• 제목/요약/키워드: Mode of failure

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셀 형상비에 따른 강.콘크리트 복합구조체의 구조적 거동 및 성능 (The Structural Behavior and Performance by Span-to-Depth Ratio in Composite Structure of Sandwish System)

  • 정연주;정광회;김병석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.181-192
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    • 2001
  • 이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

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Dynamic Positioning 선박들의 사고사례 분석

  • 채종주;정연철
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.60-62
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    • 2015
  • Dynamic Positioning System(DPS)은 동력, DP control 장치, DP 컴퓨터, 위치참조시스템(PRS), 센서, thruster 시스템 및 DP 운용자(DPO) 7가지로 구성되어 있다. DP 선박은 이들 구성요소들에 문제가 발생하면 그 기능을 상실할 수 있다. 본 연구에서는 2001~2010년까지 10년 동안 IMCA 보고된 DP 선박 관련사고 612건에 대한 분석을 바탕으로 DPS의 7가지 구성요소와 관련된 사고 원인을 파악하고 이들 중 가장 높은 비율을 차지하는 원인을 정성적, 정량적으로 상세 분석하여 요소별 관계와 주요 작용 요소를 확인하고자 한다. 이를 통해 DP 선박의 LOP사과 관련 분석에 있어 베이지안 네트워크의 활용성을 확인해 보았다. 10년 평균 가장 높은 비율을 차지한 DPS 사고원인 요인은 PRS이었으며 이를 전문가 브레인스토밍을 통해 작성된 flowchart를 바탕으로 베이지안 네트워크를 통해 상세 분석해 본 결과 PRS의 각 요소별 조건부 확률 확인할 수 있었다. DP 선박의 drive off를 발생시키는데 주요한 영향을 미치는 것은 DGPS, microwave radar 및 HPR 이었고 DGPS에 주요한 영향을 미치는 에러 요인은 signal blocked, electric components failure, relative mode error 및 signal weak or fail 이었다.

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표준형 원전 원자로냉각재계통의 발전정지유발기기 분석 (Single Point Vulnerability Analysis of Reactor Coolant System in OPR-1000)

  • 이은찬;배연경;김명수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1999-2000
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 발전소의 정상적인 출력운전을 위해 필요한 주요 계통의 기능에 영향을 미쳐 발전소 불시정지를 유발할 수 있는 핵심 기기, 즉, 발전정지유발기기의 설치 개소를 체계적인 방법을 통하여 정밀 분석하고, 해당 기기의 고장모드와 그 영향을 검토하여 이를 방지하기 위한 대책을 수립하도록 하는 것이다. 발전정지유발기기의 평가는 발전소 종사자로 하여금 가동 중 발전소에서 발생 가능한 발전정지 영향기기와 그들의 상호관계를 이해하고, 정량적 평가를 통해 해당기기들의 발전소 발전정지 영향을 시각적으로 확인하여 불시 발전정지를 예방할 수 있는 대응 논리를 인지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 원자로냉각재계통에 대한 발전정지유발기기(SPV, Single Point Vulnerability)를 분석하기 위해 고장모드영향분석(FMEA, Failure Mode Effect Analysis)을 수행하고 상세 고장수목을 개발하여 통합단위의 계통 분석을 수행하였다. 분석결과 원자로냉각재계통의 발전정지유발기기는 원자로냉각재 펌프와 가압기 주살수 밸브의 제어회로에 집중되어 있는 것으로 나타났다.

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반복하중에 따른 수종 임플란트의 피로파절에 관한 연구 (Fatigue fracture of different dental implant system under cyclic loading)

  • 박원주;조인호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.424-434
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    • 2009
  • 연구목적: 임플란트는 수직교합 하중에는 비교적 잘 견디나 측방하중에 대해서는 약한 역학적 성질을 갖고 있으므로 임플란트의 재료 특성과 기하학적 형태에 따른 응력 분석 연구의 필요성이 제기되고 있다. 연구재료 및 방법: 외부육각구조를 갖는 28개의 임플란트를 7개씩 4군으로 나누어 그 제품에 적합한 UCLA gold abutment를 이용해, 제3형 금합금으로 보철 물을 제작하였고, A군 (3i, FULL $OSSEOTITE^{(R)}$-Implant), B군 (Nobelbiocare, Branemark $System^{(R)}$Mk III Groovy RP), C군 (Neobiotec, $SinusQuick^{(TM)}$ EB), D군 (Osstem, US-II)으로 분류하였다. 고정체와 지대주나사, 지대주를 연결한 후 수직적으로 절단하여 연마한 후 미세경도계를 이용하여 10군데에서 경도측정을 실시하였고, 동적하중 피로시험기를 이용하여 60-600 N범위로 파절시까지 동적 하중을 가하였다. 주사전자현미경을 이용하여 지대주나사 및 고정체의 파절 양상과 파절 위치 등을 관찰하였고, 유한요소분석을 통해 고정체와 지대주 나사에 나타나는 응력 분포와 파절면을 비교 분석하였다. 결과: 1.고정체 경도는 A, B, C, D군에서 각각 245.3, 289.7, 281.3, 300.4 Hv로 D군이 가장 높았고, A군이 가장 낮았다. 지대주 나사의 경도는 A, B, C, D군에서 각각 340.00, 317.62, 306.5, 306.2 Hv로 A군이 가장 높고, D군이 가장 낮았다. 2. 모든 실험군에서 임플란트 고정체의 파절은 응력이 집중되는 고정체 3-4번째 나사산 홈 (valley) 부위 또는 내면의 사공간부와 일치하는 부위에서 발생되었고, 피로수명은 A, B, C, D군에서 각각 31585, 47311, 30141, 105371로 D군이 가장 높았으며, A, B, C군과는 유의한 차이가 있었다(P<.05). 3. 파절양상은 B군과D군에서는 고정체와 나사 모두에서 수직 (longitudinal)파절과 수평 (transverse)파절이 동시에 일어나는 복합 (complex mode) 파절이 관찰 되었고, A와 C군에서는 고정체에서 수평 (transverse mode) 파절만이 관찰되었다. 4. 유한요소분석 결과 인장응력이 가장 높은 고정체 표면부에서 피로 균열이 시발되어 압축응력이 가장 높은 반대편 부위로 피로균열이 전파되었으며, 최대 유효 응력값은 C군이 가장 높았고, B군에서 가장 낮았다. 결론: 피질골 높이와 일치하는 임플란트 고정체 부위에서 최대 인장 주응력이 발생되며, 고정체 사공간부 (dead space)가 최대 인장 주응력이 작용하는 지그 표면과 일치할 때 피로파절이 발생되었다. 따라서 악골에 식립된 임플란트의 신뢰성을 향상시키고 수명을 증대시키기 위해서는 가능한 임플란트 주위의 골소실이 일어나지 않도록 해야 할 것이나 골흡수가 일어나 사공간부 수준까지 진행된다면 임플란트의 파절 빈도가 증가될 수 있으므로 이에 대한 대처가 필요할 것으로 사료된다.

Hysteretic behaviors and calculation model of steel reinforced recycled concrete filled circular steel tube columns

  • Ma, Hui;Zhang, Guoheng;Xin, A.;Bai, Hengyu
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제83권3호
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    • pp.305-326
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    • 2022
  • To realize the recycling utilization of waste concrete and alleviate the shortage of resources, 11 specimens of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube columns were designed and manufactured in this study, and the cyclic loading tests on the specimens of columns were also carried out respectively. The hysteretic curves, skeleton curves and performance indicators of columns were obtained and analysed in detail. Besides, the finite element model of columns was established through OpenSees software, which considered the adverse effect of recycled coarse aggregate (RA) replacement rates and the constraint effect of circular steel tube on internal RAC. The numerical calculation curves of columns are in good agreement with the experimental curves, which shows that the numerical model is relatively reasonable. On this basis, a series of nonlinear parameters analysis on the hysteretic behaviors of columns were also investigated. The results are as follows: When the replacement rates of RA increases from 0 to 100%, the peak loads of columns decreases by 7.78% and the ductility decreases slightly. With the increase of axial compression ratio, the bearing capacity of columns increases first and then decreases, but the ductility of columns decreases rapidly. Increasing the wall thickness of circular steel tube is very profitable to improve the bearing capacity and ductility of columns. When the section steel ratio increases from 5.54% to 9.99%, although the bearing capacity of columns is improved, it has no obvious contribution to improve the ductility of columns. With the decrease of shear span ratio, the bearing capacity of columns increases obviously, but the ductility decreases, and the failure mode of columns develops into brittle shear failure. Therefore, in the engineering design of columns, the situation of small shear span ratio (i.e., short columns) should be avoided as far as possible. Based on this, the calculation model on the skeleton curves of columns was established by the theoretical analysis and fitting method, so as to determine the main characteristic points in the model. The effectiveness of skeleton curve model is verified by comparing with the test skeleton curves.

치근접촉이 마이크로 임플란트 인접골 응력에 미치는 영향에 대한 유한요소해석 (Finite element analysis of peri-implant bone stresses induced by root contact of orthodontic microimplant)

  • 유원재;김미령;박효상;경희문;권오원
    • 대한치과교정학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.6-15
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    • 2011
  • 마이크로 임플란트 시술의 중요한 위험요인 중 하나로 치근접촉 문제가 있으나, 관련 연구는 결과 분석에 치중되어 있고, 치근접촉이 마이크로 임플란트 안정성 상실로 이어지는 기전에 대한 연구는 아직 미흡한 것으로 보인다. 이에, 본 연구에서는 생역학적 측면에서 그 영향을 분석하였다. Absoanchor 마이크로 임플란트(SH1312-7, Dentos Inc., Daegu, Korea) 첨부가 치근에 접촉되어 있을 때, 저작압 전달에 의한 마이크로 임플란트 변위가 인접골에 가하는 압축응력을 축대칭 유한요소모델을 사용하여 계산하였다. 요소별 응력이 해면골의 최대압축강도나, 치밀골의 비정상 골개조 임계능력을 넘을 경우 해당 요소를 순차적으로 해석모델에서 제거하며 실행한 6단계해석의 결과, 마이크로 임플란트에 인접한 해면골의 전체적인 파절과 과부하에 따른 치밀골의 비정상 골개조가 임플란트 지지력 상실에 주 요인이 될 것으로 평가되었다. 치밀골의 과부하 영역은 초기에는 치밀골판의 하부에 존재하였으나 상부로 확장되었고, 응력 재분포로 인한 감소효과 없이 양성 되먹임(positive feedback)으로 결국 치밀골 전 두께로 확대됨을 관찰하였다. 본 연구를 통해 치근접촉된 마이크로 임플란트가 인접골을 훼손시켜 안정성 상실로 이어지는 과정을 모사할 수 있었으며, 이로부터 치근접촉에 따른 마이크로 임플란트의 불량한 예후에 대한 생역학적 측면의 원인을 파악할 수 있었다.

In vitro study of the fracture resistance of monolithic lithium disilicate, monolithic zirconia, and lithium disilicate pressed on zirconia for three-unit fixed dental prostheses

  • Choi, Jae-Won;Kim, So-Yeun;Bae, Ji-Hyeon;Bae, Eun-Bin;Huh, Jung-Bo
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제9권4호
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    • pp.244-251
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    • 2017
  • 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.

Effect of loading velocity on the seismic behavior of RC joints

  • Wang, Licheng;Fan, Guoxi;Song, Yupu
    • Earthquakes and Structures
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    • 제8권3호
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    • pp.665-679
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    • 2015
  • The strain rate of reinforced concrete (RC) structures stimulated by earthquake action has been generally recognized as in the range from $10^{-4}/s$ to $10^{-1}/s$. Because both concrete and steel reinforcement are rate-sensitive materials, the RC beam-column joints are bound to behave differently under different strain rates. This paper describes an investigation of seismic behavior of RC beam-column joints which are subjected to large cyclic displacements on the beam ends with three loading velocities, i.e., 0.4 mm/s, 4 mm/s and 40 mm/s respectively. The levels of strain rate on the joint core region are correspondingly estimated to be $10^{-5}/s$, $10^{-4}/s$, and $10^{-2}/s$. It is aimed to better understand the effect of strain rates on seismic behavior of beam-column joints, such as the carrying capacity and failure modes as well as the energy dissipation. From the experiments, it is observed that with the increase of loading velocity or strain rate, damage in the joint core region decreases but damage in the plastic hinge regions of adjacent beams increases. The energy absorbed in the hysteresis loops under higher loading velocity is larger than that under quasi-static loading. It is also found that the yielding load of the joint is almost independent of the loading velocity, and there is a marginal increase of the ultimate carrying capacity when the loading velocity is increased for the ranges studied in this work. However, under higher loading velocity the residual carrying capacity after peak load drops more rapidly. Additionally, the axial compression ratio has little effect on the shear carrying capacity of the beam-column joints, but with the increase of loading velocity, the crack width of concrete in the joint zone becomes narrower. The shear carrying capacity of the joint at higher loading velocity is higher than that calculated with the quasi-static method proposed by the design code. When the dynamic strengths of materials, i.e., concrete and reinforcement, are directly substituted into the design model of current code, it tends to be insufficiently safe.

도재 수리시스템에 따른 도재와 복합레진의 전단결합강도 (SHEAR BOND STRENGTHS OF COMPOSITE RESIN TO PORCELAINS AMONG PORCELAIN REPAIR SYSTEMS)

  • 김경규;신상완;이정렬;김영수
    • 대한치과보철학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.419-430
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    • 2007
  • Purpose: This in vitro study evaluated shear bond strengths of surface treatment porcelains with four porcelain repair systems simulating intraoral bonding of composite resin to feldspathic porcelain or pressable porcelain. Material and methods: Eighty Porcelain disks were prepared. Group A: forty disk specimens were fabricated with Feldspathic Porcelain($Omega^{(R)}900$, Vident, Menlo Park, CA, USA). Group B: forty disk specimens were fabricated with Pressable Porcelain(IPS Empress 2 ingot, Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein, Germany). Each groups was divided into 4 subgroups and composite resin cylinders were bonded to specimen with one of the following four systems: Clearfil Porcelain Bond(L. Morita, Tustin, CA, USA), Ulradent Porcelain Etch. (Ultradent, Salt Lake City UT, USA), Porcelain Liner-M(Sun Medical Co., Kyoto, Japan), Cimara Kit(Voco, Germany). After surface conditioning with one of the four porcelain repair systems substrate surfaces of the specimen were examined microscopically(SEM). Shear bond strengths of specimens for each subgroup were determined with a universal testing machine (5mm/min crosshead speed) after storing them in distilled water at $37{\pm}1^{\circ}C$ for 24 hours. Stress at failure was measured in $MP_a$, and mode of failure was recorded. Differences among four repair systems were analyzed with two way ANOVA and Duncan test at the 95% significance level. Results: In the scanning electron photomicrograph of the treated porcelain surface, hydrofluoric acid etched group appeared the highest roughness. The shear bond strength of the phosphoric acid etched group was not significantly(p>0.05) different between feldspathic porcelain and pressable porcelain. But in no treatment and roughened with a bur group, the shear bond strength of the feldspathic porcelain was significantly higher than that of the pressable porcelain. In hydrofluoric acid etched group, the shear bond strength of the pressable porcelain was significantly higher(p<0.05). Conclusion: 1. Treatment groups showed significantly greater shear bond strengths than no treatment group(p<0.05). 2. Group with more roughened porcelain surface did not always show higher shear bond strengths. 3. In phosphoric acid etched group, there was no significant difference in shear bond strength between feldspathic porcelain and pressable porcelain(p>0.05). However in the other groups, there were significant differences in shear bond strengths between feldspathic porcelain and pressable porcelain(p<0.05).

시멘트 도포 방법에 따른 포스트의 push-out 접착 강도 비교 (Comparison of push-out bond strength of post according to cement application methods)

  • 김서령;염지완;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제35권6호
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    • pp.479-485
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    • 2010
  • 연구목적: 이 연구의 목적은 레진 시멘트의 포스트 공간 내 적용 방법에 따른 포스트의 push-out접착 강도를 비교하는 것이었다. 연구 재료 및 방법: 30개의 발거된 하악소구치를 사용하여 시멘트의 적용 방법에 따라 세 그룹으로 나누었는데 lentulo-spiral을 이용하여 포스트 공간 내에 레진 시멘트를 적용하는 그룹 (group Lentulo), 직접 포스트 표면에 레진 시멘트를 도포하는 그룹 (group Direct), elongation tip을 이용하여 포스트 공간 내에 레진 시멘트를 적용하는 그룹 (group Elongation tip)으로 나누었다. 근관을 성형, 충전한 뒤 Rely-X post drill을 사용하여 포스트 공간을 형성하였고, Rely-X fiber post를 Rely-X Unicem 적용하여 광중합 하였다. 시편을 아크릴릭 레진에 포매 하고 저속 절단기로 치아 장축에 수직으로 절단하여, 하나의 치아에서 치관부, 중앙, 근단부의 세 개의 시편을 얻었다. 절단한 시편을 Universal Testing Machine으로 push-out 접착 강도를 측정하였다. 접착 실패가 일어난 시편을 수술용 현미경 하에서 관찰하여 그 실패 양상을 결정하였다. 결과: 치근의 위치에 따른 push-out 접착 강도는 유의한 차이를 보였으며, 전용의 elongation tip을 사용한 그룹이 가장 높은 push-out 접착 강도를 나타냈다. 결론: 레진 시멘트를 포스트에 직접 적용하거나 lentulo-spiral을 사용하는 기존의 방법에 비해 elongation tip을 사용하는 것이 self-adhesive 계면의 결함을 줄이고 근관치료한 치아의 수복 성공율을 높일 수 있을 것으로 생각된다.