• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.47 no.1
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• pp.70-81
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• 2009

Statement of problem: The position and length of cantilever influence on the stress distribution of implants, superstructure and bone. In edentulous mandible, implant-supported cantilever prostheses that based 4 or 6 implants between mental foramens has been attempted. Excessive bite force loaded at cantilever prosthesis causes bone resorption and breakage of superstructure prosthesis around posterior implants. To complement the cantilever length of conventional prosthesis, In 1992, (McCartney) introduced "cantilever-rest-implant" and Malo reported "All-on-Four" in 2003. Purpose: Analyze and compare the stress distribution of conventional cantilever prostheses with rest implant and All-on-$Four^{TM}$ implant prostheses. Material and method: The external loads(300 N vertically, 75 N horizontally) are applied to first molar area. The stress value, stress distribution and aspect of stress dispersion are analyzed by three-dimensional finite element analysis program, ANSYS ver. 10.0. Results: 1. The rest implant and "All-on-Four" implant system are superior to conventional cantilever prostheses to reduce stress on the bone and the superstructure around implants. 2. The rest implant was of the greatest advantage to stress distribution on bone, implant and superstructure. 3. With same number of implants, distally tilted implants are preferred to conventional cantilever prostheses for reducing the length of cantilever.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.37 no.2
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• pp.269-288
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• 1999

현재 골 유착성 임플랜트는 안전하고 유용한 보철 수복 분야의 하나로 자리잡아 가고있다. 과거 완전 무치악 환자에게 있어서 저작 기능의 회복이란 면에 중점을 두었던 경향에서 현재 골유착 임플랜트의 높은 성공률에 의해 부문 무치악, 단일치 수복에 까지 다양하게 사용되고 있다. 특히 심미성과 인접치의 손상을 가하지 않는다는 면에서 단일치 수복에서 골유착 임플랜트 치료에 관심이 모아지고 있다. 단일치 수복에 있어서 심미성이 중요한 문제로 대두되면서 이런 수복에 사용될 수 있는 다양한 계통의 임플랜트들이 개발되어 사용되고 있다. 이중 가장 기본적인 Branemark 계통의 CeraOne 지대주, 최근에 개발된 전부도재 지대주인 CerAdapt 전부주조 지대주인 UCLA 계통등은 높은 성공률을 보이며 많이 사용되고 있다. 임상가들에 의해 나사유지형 보철물이 착탈성이란 관점에서 선호되고 있다. 시멘트유지형 보철물에서는 나사공이 없는 온전한 교합면을 유지한다는 면과 교합력을 받는 면적에 있어서 더 넓은 면을 가진다는 점등 더 많은 장점을 가진다고 주장하는 사람도 있다. 임상가들의 기호에 의해 선택되어지는 나사 유지형과 시멘트 유지형에 있어서 교합력이 야기하는 하중하에서 각각의 응력 분포를 분석할 필요성이 요구되었다. 이 연구는 단일치 수복에 사용되는 CeraOne, CerAdapt UCLA 계통에서 각각의 나사 유지형과 시멘트유지형에서의 응력분포를 삼차원 유한요소법으로 분석하고 상부 구조물에 가해지는 수직하중, 수평 하중, 경사 하중에 의해 야기되는 응력을 비교 분석한 것이다. 본 연구의 연구 결과는 다음과 같다. 1. CeraOne, CerAdapt, UCLA 지대주 모두 시멘트유지형보다 나사유지형에서 응력집중이 컸다. 2. CeraOne 시멘트유지형인 1번 모델에서 응력분산이 유리하였고, UCLA 나사 유지형인 6번 모델에서 가장 불리하였다. 3. 모든 모델에서 고정체 경부에서 가장 큰 응력 집중이 있었고 이것은 UCLA 지대주에서 가장 컸다. 4. 상부 구조물에서 주된 응력의 집중은 교합면에서 일어났다. 5. 골은 상부 피질골, 즉 고정체경부와 만나는 부위에서 가장 큰 응력의 집중이 일어났으며 수평, 경사 하중시 응력집중 양상은 힘을 가한 쪽의 반대쪽 고정체 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 6. 전체 모델과 골, 고정체 모두에서 수평 하중과 경사 하중시 보다는 수직 하중시 더 적은 응력값을 보였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.11
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• pp.1348-1358
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• 2004

The filling pattern and an adaptive grid refinement based on the finite element method and Eulerian mesh advancement approach have been developed to analyze incompressible transient viscous flow with free surfaces. The governing equation fur flow analysis is Navier-Stokes equation including inertia and gravity effects. The mixed FE formulation and predictor-corrector method are used effectively for unsteady numerical simulation. The flow front surface and the volume inflow rate are calculated using the filling pattern technique to select an adequate pattern among seven filling patterns at each tetrahedral control volume. By adaptive grid refinement, the new flow field that renders better prediction in flow surface shape is generated and the velocity field at the flow front part is calculated more exactly. In this domain the elements in the surface region are made finer than those in the remaining regions for more efficient computation. The collapse of a water dam and the filling of a fluidity spiral have been analyzed. The numerical results have been in good agreement with the experimental results and the efficiency of the adaptive grid refinement and filling pattern techniques have been verified.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2004.10a
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• pp.151-154
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• 2004

A procedure of predicting mechanical properties of braided composites was developed. Mechanical behaviors of yams and resin in the composites were represented by elastoplastic constitutive relations. The mechanical properties of the hybrid braided composites were calculated using Method of cells and finite element method. Predictions of finite element method showed good agreement with experimental data but Method of cells predicted lower values than those of the experiment.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1997.03a
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• pp.244-248
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• 1997

In the rolling process, keeping the accuracy of the slab width is a very important problem. So the edge rolling is used with the plate rolling. But in the edge rolling, a local contraction of width, called "width necking", occurs in the top and tail portion of a slab and becomes the cause of crop loss. In this investigation, the three dimensional deformation behavior in the edge-plate rolling is simulated by rigid plastic FEM(PROLL). And the influence of the rolling condition on "width necking" and the accuracy of width is examined.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.21 no.1 s.73
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• pp.15-20
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• 2006

The finite element alternating method is a convenient and efficient method to analyze three-dimensional cracks embedded in an infinite or a finite body because the method has the property that the uncracked body and cracks can be modeled independently. In this paper the method was applied for fatigue crack growth simulation. A surface crack in a cylinder was considered as an initial crack and the crack configurations and stress intensity factors during the crack growth were obtained. In this paper the finite element alternating method proposed by Nikishkov, Park and Atluri was used after modification. In the method, as the required solution for a crack in an infinite body, the symmetric Galerkin boundary element method formulated by Li and Mear was used. And a crack was modeled as distribution of displacement discontinuities, and the governing equation was formulated as singularity-reduced integral equations.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.19 no.1
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• pp.38-43
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• 2004

Many analysis methods, including finite element method, have been suggested and used for assessing the integrity of cracked structures. In the paper, in order to analyze arbitrary three dimensional cracks, the finite element alternating method is extended. The crack is modeled by the symmetric Galerkin boundary element method as a distribution of displacement discontinuities, which is formulated as singularity-reduced integral equations. And the finite element method is used to calculate the stress values for the uncracked body only. Applied the proposed method to several example problems for planner cracks in finite bodies, the accuracy and efficiency of the method were demonstrated.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.34 no.4
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.9
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• pp.1041-1050
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• 2011

An elasto-plastic finite element method using the theory of strain gradient plasticity is proposed to evaluate the size dependency of structural plasticity that occurs when the configuration size decreases to micron scale. For this method, we suggest a low-order plane and three-dimensional displacement-based elements, eliminating the need for a high order, many degrees of freedom, a mixed element, or super elements, which have been considered necessary in previous researches. The proposed method can be performed in the framework of nonlinear incremental analysis in which plastic strains are calculated and averaged at nodes. These strains are then interpolated and differentiated for gradient calculation. We adopted a strain-gradient-hardening constitutive equation from the Taylor dislocation model, which requires the plastic strain gradient. The developed finite elements are tested numerically on the basis of typical size-effect problems such as micro-bending, micro-torsion, and micro-voids. With respect to the strain gradient plasticity, i.e., the size effects, the results obtained by using the proposed method, which are simple in their calculation, are in good agreement with the experimental results cited in previously published papers.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.47 no.1
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• pp.29-38
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• 2009

Statement of problem: A casting connection technique is widely used for repair, correction and addition to base metal framework. However, a casting connection technique may increase the risk of failure in clinical situations when high stresses exist. Purpose: The purpose of this study was to investigate the mechanical retentive groove design comparatively to increase the joint strength by using the three-dimensional finite element analysis model of a 3-unit fixed partial denture. Material and methods: Ten finite element models were constructed. (Model A: One retentive groove, Model B: Two retentive grooves, Model C: Three retentive grooves, Model D: Four retentive grooves, Model E: One horizontal groove and two vertical grooves, Model F: Two horizontal grooves and one vertical groove, Model G: One groove with the enlarged dimension, Model H: Two grooves with the enlarged dimension, Model I: One groove with the increased height, Model J: One groove with the increased width of base). The vertical force was applied to the mesial and the distal fossa to the casting connection of mandibular first molar. Results: The main factors, affecting joint strength of casting connection were both the retention between the primary cast and the secondary cast and the thickness of the primary cast remaining after preparing retentive groove. The increase of retentive force, according to the numbers and the dimension of retentive groove had an effect on distributing stress. However, in some cases, the increase of retentive force resulted in the increase of stress by reducing thickness of the primary cast in the connection area. Conclusion: The design of retentive groove that limits number of retentive groove for metal thickness and increases the depth of retentive groove for retention is highly recommended.