본 연구에서는 고속 전단시험의 변형속도를 500 mm/s로 설정한 상태에서 Sn-Ag-Cu계(Sn-1.0wt.%Ag-0.5Cu 및 Sn-4.0Ag-0.5Cu)뿐만이 아니라 4종의 4원계 Sn-Ag-Cu-In 조성(Sn-1.0Ag-0.5Cu-1.0In, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.6In, Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In)을 포함하는 무연 솔더 접합부의 솔더링 직후 및 시효 시간에 따른 파면 생성결과, 접합강도 및 접합부 파괴에너지값의 변화를 측정, 비교해 보았다. 그 결과, 리플로우 솔더링 직후 및 $125^{\circ}C$에서의 500 시간 시효까지 주로 연성 파괴모드 및 준연성 파괴모드가 관찰되었으며, 준연성 파괴모드의 발생 빈도를 분석할 때 고속 전단조건에서 상용 무연 솔더 조성인 Sn-3.0Ag-0.5Cu 이상의 연성파괴 특성을 나타내는 것으로 파악되었다. 또한 4원계 무연 솔더 조인트는 평균적으로 Sn-Ag-Cu계 조성 수준의 파단에너지값을 나타내었는데, 약 100 시간의 시효 후 최고의 파단에너지값이 관찰되었으나 500 시간의 시효 후에는 파단에너지값의 확연한 감소가 관찰되어 500 시간의 시효시점부터 솔더 접합 계면부의 신뢰성 감소가 가속화되는 경향을 관찰할 수 있었다.
PURPOSE. The purpose of this study was to determine fracture resistance and failure modes of three-unit fixed dental prostheses (FDPs) made of lithium disilicate pressed on zirconia (LZ), monolithic lithium disilicate (ML), and monolithic zirconia (MZ). MATERIALS AND METHODS. Co-Cr alloy three-unit metal FDPs model with maxillary first premolar and first molar abutments was fabricated. Three different FDPs groups, LZ, ML, and MZ, were prepared (n = 5 per group). The three-unit FDPs designs were identical for all specimens and cemented with resin cement on the prepared metal model. The region of pontic in FDPs was given 50,000 times of cyclic preloading at 2 Hz via dental chewing simulator and received a static load until fracture with universal testing machine fixed at $10^{\circ}$. The fracture resistance and mode of failure were recorded. Statistical analyses were performed using the Kruskal-Wallis test and Mann-Whitney U test with Bonferroni's correction (${\alpha}=0.05/3=0.017$). RESULTS. A significant difference in fracture resistance was found between LZ ($4943.87{\pm}1243.70N$) and ML ($2872.61{\pm}658.78N$) groups, as well as between ML and MZ ($4948.02{\pm}974.51N$) groups (P<.05), but no significant difference was found between LZ and MZ groups (P>.05). With regard to fracture pattern, there were three cases of veneer chipping and two interfacial fractures in LZ group, and complete fracture was observed in all the specimens of ML and MZ groups. CONCLUSION. Compared to monolithic lithium disilicate FDPs, monolithic zirconia FDPs and lithium disilicate glass ceramics pressed on zirconia-based FDPs showed superior fracture resistance while they manifested comparable fracture resistances.
암석 시료가 파괴될 때에 발생되는 AE신호는 미세한 균열 발생시의 갑작스런 변형에너지 해바에 기인한다. 압전 압력형 탐촉자와 다채널 기록장치를 이용하여 AE 신호파를 기록하여 분석하므로 외적인 하중조건과 그에 따른 미세균열의 특징에 대하여 연구하였다. 연구결과 미세균열의 체적은 수 $\mu\textrm{m}^3$ 내지 $150,000\mu\textrm{m}^3$로 산출되어서 그 크기가 넓은 범위로 분포하였고 인장형 미세균열이 대체적으로 전단형 보다 큰 체적을 보였다. 또한, 균열원에서의 에너지 강도는 모드 I 하중조건하에서 발생하는 AE 신호가 혼합모드 조건하에서 발생한 신호보다 약 3배정도 크게 나타났으나,시료가 파괴되는 동안 기록된 AE 신호의 숫자는 반대로 모드 I의 경우가 혼합모드의 25%에 불과하였다. 이러한 사실은 같은 크기의 파괴면을 형성하는데 필요한 에너지 요구량이 대체적으로 동일함을 암시하는 것으로 보인다.
Statement of problem: Damping of the peak force transmitted to implants has been reported by in vitro studies using impact forces on resin-veneered superstructures. Theoretical assumptions suggest that use of acrylic resin for the occlusal surfaces of a prosthesis would protect the connection between implant and bone. Therefore, the relationship between prosthesis materials and the force transmitted through the implant system also needs to be investigated under conditions that resemble the intraoral mechanical environment. Purpose: The purpose of this study was to analyze the fracture strength and modes of temporary prosthesis when a flange or occlusally extended structure were connected on the top of the abutment. Material and method: Modified abutments of winged and bulk design were made by casting the desired wax pattern which is made on the UCLA type plastic cylinder. Temporary crowns were made using templates on the modified abutments, and its fracture toughness and strain were compared to the traditional temporary prosthesis. To evaluate the effect of aging, 5.000 times of thermocycling were performed, and their result was compared to the 24hours specimen result. Results: The following conclusions were drawn from this study: 1. In the fracture toughness test, temporary crown's fracture line located next to the screw hole while modified designs with metal support showed fracture line on the metal and its propagation along the metal-resin interface. 2. Wing and bulk structure didn't show significant difference in the fracture toughness (p>0.05), but wing structure showed stress concentration on the screw hole area compared to bulk structure which showed even stress distribution. 3. In the fracture toughness test after thermocycling, wing and bulk structure showed increased or similar results in metal supported area while off-metal area and temporary crown showed decreased results. 4. In the strain measurement after thermocycling, its value increased in the temporary and bulk structure. However, wing structure showed decreased value in the loading point while increased value in the screw hole area. Conclusion: Wing type design showed compatible result to the bulk type that its application with composite resin prosthesis to the implant dentistry is considered promising.
The major influencing factors on the strength of all-ceramic crowns are types of dental ceramics, fabrication techniques, methods of abutment preparation and cementation modes of all-ceramic restorations. Zinc phosphate cement and glass-ionomer cement were used as an early lot-ing media for all-ceramic crowns. Recently many studies have reported that resin cements have more advantages in increasing the fracture strength of restorations comparing with zincphosphate cement and glass-ionomer cement. The purpose of this study is to investigate the effect of etching, silane treatment, sandblasting and dentin bonding agents on fracture strengths of dental ceramics. 40 flat dentin specimens and 40 ceramic discs of 1.5mm thickness and 8mm diameter were fabricated, and divided into 4 groups according to surface treatments. Surface treatments before cementation were as follows Group I : (ceramic) : HF etching - silane treatment - application of bonding resin (dentin) : application of dentin bonding agent Group II : (ceramic) : sandblasting - application of bonding resin (dentin) : application of dentin bonding agent Group III : (ceramic) : application of bonding resin (dentin) : application of dentin bonding agent Group IV : (ceramic) : HF etching - silane treatment - application of bonding resin (dentin) : no dentin bonding procedure Dentin specimens and ceramic discs were cemented with dual cure resin cement, and went through thermocycling. Compressive stress es were loaded on the centers of ceramic discs with Instron test-ing machine, and fracture strengths resistance for catastrophic fracture were measured The results were as follows. 1. The group I showed the highest fracture resistance. The next was group II And group III, IV followed. 2. There was a significant difference in the mean value of fracture strengths between group I and group III (p<0.05), but no significant differences between group I and group II, and group II and group III (p>0.05). 3. There was a significant difference in the mean value of fracture strengths between group I and group IV (p<0.05).
Total knee arthroplasty(TKA) using computer-assisted navigation has been increased in order to improve the accuracy of femoral and tibial components implantation. Recently, a few clinical studies have reported on the femoral stress fracture after TKA using computer-assisted navigation. The purpose of this study is to investigate the stress concentration around the femoral pin-hole for different pin-hole diameter, the modes of pin penetration by finite element analysis to understand the effects of pin-hole parameters on femoral stress fracture risk. A three-dimensional finite element model of a male femur was reconstructed from 1 mm thick computed tomography(CT) images. The bone was rigidly fixed to a 25 mm above the distal end and 1500 N of axial compressive force and 12 Nm of axial torsion were applied at the femoral head. For all cases, transcortical pin penetration mode showed the highest stress fracture risk and unicortical pin penetration mode showed the lowest stress concentration. Pin-hole diameter increased the stress concentration, but pin number did not increase the stress dramatically. The results of this study provided a biomechanical guideline for pin-hole fracture risk of the computer navigated TKA.
The Monkman-Grant (M-G) and its modified parameters were estimated for modified type 316LN and $9{\sim}12Cr-1Mo$ steels with chemical variations. Several sets of creep data were obtained by constant-load creep tests in $550-650^{\circ}C$ ranges. The relation parameters, m, $m^*$, C and $C^*$ were proposed and discussed for two alloy systems. In creep fracture mode, type 316LN steel showed domination of the intergranular fracture caused by growth and coalescence of cavities. On the other hand, the Cr-Mo steel showed transgranular fracture of the ductile type caused from softening at high temperature. In spite of the basic differences in creep fracture modes as well as creep properties, the M-G and its modified relations demonstrated linearity within the $2{\sigma}$ standard deviation. The value of the m parameter of the M-G relation was 0.90 in the 316LN steel and 0.84 in the Cr-Mo steel. The value of the $m^*$ parameter of the modified relation was 0.94 in the 316LN steel and 0.89 in Cr-Mo steel. The modified relation was superior to the M-G relation because the $m^*$ slopes almost overlapped regardless of creep testing conditions and chemical variations to the two alloy systems.
용접접합부 균열의 파괴역학적 해석을 위해서는 용접중에 발생하는 잔류응력해석과 파괴해석이 병행되어야 한다. 잔류응력이 존재하면 J-적분은 더 이상 적분경고에 관계없이 인정한 값을 갖는 특성을 잃어버리게 된다. 또한 균질한 재료와는 달리 이종재료 계면균열에서는 균열선난에서 Mode I과 Mode II의 파괴거동이 동시에 발생한다. 그러므로 이종강재 용접접합부 균열의 J-적분 해석을 위해서는 이종강재 용접시 발생하는 잔류응력이 존재하는 경우에도 적분경로에 관계없이 일정한 값을 갖는 새로운 J-적분식이 도입되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 기존의 J-적분을 수정하여, 이종강재 용접시 발생하는 잔류응력이 존재하는 경우에 경로 독립성을 유지하는 J-적분을 고찰하고, 이를 이용하여 잔류응력과 외력이 동시에 작용하는 균열선단에서의 J-적분을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 자체개발한 탄소성 해석프로그램을 이용하여 이종강재 용접시 잔류응력과 외력에 대한 응력분포를 계산하였으며, 이를 이용하여 잔류응력과 외력의 복합하중에 대한 J-적분을 계산하였다.
이 연구에서는 얇은 두께의 복부를 갖는 세장한 벽체의 변형능력을 평가하였다. 벽체의 주요한 파괴 모드로서 휨항복 이후 비탄성거동을 보이는 벽체에서 주로 관찰되는 복부압괴와 철근인장파단을 고려하였다. 길이 방향 인장변형은 벽체의 파괴변형에 중요한 영향을 미치므로, 트러스모델을 기반으로 단조하중 및 주기하중을 받는 벽체에 발생되는 길이 방향 인장변형률을 예측하였다. 예측된 길이 방향 인장변형을 고려하여 복부압괴 및 철근인장파단에 의한 벽체의 파괴기준을 정립하였다. 제안된 방법을 사용하여 단면 양단부에 단부요소를 갖는 17개 실험벽체의 변형능력을 평가하고 그 결과를 실험값과 비교하였다. 제안된 방법은 실험벽체의 파괴 모드와 변형능력을 합리적이면서 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다.
오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 내식성, 내구성 및 내화성을 지닌다. 특히, 오스테나이트계 스테인리스강중의 대표인 STS304에 비해 저탄소를 함유하고 있는 STS304L은 현장용접 후 별도의 열처리 없이 높은 내입계부식성능을 지니고 있어 용접후 내입계 부식이 우려되는 부재 접합에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 티그(TIG)용접으로 필릿 용접된 STS304L 용접접합부의 용접재(용착금속부) 내력과 파단 메카니즘을 조사하고자 한다. 주요변수인 하중방향에 대한 용접선의 배치에 따라 TFW(하중직각방향 용접), LFW(하중방향용접), FW(하중방향용접과 하중직각방향 용접조합)시리즈의 실험체를 제작하여 인장실험을 실시하였고, 각각 인장파단,전단파단, 블록전단파단(인장파단과 전단파단의 조합)이 발생하였다. 동일 용접길이에 대해 TFW 시리즈의 접합부가 가장 높은 내력을 나타났으며, 현행기준식(KBC2016/AISC2010)과 기존 연구자의 식에 의한 예측내력과 비교한 결과, TFW와 LFW접합부는 과소평가되었고 FW실험체는 과대평가되었다. 실제 파단 위험단면과 블록전단파단 메카니즘을 고려한 내력식을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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