• 구강회복응용과학지
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• 제35권3호
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• pp.132-142
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• 2019

목적: 본 유한요소해석적 연구는 새로운 Lock screw 시스템을 소개하고 그 역학적 특성을 분석하여 Lock screw가 지대주 나사 풀림을 방지할 수 있는지 알아보려고 한다. 연구 재료 및 방법: Lock screw는 임플란트 지대주 내부에 체결하여 지대주 나사 두부에 압축력을 가하는 장치이다. 그 효과를 알아보기 위해 CAD 프로그램을 이용하여 모델링을 하였고, 이를 다양한 하중조건 하에서 유한요소해석법을 이용해 분석하였다. 우선 지대주 나사의 조임회전력에 따른 전하중을 측정하고 이론 값과 비교하여 해석모델을 검증하였다. 검증된 해석 모델을 외부 하중이 없는 것과 178 N을 부여한 것으로 나누어 Lock screw의 조임회전력을 각각 10, 20, 30 Ncm으로 변화시켰고, 이때 임플란트 구성요소의 응력 분포가 어떠한 특성을 보이는지 살펴보았다. 결과: 여러 하중조건 하에서 Lock screw의 사용은 임플란트 구성요소의 항복강도를 넘어서는 등가응력을 발생시키지 않았다. 또한 지대주-지대주 나사 계면에서 축방향 하중의 증가를 보였다. 결론: Lock screw의 사용은 임플란트 구성요소에 과도한 응력을 가하지 않으며, 지대주-지대주 나사 계면의 마찰력을 증가시켜 지대주 나사 풀림을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.164-173
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• 2009

연구 목적: 심미적 장점을 지닌 지르코니아 지대주와 금속 지대주 사이에 반복 하중 전, 후의 풀림 회전력을 비교하여 지대주 재질에 따른 나사 안정성에 차이가 있는지를 비교 분석해 보고자 하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 실험군은 크게 외측 연결 구조(US II, Osstem Implant, Korea)와 내측 연결 구조(GS II, Osstem Implant, Korea)의 임플란트 시스템을 두 군으로 나누었다. 각각의 군에서 지르코니아 지대주군와 금속 지대주군으로 나누어 실험하였다. 각군당5개씩의 시편을 제작하였다. 임플란트 고정체를 별도 제작된 지그에 고정시킨다. 디지털 토크게이지를 이용하여 30 Ncm의 조임 회전력을 가하고 10분 후 동일 조임 회전력을 한번 더 적용하였다. 다음 각 지대주 나사의 초기 풀림 회전력을 디지털 토크게이지로 측정하였다. 동일 시편을 다시 30 Ncm의 조임 회전력을 가하여 체결한 후, 유압식 동적 재료시험기(Instron, USA)에 임플란트 매식체를 치과용 임플란트 피로시험에 관한 ISO/FPIS 14801:2003(E)규정을 참고하여 고정시켰다. 최소 하중은 10 N, 최대 하중은 250 N의 sine형 반복 하중을 $30^{\circ}$의 경사각도로, 하중 주기는 14 Hz로, 100만 회의 반복 하중을 적용한 후 풀림 회전력을 측정하였다. 결과: 1. 모든 시스템에서 지대주 나사의 풀림 회전력이 조임 회전력 보다 감소하였으나, 나사 풀림 현상은 나타나지 않았다. 2. 반복 하중 전과 후의 나사 풀림 회전력은 두 임플란트 시스템 모두에서 지르코니아 지대주가 금속 지대주보다 더 컸다(P<.05). 3. 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 두 임플란트 시스템 모두에서 지르코니아 지대주와 금속 지대주가 차이가 없는 것으로 나타났다(P>.05). 4. 금속 지대주에서 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 내측 연결 형태의 GS II 시스템이 외측 연결형태의 US II 시스템보다 작았다(P<.05). 5. 지르코니아 지대주에서는 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 두 임플란트 시스템 간에 차이가 없는 것으로 나타났다(P>.05). 결론: 본 실험을 통해 100만회 반복 하중 하에서 지르코니아 지대주가 금속 지대주에 비해 나사 결합부 안정성이 더 크다는 결론을 내릴 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.103-112
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• 2005

본 연구에서는 과거 붕괴사고로 인해 큰 사회적 이슈가 되었고 현재 확장공사가 진행 중인 성수대교를 대상 구조물로 하여 시공중 계측을 통한 각 시공단계별 안정성을 확인하였다. 그 결과, 앵커리지 트러스와 서스펜디드 트러스 가설단계별로 측정된 계측값은 구조해석값의 60~110%이고, 선하중 재하에 의해 부재에 발생하는 응력이 해석값과 유사하게 나타났으므로 각각의 부재는 충분한 강성을 가지고 있고 시공 상태도 양호한 것으로 판단되었다. 기존부와 확장부 간의 일체화 여부를 파악하기 위하여 실시한 진동변위 측정 결과, 기존부와 확장부는 횡방향 부재 및 스웨이 브레이싱의 볼트체결로 인해 일체화 된 것으로 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.337-342
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• 2011

매우 큰 편심하중을 지지하면서 상하로 수직위치를 제어하는 의료용 리프트 칼럼은 수직위치의 정확도를 확보하기 위해 매우 낮은 구조적 변형과 진동은 물론 높은 피로강도가 요구된다. 리프트 칼럼은 일반적으로 3단 슬라이딩 붐구조로 유도전동기로 작동되며, 상하운동에 따라 변동응력을 나타낸다. 본 연구에서는 리프트 칼럼의 상하운동으로 야기되는 변동응력에 따른 피로강도를 수치해석적으로 예측하였다. 한 주기 상하운동에 따른 응력변동은 유한요소해석으로 구하였으며, 피로수명은 Palmgren-miner기법과 재료의 S-N선도를 적용하여 예측하였다. 수치해석의 신뢰성을 확보하기 위하여 리프트 칼럼의 상세형상과 체결부위을 반영한 3차원 FEM모델을 생성하였으며, 칼럼과 패드사이 계면은 접촉조건으로 처리하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.40-51
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• 2015

콘크리트 구조물에서는 인장응력에 대한 저항과 콘크리트내의 하중전달을 위한 철근이음이 고려되어야 한다. 현재 사용되고 있는 철근의 이음방법으로는 전통적으로 사용되는 겹침이음과 함께 채움금속이음을 갖는 슬리브이음과 전조 평행나사 이음과 같은 기계적 철근연결방법 등이 사용되고 있다. 본 연구는 기존에 사용되고 있는 기계적 철근 이음의 시공성과 구조적 성능을 개선하기 위하여 전조 변단면 철근이음을 제안하고 이를 적용한 철근의 구조성능과 파괴거동을 평가하기 위하여 철근연결 종류 및 체결 특성을 고려한 인장강도 실험과 휨하중 실험을 실시하였다. 이를 통하여 제안된 전조 변단면 이음을 적용한 철근의 인장강도 및 휨성능을 비교 평가하였다. 본 연구결과 전조변단면 이음을 적용한 철근이 이음이 없는 철근과 비교하여 동일한 구조성능을 가지는 것으로 나타나 철근콘크리트 구조물의 철근 이음을 위하여 사용할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.6967-6972
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• 2014

기계적 체결 방식으로 볼트와 너트를 이용한 결합 방식과 리벳이나 핀이 널리 사용되고 있다. 압입 방식은 다른 생산방법에 비하여 쉽게 가공 가능하며 재료의 인성이 우수하다. 하지만 실제적으로 압입방식으로 생산하는 과정에서 균열이 발생될 수 있는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 CATIA 프로그램을 이용하여 핀이 PCB 판으로 들어가고 나가는 두 가지 경우의 모델을 만들고 ANSYS 프로그램을 이용하여 유한요소 해석을 수행하였다. Case 1 및 2의 경우에 핀이 PCB판에 들어갈 때, PCB판에서 작용되는 최대 하중은 각각 79.708N과 90.277N이다. 그리고 Case 1 및 2의 경우에, PCB판이 Pin에서 빠져나올 때의 최대 하중은 각각 63.783N과 33. 75N으로 각각 나타났다. 본 연구의 결과를 실제 압입 공정의 설계에 응용한다면 그 파손방지 및 내구성을 평가하는 데에 활용이 클 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.99-108
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• 2015

상하부 스플릿 T 접합부를 이용한 스마트 CFT 기둥-보 접합부는 긴결재의 직경과 체결력, 스플릿 T 형강의 기하학적 형상, 재료적 물성 특성 등의 변화에 의하여 상이한 거동특성을 나타낸다. 본 논문은 반복하중을 받는 상 하부 스플릿 T 접합부의 구조적 거동에 대해 체계적으로 수행된 3차원 비선형 유한요소 해석으로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 이러한 상 하부 스플릿 T 접합부는 CFT 합성골조의 변위복원 및 충분한 에너지 소산 능력을 확보하기 위하여 초탄성 성질을 갖는 형상기억합금(SMA)과 강으로 제작된 봉과 T-stub가 적용된다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 T-stub의 두께 및 게이지 거리로 상 하부 스플릿 T 접합부의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.985-988
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• 2008

자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자 기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 프리캐스트 바닥판과 체일 체결구조의 구조안전성 검토를 목적으로 실대형 요소실험체를 제작, 이들 실험체의 사용하중 상태 및 극한하중 상태의 정적성능평가 실험을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.37-44
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• 2019

스카프 접착 조인트를 마이크로 볼트로 보강하였을 때, 볼트의 보강효과를 얻을 수 있는지를 시험으로 연구하였다. 스카프 형상에 따른 조인트 보강효과를 확인하기 위해 3가지 스카프비(1/10, 1/20, 1/30)를 고려하였다. 접착면적에 따른 핀의 밀도를 동일하게 유지하기 위해, 1/10, 1/20, 1/30 스카프비를 가지는 조인트에 각각 16, 32, 48개의 볼트를 보강하였다. 기준값을 획득하기 위해 접착제로만 체결된 조인트와 마이크로 볼트만 사용한 조인트에 대한 시험도 수행하였다. 시험 결과 접착제만 적용한 경우, 각 스카프비(1/10, 1/20, 1/30)에 따른 파손하중은 29.7, 39.6, 44.8 kN로 나타났다. 마이크로 볼트로 보강한 경우 파손하중은 스카프비에 따라 각각 28.4, 37.2, 40.1 kN으로 나타났는데, 순수 접착 조인트 파손하중의 96, 94, 90%에 해당한다. 마이크로 볼트만 사용한 경우, 파손하중은 접착 조인트 인장강도의 13-25%에 불과하였다. 스카프비 1/10 조인트의 피로시험 결과 접착제와 볼트를 동시에 사용한 하이브리드 조인트의 피로강도가 접착제만 사용한 경우의 피로강도보다 증가하였지만, 증가율은 2-3%로 미미하였다. 본 연구를 통해 박리응력이 파손의 주원인이 되는 구조물에서와 달리, 전단응력이 파손의 주원인이 되는 스카프 조인트의 경우 마이크로 볼트의 보강효과는 나타나지 않는 것을 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제51권4호
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• pp.315-322
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• 2013

연구 목적: 내측연결형 임플란트와 지대주의 연결체에 반복하중을 부여하였을 때 수직 침하를 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 외측연결형 임플란트와 내측연결형 임플란트에 세 종류의 시멘트유지형 지대주를 각각 장착하였다. 즉, 외측연결형 지대주(Ext 그룹), 내측연결형 1-piece 지대주(Int-1 그룹), 내측연결형 2-piece 지대주(Int-2 그룹)를 사용하였으며, 각 그룹마다 7개의 시편을 준비하였다. 임플란트-지대주 연결체에 수직하중을 적용하기 위하여 임플란트 받침대에 고정한 후, 4 Hz의 빈도로 $150{\pm}10N$의 반복하중을 가하였다. 수직침하량은 0, 5, 10, 50, 100, 1,000, 5,000, 10,000회의 반복하중 후에 각각 측정하였다. 반복측정분산분석(RM-ANOVA)를 이용하여 반복하중의 영향을 분석하였으며, 패턴변화를 관찰하기 위하여 선형혼합모형(linear mixed model)을 사용하였다. 유의수준은5% 로 설정하였다. 결과: 10,000회 반복하중 후 수직침하량은, Ext 그룹에서 $0.714{\pm}0.488{\mu}m$, Int-1그룹에서 $5.286{\pm}1.604{\mu}m$, Int-2 그룹에서 $11.429{\pm}1.902{\mu}m$를 나타내었다. 패턴분석에서는, Int-1 그룹 및 Int-2 그룹에서 지속적인 수직침하가 관찰되었으며, Ext그룹에서는 수직침하현상이 관찰되지 않았다. 결론:10,000회 반복하중 후의 선형혼합모형을 통한 분석에서, Ext그룹은 수직침하현상을 보이지 않았으나, Int-1 및 Int-2 그룹은 지속적인 수직침하현상을 나타내었다. 또한, Int-2그룹에서 Int-1그룹보다 더 많은 수직침하량이 관찰되었다.