• 대한치과보철학회지
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• 제48권3호
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• pp.181-188
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• 2010

연구 목적: 내부연결형 임플란트 고정체에 연결 방식이 다른 4종류의 지대주를 연결하여 교합력을 가하였을 때 각 구조에 발생하는 응력의 차이를 비교하고, 이들 연결방식이 임플란트 주위조직의 응력분포에 미치는 영향을 3차원 유한요소법을 통하여 알아보고, 지대주의 선택 기준을 마련하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 고정체로는 직경 4 mm, 길이 11.5 mm의 SS-$III^{(R)}$ (Osstem, Korea)를 사용하였으며, 사용된 지대주는 각각, 모델 1에서 Solid abutment, 모델 2에서 Com-Octa abutment, 모델 3에서 ComOcta Gold abutment, 모델 4에서 Octa abutment를 사용하였고, 네 가지 하중조건으로 치관중심와 (central fossa)에 fixture 장축에 평행하게 점하중으로100N의 수직하중, 협측교두에 대하여 fixture 장축에 평행하게 점하중으로 100N 수직하중, 치관중심와에서 설측으로 100N의 $30^{\circ}$ 경사하중, 협측교두 (buccal cusp)에 치아의 바깥쪽에서 내측으로 100N의 $30^{\circ}$ 경사하중을 주었고 3G.Author (Plasso Tech, USA)를 이용하여 분석하였다. 결과: 1. 골조직에서는 모든 모델에서 하중조건에 관계없이 가장 큰 응력이 고정체 상부에 집중되었고, 고정체 하부에서는 근단 부위에서 응력 집중을 보였으며, 그 외의 부위에서는 큰 응력 집중은 보이지 않았다. 2. 고정체에서의 응력은 모든 모델에서 하중조건에 관계없이 neck 부위에서 최대의 양상을 보였다. 3. 응력은 골에서보다 임플란트 내부에서 훨씬 높았다. 4. 중심와에 수직하중인 하중조건 1에서 가장 낮은 응력이 관찰되었으며, 이 때의 응력집중 현상도 가장 적게 나타났다. 서로 다른 지대주에서 응력분포 양상을 살펴본 결과, 같은 고정체를 사용한 경우에 지대주의 연결 형태에 따른 골조직에서의 응력 분포의 차이는 없었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.365-375
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• 2009

연구목적: 임플란트 보철물의 유지형태 중 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 경우 나사 풀림력 등에 영향을 주는 임플란트 구성 성분의 응력에 관한 연구가 부족하였다. 임플란트 상부 보철물의 유지형태, 즉, 시멘트 유지와 나사 유지, 그리고 이 두 가지 유지형태가 서로 연결된 혼합형의 임플란트 보철물의 응력분산의 특징들을 3차원 유한요소분석법을 이용하여 비교하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 하악골에서 제1소구치 부위와 제1대구치 부위에 2개의 임플란트 (SS II, Osstem Co. Ltd., Seoul, Korea)를 식립한 가상의 3본 계속가공의치를 모델화하였다. 지대주 종류와 그 위치에 따라, 4가지 모형 군으로 나누어 실험하였다. 모형 1은제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 동일한 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 합착시킨 경우이고, 모형 2는 제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 나사 유지형 지대주인 Octa abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 나사로 고정시킨 경우이며, 모형 3은 제1대구치의 고정체에는 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment를 장착하고, 제1소구치에는 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 장착한 후 3본 계속가공의치를 각각 시멘트 합착 및 나사로 고정시킨 경우이다. 그리고 모형 4는 모형 3에서 각각 제1대구치 및 제1소구치의 지대주를 맞바꾼 후 3본 계속가공의치를 나사 및 시멘트로 고정시킨 경우로 나누었다. 평균저작압인 하중을 대구치 565 N과 소구치 288 N의 힘으로 설정하고 수직방향으로 중심와와 협측 교두정에, 그리고 $30^{\circ}$ 경사 하중을 협측 교두정 부위에 준 다음 골, 고정체, 지대주, 그리고 지대주 나사 등에 나타나는 von-Mises stress 양상을 평가하였다. 결과: 네 가지 모형 중 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 제1대구치와 제1소구치 부위에 사용한 모형 2가 전반적으로 가장 낮은 안정적인 응력 분포를 보였다. 네 가지 모형 모두 피질골 및 고정체에 미치는 응력 크기 및 분포는 거의 유사하며, 치조골에 작용하는 응력은 하중의 종류와 상관없이 주로 피질골에 집중되었다. 지대주, 지대주 나사, 그리고 보철물 나사 등에 미치는 응력 크기나 분포는 모형에 관계없이 나사 유지형인 경우가 시멘트 유지형인 경우에 비해 낮은 안정적인 값을 보였다. 제1대구치와 제1소구치의 상부 구조물의 차이에 의한 교호작용 (reciprocal action)은 상대적으로 약하였다. 모든 부위에서 중앙 수 직하중, 교두정 수직하중, 그리고 교두정 경사하중의 순으로 응력값이 증가하였다. 결론: 본 유한 요소실험의 한계내에서 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 임플란트 보철물은 시멘트 유지형만 사용하는 경우와 비교하여 주위에 더 큰 응력을 나타내지는 않았다. 이상적인 passive fit의 가정하에서 나사 유지형의 임플란트 보철물이 본체와 주위에 가장 작은 응력을 나타내었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.331-340
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• 2016

본 연구에서는 광폭 침목형 아스팔트콘크리트 궤도의 최적 도상 두께와 설계수명 결정을 위한 설계그래프를 개발하기 위하여, 주요 성능 파라미터로서 윤중 및 설계속도, 교통량 (MGT), 각층 재료 강성, 아스팔트콘크리트 도상 두께 등을 설정하였다. KTX 설계속도를 반영, 동적 할증계수를 고려한 준정적 윤중을 계산하고 이를 아스팔트콘크리트 궤도 상부에 재하시 아스팔트콘크리트 도상 하면에 발생하는 인장 변형률 및 흙노반 상면에서의 수직변형률을 ABAQUS프로그램을 활용하여 3차원 구조해석을 통해 산정하였다. 임의 성능 파라미터의 조합을 달리 구성하면서 임의 아스팔트콘크리트 궤도구조 단면에 대한 구조해석을 실시하였다. 계산된 아스팔트콘크리트 도상 하면 인장 변형률과 흙 노반상 수직 변형률을 손상이론에 적용하여 임의 궤도 단면구성과 성능 파라미터 조합 시에 기대할 수 있는 광폭 침목형 아스팔트콘크리트 궤도의 설계수명을 예측할 수 있는 설계그래프를 개발하였다. 이 설계그래프를 바탕으로 실무에서 간단히 설계 목적으로 활용할 수 있는 광폭 침목형 아스팔트콘크리트 궤도구조의 설계수명 50년에 대응하는 설계표를 개발하였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제32권1호
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• pp.69-79
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• 2007

이 연구의 목적은 쐐기형 비우식성 5등급와동을 복합레진으로 수복하기 전, 후에 과도한 교합력에 의한 응력분포 변화를 비교 연구하기 위함이었다. 발치된 상악 제 2소구치를 이용하여 쐐기형 비우식성 치경부병소를 가진 3차원 유한요소모형을 제작한 후 탄성계수가 서로 다른 혼합형 복합레진과 흐름성 복합레진으로 각각 충전하고 이때의 상아질 접착제의 두께는 $40{\mu}m$로 하였다. 협측교두와 설측교두에 500 N의 하중을 각각 가한 후 ANSYS 프로그램을 이용하여 주응력분석법으로 병소의 심부와 와동 수직병의 응력분포를 비교하여 다음과 같은 결과를 얻?B다. 1. 협측교두에 하중이 가해지면 병소에 압축응력이 나타나고, 설측교두에 가해지면 인장응력이 나타난다. 두 가지 하중에서 모두 병소의 근심 끝 부위와 인접한 백악법랑경계 그리고 병소의 심부에 응력이 집중되었다. 2. 응력의 집중을 보였던 병소의 금심부근과 심부는 수복 후 응력이 많이 감소하였으며 대신 다른 부위에서는 응력이 약간 증가하였다. 3. 병소의 근심부위와 심부는 흐름형 복합레진으로 수복하였을 때 보다 혼합형 복합레진으로 수복하였을 때 응력이 더 많이 감소하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.103-111
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• 2014

본 연구에서는 비선형 유한요소 해석 기법을 적용한 격납건물의 내압취약도 평가를 수행하였다. 대상 구조물은 국내 대표적인 가압경수로형 원전 격납건물 중 하나로 하였다. 비선형 극한내압 해석을 위해 대규모 개구부를 고려한 격납건물의 3차원 유한요소 모델을 도출하였다. 재료 특성 및 구조적 성능에 내포된 불확실성을 고려하기 위하여 각 변수들의 변동성에 대한 극한내압 성능의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 결과를 통해 확률론적 내압 취약도 평가를 위한 불확실성 변수 및 분포 특성을 도출하였다. 현재의 텐던 긴장력 상태를 고려하기 위하여 가동 중 검사 보고서에 기록된 텐던 긴장력 값을 중앙값으로 적용하였다. 누설(leak)과 파단(rupture)을 파괴모드로 정의하고, 각각에 대한 극한내압 취약도 평가를 위하여 한계상태를 정의하였다. 각 파괴모드에 대한 대상 격납건물의 내압취약도를 내압 성능 중앙값, 고신뢰도 저파괴확률 성능값, 신뢰도 수준에 따른 취약도 곡선을 통하여 제시하였다. 누설 및 파단 파괴모드에 대한 고신뢰도 저파괴확률값은 각각 0.7991 MPa, 0.8691 MPa로 평가되었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.125-135
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• 2009

연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제19권4호
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• pp.257-268
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• 2003

The purpose of this study was to assess the loading distributing characteristics of implant prosthesis according to position and direction of load, under vertical and inclined loading using FEA analysis. The finite element model was designed according to standard fixture (4.1mm restorative component x 11.5mm length). The crown for mandibular first molar was made using UCLA abutment. Each three-dimensional finite element model was created with the physical properties of the implant and surrounding bone. This study simulated loads of 200N at the central fossa in a vertical direction (loading condition A), 200N at the outside point of the central fossa with resin filling into screw hole in a vertical direction (loading condition B), 200N at the centric usp in a $15^{\circ}$ inward oblique direction (loading condition C), 200N at the in a $30^{\circ}$ inward oblique direction (loading condition D) or 200N at the centric cusp in a $30^{\circ}$ outward oblique direction (loading condition E) individually. Von Mises stresses were recorded and compared in the supporting bone, fixture, and abutment screw. The following results have been made based on this study: 1. Stresses were concentrated mainly at the ridge crest around implant in both vertical and oblique loading but stresses in the cancellous bone were low in both vertical and oblique loading. 2. Bending moments resulting from non-axial loading of dental implants caused stress concentrations on cortical bone. The magnitude of the stress was greater with the oblique loading than with the vertical loading. 3. An offset of the vertical occlusal force in the buccolingual direction relative to the implant axis gave rise to increased bending of the implant. 4. The relative positions of the resultant line of force from occlusal contact and the center of rotation seems to be more important. 5. The magnitude of the stress in the supporting bone, fixture and abutment screw was greater with the outward oblique loading than with the inward oblique loading and was the greatest under loading at the centric cusp in a $30^{\circ}$ outward oblique direction. Conclusively, this study provides evidence that bending moments resulting from non-axial loading of dental implants caused stress concentrations on cortical bone. But it seems to be more important that how long is the distance from center of rotation of the implant itself to the resultant line of force from occlusal contact(leverage). The goal of improving implants should be to avoid bending of the implant.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1115-1130
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• 2012

최근 원자로 압력용기 상부헤드 관통노즐 J-groove 용접부 주변에서 균열로 인한 냉각수 누출사고가 발행하고 있다. 이러한 사고의 원인은 용접에 의한 인장잔류응력, 농축된 붕산수 및 응력부식에 민감한 재료로 인한 일차수응력부식균열(PWSCC : primary water stress corrosion cracking)인 것으로 판명되었다. PWSCC 평가는 원자로 건전성 평가의 주요 관심사로서 용접에 의해 발생되는 잔류응력을 정확하게 예측함으로써 가능하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 국내 원자로의 일반적인 J-groove 용접부의 해석절차를 소개하고, 용접해석 관련 변수의 민감도 해석을 통해 잔류응력 예측기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 2 차원 및 3 차원 요한요소해석 방법을 바탕으로 변수 민감도 해석을 수행하였으며, 기존 연구결과와 비교를 통해 해석절차 및 방법의 유용성을 검정하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권1호
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• pp.1-11
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• 2008

현대 치의학에서는 환자의 심미적 만족을 충족시키기 위한 지속적인 관심으로 완전 도재관의 발전을 가져왔다. 최근의 연구 결과들은 완전 도재관의 물리적 성질과 마모 저항성, 색조의 안정성 등을 보고하고 있다. 이와 같이 여러 장점이 많음에도 불구하고 아직 파절에 대한 저항성에는 많은 의문점을 내포하고 있다. 구강 내에서 기능적인 교합력은 수복물의 변연에 응력을 주게된다. 이러한 응력은 주변 조직으로 잘 분산되어져야 하는데, 수복물의 변연 형태에 따라 다른 양상을 보여주게 된다. 변연 형태는 수복물의 부피와 모양, 그리고 변연에서의 적합도에도 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 완전 도재관에서의 변연 형태에 따른 응력 분포를 3차원 유한 요소 분석법을 이용하여 조사하였다. 상악 중절치가 기본 모델로 사용되었고, 완전 도재관을 재현하였다. 변연 형태로는 $90^{\circ}$ shoulder, $110^{\circ}$ shoulder, $135^{\circ}$ shoulder형태를 부여하고, 100N의 힘을 치축에 $45^{\circ}$ 방향으로 가하였다. 그 결과 도재 내부의 응력 분포는 $90^{\circ}$, $110^{\circ}$ 모델에 비해 변연 각도가 $135^{\circ}$인 모델의 경우가 응력의 분포가 고르게 나타났다. 그러나 변연에서는 $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 응력보다 조금 더 집중되었다. $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 비교시는 대체로 비슷했다. 알루미나 코아 내부의 응력 분포에서도 또한 $135^{\circ}$인 모델이 $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 응력분포보다 더 잘 분포되었다. $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 비교시는 $110^{\circ}$가 $90^{\circ}$ 모델에 비해 더 좋은 응력분포를 보였다. 알루미나 코아와 접착제 사이의 계면에서는 응력이 변연으로 갈수록 감소하고, 알루미나 코아와 도재 사이의 계면에서는 변연으로 갈수록 응력이 점차 증가하였다. $135^{\circ}$ shoulder는 고른 응력분포임에도 변연에서의 응력 집중이 나타나므로 완전 도재관의 변연으로는 적절하지 못하며, $90^{\circ}$ shoulder보다 상대적으로 좋은 응력분포와 변연 형성의 용이성이 우세한 $110^{\circ}$ shoulder가 완전 도재관의 변연에 추천될 수 있겠다.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권2호
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• pp.179-195
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• 2010

임플란트 보철물에 저작력 등 외부 하중이 작용하면 내부 반응으로 응력이 발생되는데 지지골에 나타난 응력은 골재생 및 흡수 파괴, 임플란트에 나타난 응력은 임플란트 자체의 파절이나 나사의 풀림현상 및 파절, 상부 구조물에 나타난 응력은 보철물의 파절 등을 예견하는 지침이 될 수 있을 것이다. 지대주의 형상과 재질에 따라 연결방법과 보철방법이 달라지고 임플란트 내부의 하중전달 기전이 변하게 되고 이에 따라 악골에 발생하는 응력분포 역시 달라질 수 있다. 본 연구에서는 하악 제 1대구치 부위에 이중나사 구조를 갖고 원추형 내측연결 임플란트 시스템인 GSII$^{(R)}$ (Osstem, Korea)임플란트를 이용해 지대주의 종류를 티타늄 소재의 2-piece Transfer$^{TM}$ abutment (GST), 금합금 소재의 2-piece GoldCast$^{TM}$ abutment(GSG), 외부 연결형태를 가진 3-piece Convertible$^{TM}$ abutment (GSC) 로 분류하여 이에 따른 응력분포 양상을 비교 분석하여 보았다. 결과 하중조건에 관계없이 응력은 주로 지대주와 고정체가 접촉하는 경부에 집중되었다. 또한 하중조건에 관계없이 임플란트의 고정체 상부와 접촉하는 치밀골에 높은 응력이 나타나고 해면골에는 아주 작은 응력이 나타났다. 축하중보다는 중심축을 벗어난 하중조건에서 더 높은 응력이 발생되었고 수직하중보다 경사하중에서 더 높은 응력이 발생되었다. 전체에 걸친 최대응력은 GSG에서는 지대주, 치관 및 고정체에 고르게 분포되었고 GST는 주로 고정체와 지대주 나사에, GSC는 고정체와 지대주에 집중되었다. 세 지대주 간 골내의 최대응력에는 유의한 차이가 없었고 GSG가 전체 구성부의 응력분포에 있어 유리한 것으로 나타났다.