• Tribology and Lubricants
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• 제37권4호
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• pp.136-143
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• 2021

This paper presents the loosening behavior that occurs after the application of an external load to internal and external connection types of dental implants using the finite element method. We use fastening force between an abutment and a fixture to clamp the dental implant system; however, loosening and breakage may occur owing to cyclic external loads. In this study, we considered the initial fastening condition in the pre-load analysis and then investigated the change in stress and contact surface status when applying external loads. After the application of the initial fastening load, we verified that the internal connection-type model exhibited a relatively lower stress distribution than that of the external connection-type one. Moreover, we found that the former model showed a lower stress concentration after the application of the external load. In addition, after the application of this load, we found that the higher the shear load acting on the implant system, the higher the possibility of loosening. The study results showed the change in stress distribution and contact surface according to the connection type of the dental implants and the phenomenon of loosening by cyclic loads. We expect that the results of this study will be useful for the study of reliability and design of dental implant systems.

• 대한치과의사협회지
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• 제53권5호
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• pp.307-317
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• 2015

Although the long-term success of osseointegrated endosseous implants for the support of fixed dental prostheses has been reported, the increasingly widespread use of implant-supported prostheses has led to problems associated with their structural integrity. The most common biomechanical complications observed in dental implant treatment are fracture and screw loosening. The nature of loosening or fracture of dental implant components is complex, since it involves fatigue, fitness, and varied chewing patterns and loads. To assess the service life of the components of the prosthetic system, a knowledge of the loads transmitted through the system is necessary. Design of the final restoration and occlusion in relation to the geometry of a prosthetic restoration has a great influence on the mechanical loading of the implant. It is proposed that control of force in oral cavity may play a larger role in failures than previously believed. Based on theoretic consideration and clinical experiences with dental implant, this article gives simple guidelines for controlling these loads.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.486-491
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• 2004

A comparative study on the implant screw loosening under the initial clamping force and cyclic loads was conducted. The experiments were performed to evaluate the screw loosening behavior of the internal and external implant systems. It was found that the screw loosening torques of implant systems were significantly affected by the way how the abutment and fixture were connected due to the difference in the load transfer mechanism between abutment and fixture.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.107-114
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• 2002

터널 2차라이닝은 지반하중의 합리적인 산정기준의 부재와 보수적 경향의 지반이완하중법이 적용되고 있기 때문에 과다한 경향으로 보강되고 있는 실정이다. 2차라이닝에 고려되는 주요하중으로는 지반이완하중과 수압을 들 수 있으며, 배수터널의 경우에는 지반하중이 가장 큰 하중이 된다. 터널 주변 지반에 별도의 외력이 작용하지 않는다면, 2차라이닝에 작용하는 하중의 직접적인 원인은 1차지보재의 지지력 저하이다. 따라서, 2차라이닝의 설계시에는 지반과 1차지보재와의 상호작용을 고려한 합리적인 해석방법이 요구된다. 본 논문에서는 단순한 질량-스프링 모델을 통하여 지반-1차지보재-2차라이닝의 상호작용을 개념적 모델로 설명하였으며, 이를 원형터널에 대한 이론해석을 통하여 지반-1차지보재-2차라이닝 의 상호작용에 대한 하중전이 특성을 입증하였다. 그리고, 복잡한 터널해석조건에 대한 본 모델의 적용성을 검토하기 위하여 수치해석법의 적용성을 검증하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권2호
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• pp.281-294
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• 2015

Bolted joint connection is the most commonly used connection element in structures and devices. The loosening due to external dynamic loads cannot be observed and measured easily and may cause catastrophic loss especially in an extreme requirement and/or environment. In this paper, an innovative Real-time Cross-Correlation Method (RCCM) for monitoring of the bolted joint loosening was proposed. We apply time reversal process on stress wave propagation to obtain correlation signal. The correlation signal's peak amplitude represents the cross-correlation between the loosening state and the baseline working state; therefore, it can detect the state of loosening. Since the bolt states are uncorrelated with noise, the peak amplitude will not be affected by noise and disturbance while it increases SNR level and increases the measured signals' reliability. The correlation process is carried out online through physical wave propagation without any other post offline complicated analyses and calculations. We implemented the proposed RCCM on a single bolt/nut joint experimental device to quantitatively detect the loosening states successfully. After that we implemented the proposed method on a real large structure (reaction wall) with multiple bolted joint connections. Loosening indexes were built for both experiments to indicate the loosening states. Finally, we demonstrated the proposed method's great anti-noise and/or disturbance ability. In the instrumentation, we simply mounted Lead Zirconium Titanate (PZT) patches on the device/structure surface without any modifications of the bolted connection. The low-cost PZTs used as actuators and sensors for active sensing are easily extended to a sensing network for large scale bolted joint network monitoring.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.543-560
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• 2018

도심지 지하공간의 개발과 운행선 하부를 저토피로 입체 교차화하는 시설 증가에 따라 비개착식 공법의 수요는 점차 증가추세에 있으나 대다수의 공법은 중대구경 강관을 압입하여 루프를 형성하고 내부를 굴착하는 파이프루프(Pipe roof) 계열의 공법이 주로 적용되고 있다. 강관 압입 시 발생되는 이완영역 및 하중은 여러 인자의 영향을 받게 되나 가장 큰 요소는 압입하는 강관의 크기에 좌우되며 이는 강관 루프 내 지중구조물에 작용하는 하중의 크기로 볼 수 있다. 지반의 교란 및 이완하중 발생을 최소화시키기 위해 개발된 SEM공법(Super Equilibrium Method)은 기존의 중대구경 강관 대신 ${\Phi}114mm$ 내외의 소구경 강관을 사용한다. 이 소구경 강관을 SEM파일로 명명하였으며 강관의 선 압입 및 그라우팅 보강을 실시한 후 지반의 침하나 융기 없이 지반 내 횡단구조물을 유압잭을 이용하여 압입하게 된다. 이와 같이 SEM공법의 구성 중 지보역할을 하는 SEM파일은 선단부 굴착 시 지반의 붕락을 방지하고 상재하중을 지지하기 위한 길이 5 m 내외의 Fore poling 파일이며 이 파일의 배치간격, 시공연장, 부재의 강성 등을 산정하기 위해서는 이완영역의 적절한 산정이 필수적이다. 본 논문은 SEM공법의 최적설계를 위하여 SEM파일 압입 시 발생되는 이완하중 산정 값을 비교분석하였다. 이완영역 산정에 근거한 주요 이론식 및 경험식들의 영향인자를 고려하여 분석하고 FEM analysis (유한요소 해석)를 수행하여 SEM파일에 적합한 이완하중 산정을 검토하였다. 또한 실제 SEM파일 압입 및 굴착 시 발생되는 지반이완을 확인하기 위해 강관압입 축소모형실험을 수행하였으며 토피고/강관(H/D)에 따른 지표침하 및 지반이완을 정량적으로 검토하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.109-114
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• 2003

It is the common practice to reinforce excessively the secondary tunnel lining due to the lack of rational insights into the ground loosening loads. The main load of the secondary lining for drained-type tunnels is the ground loosening. The main cause of the load for secondary tunnel lining is the deterioration of the primary support members such as shotcrete, steel ribs, and rockbolts. Accordingly, the development of the analysis model to consider the ground-primary supports-secondary lining interaction is very important for the rational design of the secondary tunnel lining. In this paper, the interaction is conceptually described by the simple mass-spring model and the load transfer from the primary supports to the ground and the secondary lining is showed by the characteristic curves including the secondary lining reaction curve for the theoretical solution of a circular tunnel. And also, the application of this model to numerical analysis is verified in order to review the potential tool for practical tunnel problems with the complex conditions like non-circular shaped tunnels, multi-layered ground, sequential excavation and so on.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.65-80
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• 2014

본 연구에서는 실제 터널 단면의 형상을 갖는 Trapdoor시험과 수치 해석을 수행하여 주변지반의 거동, 이완하중의 분포 및 점진적인 파괴 현상에 대하여 분석하였다. 지반하중은 Trapdoor의 하강에 따라 급격히 감소 후에 다시 크게 증가하여 일정한 이완하중에 도달하여 아칭효과를 확인 할 수 있었으며, 느슨 모래의 경우가 조밀 모래 보다 상대적으로 큰 값을 나타내었다. 전단대의 형성은 터널 어깨부에서 발생하여 터널 측벽에서 $63^{\circ}$(느슨) 및 $69^{\circ}$(조밀) 방향으로 시작하여 완만한 곡선을 이루며 지표를 향하여 진행하는 형상을 나타내었다. 터널 상부에서의 전단대의 폭원은 1.83b~1.92b(b는 터널폭)로서 기존 제안식으로 구한 값과 유사한 범위를 보였으나, 전단대의 높이는 대심도의 경우 터널고의 1.5~2.0배 정도로서 기존의 제안 값(약 3.0배) 보다 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.261-268
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• 2003

Terzaghi 터널 토압 산정식은 현재에 있어서도 보수적인 입장에서 터널 토압을 산정하는 지침으로 실무에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 Terzaghi 터널 토압 모델을 성층 경사형 지반으로 확장하여 새로운 터널 토압 산정식을 유도하였으며 새롭게 유도된 터널 토압식을 이용하여 Terzaghi 터널 토압 산정식에 대한 재검토를 실시하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권2호
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• pp.92-98
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• 2012

연구 목적: 본 연구 목적은 서로 다른 재료로 제작된 지대주를 이용하여 동적하중을 가했을 때 풀림토크와 침하량에 대한 임플란트-지대주 연결부의 안정성에 대하여 알아보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 원추형 내부연결 구조를 갖는 임플란트에 이용되는 세 가지 지대주, 티타늄 합금 지대주(Cement abutment, Osstem Co., Seoul, Korea), 귀금속 UCLA 지대주(UCLA Goldcast abutment, Osstem Co., Seoul, Korea), 비귀금속 UCLA 지대주(CCM Metalcast abutment, 3M ESPE, Seefeld, Germany)를 사용하였다. 귀금속 UCLA 지대주와 비귀금속 UCLA 지대주를 티타늄 지대주와 유사한 형태로 납형을 형성 한 후 각각 제 3형 금합금(E-3, Heesung catalyst Co., Seoul, Korea)와 니켈-크롬 합금인(Rexillium $III^{(R)}$, $Pentron^{(R)}$, San Diego, USA)를 사용하여 주조 하였다. 임플란트와 지대주를 디지털 토크 컨트롤러를 이용하여 30 N cm로 체결하였고 전하중 상실을 보상하기 위하여 10분 후 다시 같은 힘으로 체결 하였다. 디지털 토크 게이지를 사용하여 풀림토크를 측정하였고 디지털 마이크로미터를 이용하여 임플란트/지대주 길이를 측정하였다. 그 후 동적 하중 피로 시험기에 지대주를 장착한 후 최대 250 N, 최소 25 N, 주기 14 HZ의 sine형의 하중을 장축과 평행하게 가하였다. 하중 후 임플란트/지대주의 길이를 재측정 하고, 전후 길이변화량을 이용하여 침하량을 계산하였으며 풀림토크를 측정하였다. 결과: 하중 전후의 길이를 비교하였을 때 세 군 모두에서 유의한 차이를 보였다($P$<.05). 군 간의 침하량을 비교하였을 때 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 하중 전후의 풀림토크를 비교하였을 때 역시 세 군 모두에서 유의한 차이를 보이며 감소하였다 ($P$<.05). 하중 전 풀림토크와 하중 후 풀림토크를 군간 비교하였을 경우에는 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 결론: 원추형 내부 연결구조를 갖는 임플란트에서 동적하중은 임플란트의 침하량과 풀림토크에 영향을 미치는 것으로 보이나 지대주간 차이는 나타나지 않았다. 비귀금속UCLA 지대주이 사용은 귀금속 UCLA 지대주와 마찬가지로 기능적 하중에서 안정적일 것으로 사료된다.