• 제목/요약/키워드: Force/Torque Analysis

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골유착 고정성 보철물 하에서 하중조건에 따른 삼차원 유한요소법적 분석 (THE THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THE BONE ANCHORED FIXED PROSTHESIS ACCORDING TO THE LOAD CONDITION)

  • 양순익;정재헌
    • 대한치과보철학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.780-806
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    • 1995
  • The purpose of this study was to describe the application of 3D finite element analysis to determine resultant stresses on the bone anchored fixed prosthesis, implants and supporting bone of the mandible according to fixture numbers and load conditions. 4 or 6 fixtures and the bone anchored fixed prosthesis were placed in 3D finite element mandibular arch model which represents an actual mandibular skull. A $45^{\circ}$ diagonal load of 10㎏ was labiolingually applied in the center of the prosthesis(P1). A $45^{\circ}$ diagonal load of 20㎏ was buccolingually applied at the location of the 10mm or 20mm cantilever posterior to the most distal implant(P2 or P3). The vertical distribution loads were applied to the superior surfaces of both the right and the left 20mm cantilevers(P4). In order that the boundary conditions of the structure were located to the mandibular ramus and angle, the distal bone plane was to totally fixed to prevent rigid body motion of the entire model. 3D finite element analysis was perfomed for stress distribution and deflection on implants and supporting bone using commercial software(ABAQUS program. for Sun-SPARC Workstation. The results were as follows : 1. In all conditions of load, the hightest tensile stresses were observed at the metal lates of prostheses. 2. The higher tensile stresses were observed at the diagonal loads rather than the vertical loads 3. 6-implants cases were more stable than 4-implants cases for decreasing bending and torque under diagonal load on the anterior of prosthesis. 4. From a biomechanical perspective, high stress developed at the metal plate of cantilever-to-the most distal implant junctions as a consequence of loads applied to the cantilever extension. 5. Under diagonal load on cantilever extension, the 6-implants cases had a tendency to reduce displacement and to increase the reaction force of supporting point due to increasing the bendign stiffness of the prosthesis than 4-implants cases. 6. Under diagonal load on cantilever extension, the case of 10mm long cantilever was more stable than that of 20mm long cnatilever in respect of stress distribution and displacement. 7. When the ends of 10mm or 20mm long cantilever were loaded, the higher tensile stress was observed at the second most distal implant rather than the first most distal implant. 8. The 6-implants cases were more favorable about prevention of screw loosening under repeated loadings because 6-implants cases had smaller deformation and 4-implants cases had larger deformation.

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해저 배출관로 건설을 위한 토압식 쉴드TBM 커터헤드의 설계·제작 및 현장 굴진성능의 분석 (Manufacturing of an earth pressure balanced shield TBM cutterhead for a subsea discharge tunnel and its field performance analysis)

  • 배규진;장수호;박영택;최순욱;이규필;권준용;한경태
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.161-172
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    • 2014
  • 본 연구에서는 해저 배출관로 건설을 위한 직경 4.4 m 토압식 쉴드TBM을 설계 제작하였다. 압축강도가 가장 큰 구간을 대상으로 커터헤드를 설계하고 쉴드TBM의 핵심 사양을 검토하였다. 쉴드TBM의 최대 용량을 만족하기 위해서는 디스크커터의 관입깊이를 7 mm/rev 이하로 적용해야 하는 것으로 나타났다. 설계 제작된 재활용 쉴드TBM의 현장 굴진자료를 분석한 결과, 약 95%의 현장 관입깊이가 7 mm/rev이하였으며, 디스크커터와 TBM 최대 용량 이내로 굴진이 이루어졌음을 확인하였다. 또한 CSM모델에 의한 커터 작용력과 현장의 커터 작용력을 비교한 결과, CSM모델로 예측한 커터 적용력이 약 22~25% 크게 나타났으나 대체로 현장의 커터 작용력과 유사한 경향을 나타내었다.

MMH-NTO 이원추진제 추력기의 배기가스 거동 해석 연구 (Exhaust Plume Behavior Study of MMH-NTO Bipropellant Thruster)

  • 김현아;이균호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.300-309
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    • 2017
  • 우주비행체는 우주공간에서 소형 추력기를 통해 연소가스를 노즐 외부로 배출시킴으로써 궤도보정 및 자세제어에 필요한 반작용 모멘텀을 발생시킨다. 이때 배출된 배기가스가 우주비행체의 표면과 충돌하면서 발생된 교란 힘 및 교란토크, 열 부하, 표면 오염 등은 우주비행체의 수명 단축 및 기능저하를 유발시킬 수 있으므로 추력기 배기가스 거동에 관한 예측은 우주비행체 설계시 매우 중요한 절차라고 할 수 있다. 본 연구에서는 우주비행체의 자세제어용 추력기로 사용되는 10 N급 이원추진제 추력기의 배기가스 거동을 수치적으로 해석함으로써 우주비행체 설계에 필요한 핵심기술을 확보하는 것이 목적이다. 이를 위해 모노메틸하이드라진(MMH) 연료와 사산화이질소(NTO) 산화제의 화학평형반응과 추력기 노즐 내부 연속체 영역 계산을 수행한 후 배기가스 해석을 위한 직접모사법(DSMC)의 유입조건으로 적용하였다. 해석 결과, 이원추진제 추력기 노즐 부근에서 배기가스의 화학종 박리와 같은 비평형 팽창과 후방유동의 특성들을 예측할 수 있었다.

단상 MJ81 전기선로전환기 국산품의 현장설치시험 (The Site Installation Test of Single-Phase MJ81 Switch Point Machine Localization)

  • 백종현;김용규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3632-3637
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    • 2009
  • 본 논문에서는 단상 MJ81 전기선로전환기의 실용화를 위해 요구되는 현장설치시험을 수행한 결과를 기술하고 있다. 이러한 단상 MJ81 전기선로전환기는 경부고속철도 건설시에 프랑스 알스톰 및 코지프로부터 기술이전 받아 국산화한 3상 MJ81 전기선로전환기를 단상 220V를 사용하고 있는 국내 기존선에서도 선로 연변 전원설비의 변경 없이도 사용할 수 있도록 구동부의 성능 개선을 통해 공인인증시험을 통과한 제품이다. 한국철도기술연구원 및 삼성 SDS에서는 기존철도기술개발사업을 통해 기존선의 속도 및 안전성 향상을 위해 단상 MJ81 전기선로전환기를 국산화 하였으나 이의 실용화를 위해서는 연동장치와의 인터페이스 시험 뿐 아니라 실제 선로에서의 현장설치시험을 통해 성능을 입증하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 시험을 진행한 과정과 함께 현장설치시험의 결과 분석을 통해 국산품인 단상 MJ81 전기선로전환기의 실용성을 입증하였으며, 입증된 결과를 바탕으로 2009년 2월 한국철도시설공단의 물량을 수주하여 현재 설치 중이다.

치과용 골유착성 임플랜트 고정체 형상의 응력 분산에 관한 연구 (STUDIES OF OSSEOINTEGRATED IMPLANT-MODELS ON STRESS DISTRIBUTION)

  • 한종현;전흥재;정신영;허성주;최용창;정종평;구영;류인철;김명호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.526-543
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    • 2000
  • Finite element analyses were performed to study effects on stress distribution generated in jaw bone for various shapes of dental implants: plateau type, plateau with small radius of curvature, triangular thread screw type in accordance with ISO regulations and square thread screw filleted with small radius partially. It was found that square thread screw filleted with small radius was more effective on stress distribution than other dental implants used in analyses. Additional analyses were performed on the implant with square thread screw filleted with small radius for very-ing design parameters, such as the width of thread end, the height of the thread of the implant and load direction, to determine the optimum dimensions of the implant. The highest stress concentration occurred at the region in jaw Pone adjacent to the first thread of the implant. The maximum effective stress induced by a 15 degree oblique load of 100 N was twice as high as the maximum effective stress caused by an equal amount of vertical load. Stress distribution was more effective in the case when the width of thread end and the height of thread were p/2 and 0.46p, respectively, where p is the pitch of thread. At last, using tensile force calculated from the possible insert torque without breading bone thread, finite element analysis was performed on the implant to calculate pre-stress when the primary fixation of the implant was operated in jaw bone. The maximum effective stress was 136.8 MPa which was proven to be safe.

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Combination loon archwire와 활주역학을 이용한 상악전치의 후방 견인시 나타나는 초기 응력 분포에 관한 광탄성학적 연구 (A photoelastic study on the initial stress distribution of the upper anterior teeth retraction using combination loop archwire and sliding mechanics)

  • 임강순;차경석;이진우
    • 대한치과교정학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.303-312
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    • 2004
  • 전치의 후방 견인시 교정력은 치아의 저항중심에서 벗어난 브라켓을 통해 적용되기 때문에 바람직하지 못한 경사이동이 발생하게 되고 이를 방지하기 위한 여러 가지 방법 중 호선에 curve나 전치부 호선에 치근 설측 토그를 부여하는 방법이 많이 사용된다. 이에 본 연구는 combination loop archwire와 hook을 이용한 활주역 학을 이용하여 전치를 후방 견인 시, compensating curve를 0도, 15도, 30도 부여하고, 이 때 나타나는 효과를 광탄성법으로 비교 연구하기 위하여 치아와 치조골 모형을 광탄성 모형으로 대체시키고 와이어와 브라켓을 주어진 조건으로 위치시 킨 후 편광판을 이용하여 초기 응력 상태를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Combination loop archwire와 활주역학으로 전치를 후방 견인 시 compensating curve가 0도, 15도, 30도로 증가할수록 전치부 치근단 부위의 최대 무의차수가 감소하였다. 2. Combination loop archwire와 활주역 학으로 전치를 후방 견인 시 compensating curve가 0도, 15도, 30도로 증가할수록 견치와 소구치 부위의 최대 무의차수가 증가하였다. 3. Combination loop archwire로 전치를 견인할 때보다 동일한 힘을 사용하여 활주역 학으로 견인할 때 전치부 치근단 부위에서 다소 낮은 무의차수를 나타내었다. 이상의 결과에서 Combination loop archwire와 활주역학을 이용한 상악전치의 후방 견인시 견인방법에 큰 차이 없이 호선에 부여한 compensating curve는 전치의 설측 경사이동 양상을 어느 정도 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 힘의 적용위치가 저항중심에 더욱 가까운 hook을 이용한 활주 역학이 전치의 설측경사 방지에 더 효과적일 것으로 판단된다.가 높게 나타나는 현상을 부분적으로 설명하여 주는 것으로 사료된다.용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 보인다.ing할 경우, arch perimeter의 증가량은 Curve of Spee의 최대 길이의 1/2보다 적게 나타났다.$(_{60}PBS)$는 전단결합강도(SBS)의 $34\%$ 수준이었으며, 인장결합강도(TBS)에 대해서는 $61\%$ 수준이었으며, Non-etched Foil-Mesh base에서 최저 Peel 결합 강도$(_{60}PBS)$는 전단결합강도(SBS)의 $34\%$ 수준이었으며, 인장결합강도(TBS)에 대해서는 $55\%$ 수준이었다. 4. 단위 면적 당 결합강도에 있어서 전단결합강도(SBS)와 인장결합강도(TBS) 및 $75^{\circ}\;와\;90^{\circ}$ peel 결합강도는 Micro-Loc base와 Chessboard base에서 차이 가 없었으며 Non-etched Foil-Mesh base에서 가장 작았고(p<0.05), $0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ},\;60^{\circ}$ peel응력을 적용한 결과 Chessboard base에서 가장 큰 Peel결합강도를, Non-etched Foil-Mesh base에서 가장 작은 결합강도를 보였다(p<0.05).았다. 6. 주사전자현미경으로 본 표면은 모든 제품에서 생산과정 중에 보이는 압흔과 pitting이 관찰되는데, 진성기업의 Stainless Steel은 가늘고 긴 압흔이 있으며 비교적 매끄러운 표면을 보이고, Unitek사의 경우 압흔과 함께 pitting 이 관찰되며, Ormco Stainless Steel의 경우 불규칙한 pitting이 다수 존재했다

골프 퍼팅 스윙시 성공과 실패에 따른 운동역학적 분석 (Biomechanics analysis by success and failure during golf putting swing)

  • 최성진;박종진
    • 한국운동역학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.279-293
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 남자 대학 골프선수들을 대상으로 지면반력의 성분들이 골프 퍼팅의 정확성에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 바른 기술을 습득할 수 있돌고 기초자료를 제시하며, 일선지도자나 코치들에게는 합리적이고 과학적인 훈련으로 지도할 수 있도록 하고, 특히 골프라는 운동에 있어 퍼팅의 중요도를 인식시키는 데 그 목적이 있으며, 대학 골프 선수 10명에게 골프 퍼팅 스윙을 수행하게 하여 지면반력 시스템을 통해 각 운동역학적 변인들을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 국면별 전후방향의 지면반력 성분은 성공시 왼발이 실패시 왼발보다 전 국면에서 높게 나타났고, 오른발은 AD, BS, FS에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, IP시 성공시 오른발이 높게 나타났다. 국면별 좌우방향의 지면반력 성분은 성공시 왼발이 IP, FS에서 높게 나타났으며, AD, BS에서 실패시 왼발이 높게 나타났고, 오른발은 IP에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, AD, BS, FS시 성공시 오른발이 높게 나타났다. 국면별 수직방향의 지면반력 성분은 성공시 왼발이 AD, BS, FS에서 높게 나타났으며, IP시 실패시 왼발이 높게 나타났고, 오른발은 IP에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, AD, BS, FS에서 높게 나타났으며, IP시 실패시 왼발이 높게 나타났고, 오른발은 IP에서 실패시 오른발이 높게 나타났으며, AD, BS, FS시 성공시 오른발이 높게 나타났다. 국면별 회전력의 지면반력 성분은 성공시 왼발과 오른발의 전 국면에서 높게 나타났다. 위의 결과에 대한 결론을 요약해 볼 때 첫째, 전후방향의 힘은 무분별한 힘의 변화보다는 안정된 자세에서 리드미컬한 힘의 변화가 나타나는 동작이 필요하고, 둘째 안정된 자세에서 힘의 좌우 이동 폭이 큰 동작보다는 작은 동작이 퍼팅을 잘 할 수 있는 것으로 생각되었으며, 셋째 공의 진행 방향 즉 클럽의 진행 방향으로 체중이 이동하는 것이 바람직한 동작이며, 넷째, 완벽한 진자운동에 가까운 퍼팅이 바람직한 동작이라 생각되었다.