 모델링하였고 이를 이산균열방법을 사용하여 단지 요소경계면에 파괴진행영역을 발생시켜 유한요소 해석하는 방법과 요소내의 불연속 균열면을 도입한 균열요소를 사용함으로써 이산균열방법의 결점을 보완한 해석방법을 제시하였다. 또한 해석 예를 통해 균열진행해석에 사용된 유한요소모델을 검증하였다.
평직복합재료에 있어서 두께와 적층 위상각의 변화가 기계적 거동에 미치는 영향을 수치적으로 연구하였다. 일축인장하중은 중첩법에 의한 단위구조해석에 의하여 모사되었으며 효율적인 계산을 위하여 마크로 요소 후처리기법이 사용되었다. 인접한 층간 위상각을 가지며 적층된 유한두께 평직복합재료 단위구조에 대하여 등가탄성계수를 구하였으며 단위구조를 구성하는 섬유다발 미세구조의 상세응력 분포를 계산하였다. 단일층 및 무한두께 적층형상에 대해서도 계산이 수행되었으며 그 결과가 상호 비교되었다.
In the present investigation, it was attempted to design the rolling pass schedule fur a clean steel of 0.1C-1.5Mn-0.25Si with the objective of the austenite grain refinement. As the method of approach, a coupled mathematical modeling technique was proposed which consists of a recrystallization model and a flow stress modes. The validity of the coupled model was examined through comparison with results of continuous and discontinuous compression tests at various temperatures, strains and strain rates. The coupled model was incorporated with the finite element method to set up a systematic design methodology far the rolling path schedule for austenite grain refinement. Two path schedules were obtained and discussed in the paper with regard to rolling path time, average grain size, grain size deviation in thickness, etc.
Existing orthopedic implants such as pedicle screw and spinal cage were designed to fix the spinal structure. But, nowadays, physicians want to rehabilitate there original functions. To achieve this request, we studied micro-movable structure for interspinous. As a first step, we designed interspinous structure by 3D CAD to join each spinous processes. Next, we simulate it with various factors such as the thickness of micro-movement structure and the design of clip. At last, we performed static compressive test to satisfy the failure load of 339N and dynamic endurance test of 1.2M cycle. As a result, we developed interspinous implant and did several surgery to evaluated its satisfaction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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