• 구강회복응용과학지
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• 제23권1호
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• pp.55-68
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• 2007

The purpose of this study was to analyze the distribution of stress in the surrounding bone around implant placed in the first and second molar region. Two different three-dimensional finite element model were designed according to vertical bone level around fixture ($4.0mm{\times}11.5mm$) on the second molar region. A mandibular segment containing two implant-abutments and a two-unit bridge system was molded as a cancellous core surrounded by a 2mm cortical layer. The mesial and distal section planes of the model were not covered by cortical bone and were constrained in all directions at the nodes. Two vertical loads and oblique loads of 200 N were applied at the center of occlusal surface (load A) or at a position of 2mm apart buccally from the center (load B). Von-Mises stresses were analyzed in the supporting bone. The results were as follows; 1. With the vertical load at the center of occlusal surface, the stress pattern on the cortical and cancellous bones around the implant on model 1 and 2 was changed, while the stress pattern on the cancellous bone with oblique load was not. 2. With the vertical load at the center of occlusal surface, the maximum von-Mises stress appeared in the outer distal side of the cortical bone on Model 1 and 2, while the maximum von-Mises stress appeared in the distal and lingual distal side of the cortical bone with oblique load. 3. With the vertical load at a position of 2 mm apart buccally from the center, there was the distribution of stress on the upper portion of the implant-bone interface and the cortical bone except for the cancellous bone, while there was a distribution of stress on the cancellous bones at the apical and lingual sides around the fixture and on the cortical bone with oblique load. 4. With the changes of the supporting bone on the second molar area, the stress pattern on the upper part of the cortical bone between two implants was changed, while the stress pattern on the cancellous bone was not. The results of this study suggest that establishing the optimum occlusal contact considering the direction and position of the load from the standpoint of stress distribution of surrounding bone will be clinically useful.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.355-364
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• 2014

연속철근 콘크리트궤도에서는 온도 및 수분 변화에 따른 구속응력에 의해 횡균열이 발생한다. 이러한 균열은 연속철근 콘크리트궤도의 거동과 장기 공용성에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 횡균열이 콘크리트궤도의 거동에 미치는 영향을 분석하고 균열 관리 기준을 보다 합리적으로 결정하기 위해, 이 연구에서는 연속철근 콘크리트궤도에 열차하중이 작용할 때 균열이 발생한 궤도 슬래브(TCL)와 기층(HSB)의 응력 분포를 3차원 유한요소해석 모델을 이용하여 예측하였다. 해석 결과에 따르면 균열 깊이가 증가할 경우 TCL의 휨응력과 TCL-HSB 경계부 수직응력이 증가하고, 균열이 슬래브를 관통할 경우 TCL 균열부에서 철근 주변에 국부적으로 수직 응력이 커져 장기적으로 펀치아웃 발생 가능성이 커질 수 있다. 반면 균열폭과 간격의 영향은 균열 깊이에 비해 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 균열폭과 간격만 관리하는 것보다는 균열 깊이를 동시에 관리할 필요가 있다. 또한 HSB 수축 줄눈의 위치를 침목 사이에 위치하도록 하는 것이 장기 공용성 확보에 더 유리하다.

• 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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• 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.

• 한국가스학회지
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• 제18권5호
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• pp.6-11
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• 2014

차량용 LNG 연료 용기의 내진동 단열 지지구조 최적화 설계 개발을 위하여 종래의 해외특허구조 설계를 기본으로 한 특성요인도 분석으로 용기의 내조 및 외조 지지부 구조설계의 주요 설계 인자를 도출하였다. 도출된 설계인자 중에서 우선적으로 지지 봉재의 직경과 단열 격판 연결부 곡률을 대상으로 하여 최적화를 수행하였다. 차량용 LNG 연료 용기 설계안에 대한 평가를 위해 설계안을 MSC/MARC 상용유한 요소해석 패키지를 활용하여 유한요소 모델링하여 진동모드해석과 열전달 및 열응력해석을 수행하였다. 최적화 설계 결과를 통하여 도출된 설계안은 고유진동해석을 통한 1차 모드 고유진동수(1st Mode Natural Frequency), 열전달해석을 통한 초저온 용기 내조 외조간 지지부를 통한 총전열량 및 열응력해석을 통한 최대 Von-Mises 응력이 모두 설계 목표치를 만족하였으며, 개발된 설계안에 따라 차량용 LNG 연료 용기의 제작하여 3차원 진동 시험과 단열성능 시험을 통해 설계를 검증하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제34권4호
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• pp.297-305
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• 2018

목적: 다양한 형태의 공동 설계 및 재료를 이용한 하악 대구치의 치아 구조 및 intracoronal 수복물에서 발생하는 응력 분포 및 최대 von Mises 응력을 분석하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 콤포지트레진 및 금으로 수복한 통상적 교합면 와동과(OR-C, OG-C) 인접면 와동(MR-C, MG-C) 및 콤포지트레진으로 충전한 최소 침습적 와동을 갖는 교합면 와동(OR-M) 및 인접면 와동(MR-M)의 형상을 하악 삼차원 입체 모델로 설계했다. 저작력을 부여하기 위해 총 교합력 200 N의 정적 축 방향 하중을 10개의 교합 접촉점에서 치아에 적용했다. 유한 요소 해석은 교합 하중에 의해 생성 된 응력 분포를 예측하기 위해 수행되었다. 결과: 최소 침습적 설계를 가진 수복물은 통상적 와동 설계(341.9 MPa - 397.2 MPa)에 비해 von Mises 응력(OR-M 모델: 26.8 MPa, MR-M 모델: 72.7 MPa)의 값이 현저하게 낮았다. 치아 내부에서 최대 von Mises 응력의 크기는 통상적 와동 설계(372.8 - 412.9 MPa) 및 최소 와동 설계(361.1 - 384.4 MPa) 모델에서 유사했다. 결론: 최소 침습성 모델은 수복물 중에서 최소의 von Mises 응력이 생성되었다. 법랑질 내에서는 최대 von Mises 응력이 최소 공동 설계와 기존 설계의 모델에서 유사한 크기로 관찰되었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권4호
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• pp.381-395
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• 2008

서론: 임플랜트와 자연치가 혼재하는 증례에 있어서 보철물의 연결여부와 그 결과에 대해 논쟁이 많이 있어왔다. 본 연구에서는 임플랜트와 자연치를 이중관으로 연결했을 경우에 치조골 내에서 임플랜트 주변 조직의 하중에 대한 응력의 양상을 분석하여 자연 치와 임플랜트를 연결하는 보철물의 방식으로 이중관의 사용가능성을 비교 분석하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 실험군으로서는 한 개의 자연치아와 한 개의 임플랜트를 이중관으로 연결한 모델을 사용하고, 대조군으로 두 개의 임플랜트를 이중관으로 연결한 모델을 사용하여 응력분포의 차이를 비교분석하였다. 임플랜트와 자연치 각각 통상적인 금합금을 사용하여 내,외관을 모델링한 후 각각의 외관을 연결한 구조를 형성한다. 내관과 외관은 $6^{\circ}$의 경사도 (taper)로 형성하고 내외관 사이의 공간을 인정하여, 하중을 가했을 경우 내외관 사이에 합금의 마찰력과 변위를 계산하여, 그 결과가 골내 임플랜트의 응력 분포에 영향을 줄 수 있도록 실험모델을 형성하였다. 하중은 일반적인 저작력의 크기로 임플랜트 부위와 자연치 부위에 각각 부여하여 응력의 차이를 비교하였으며, 최종적으로 대조군과의 차이를 비교하고자 하였다. 하중 조건은 임플랜트와 자연치아 사이, 임플랜트 후방, 전방부 자연치아의 사이에 하중을 가하였으며, Load case 1, 2, 3로 분류하였다. 실험을 위해서 ANSYS Version 8.1을 사용하여 3차원 유한 요소 분석을 시행하였다. 연구성적: 지대주에 가해지는 응력 - 최대 응력은 실험군이 대조군에 비해 각각 2.4 (Load Case1), 1.02 (Load Case2), 0.46 (Load Case3)배 높게 나타났으며,Load Case3의 경우 대조군의 최대응력이 더욱 높게 나타났는데, 이것은 전치부 치아의 경우 하중을 효과적으로 분산하기 때문인 것으로 보인다. 악골내에 가해지는 응력 - 악골내에서 최대 응력은 실험군이 대조군에 비해 각각 1.69 (Load Case1), 1.26 (Load Case2), 1.93 (Load Case3) 배 크게 나타났다 결론: 임플랜트와 자연치아가 혼재된 경우, 이중관으로 상부 보철물을 연결한 경우, 임플랜트만으로 구성된 대조군에 비해, 임플랜트 및 임플랜트 식립 부위의 악골에 가해지는 최대 응력은 1.02 에서 2.4배 가량 높게 나타났다. 자연치아의 움직임이 임플랜트의 경부 및 악골 내에 응력을 집중시킨 것으로 보이며, 자연치아가 있는 악골부위에서는 응력이 거의 발생하지 않았다. 본 실험의 경우 자연치아와 임플랜트에서 모든 하중을 받는 것으로 계산하였고, 실제 가철성 의치에서 나타나는 점막의 영향을 배제하였기 때문에, 실제 임상에서는 후방 임플랜트에 미치는 최대 응력의 크기는 2.4배 이하일 것으로 추정할 수 있다. 앞으로, 실제 임상에 적용하였을 경우, 임플랜트에 미치는 영향 및 자연치아에 미치는 결과에 대한 연구가 필요할 것이다.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권3호
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• pp.221-239
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• 2010

본 연구에서는 임플란트 지지 3-unit 고정성 보철물에서 임플란트의 수와 위치변화에 따른 지지골과 임플란트에서의 응력 분포를 삼차원 유한요소분석법으로 관찰하고자 하였다. 3개의 임플란트를 중심선 일직선상에 나란히 식립한 모델과 중심선에서 제1대구치 임플란트를 협측으로 1.5mm offset 시키고 나머지 임플란트는 설측으로 1.5mm offset 시킨 모델 및 이와 반대로 offset 시킨 모델 그리고 2개의 임플란트를 이용하여 양단 지지한 모델과 근심 및 원심 캔틸레버 모델을 만들고, 교합력도 제2소구치에만 155N을 작용한 경우, 제2대구치에만 206N을 작용한 경우, 제1소구치에는 155N, 제1, 2대구치에는 각각 206N을 동시에 적용한 경우에 대해 각각 협측 교두에 설측방향으로 $30^{\circ}$ 경사하중을 적용시켰을 때와 치아 중심와에 수직하중을 적용했을 때에 대해 유한요소법을 이용하여 골과 임플란트에 발생하는 응력 분포를 관찰하였다. 이 같은 실험 결과를 바탕으로 각각의 응력을 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 어떤 하중이 작용하더라도 더 많은 수의 임플란트를 이용하여 제작한 수복물이 골과 임플란트 자체에 작은 응력이 발생하였으며, 3개 구치 상실의 경우에 2개의 임플란트로 지지할때는 양단지지 수복물이 유리한 결과를 나타내었고, 중심와 수직하중이 아니고 협측경사 하중일 때는 협측으로 offset 한 것이 가장 좋은 결과를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-74
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• 2013

Through-Silicon Via (TSV) 기술은 3차원 적층 패키징를 위한 핵심 기술로서 큰 관심을 받고 있다. 그러나 TSV 기술은 아직 다양한 공정상의 문제와 신뢰성 문제를 해결해야 하는 난제가 남아 있다. 특히 구리 비아(via)와 실리콘 기판의 큰 열팽창계수의 차이로 인한 열응력은 계면 박리, 크랙 발생, 구리 protrusion 등 다양한 신뢰성 문제를 발생시킨다. 본 연구에서는 구리 TSV 구조의 열응력을 수치해석을 이용하여 분석하였으며, 3차원 TSV 비아와 실리콘 기판의 응력 및 변형을 해석하였다. 비아의 크기, 비아와 비아 사이의 간격 및 비아의 밀도가 TSV 구조의 응력에 미치는 영향을 분석하였으며, 또한 어닐링(annealing) 온도 및 비아의 크기가 구리 protrusion에 미치는 영향을 관찰하였다. 구리 TSV 구조의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 적절한 비아와 비아 사이의 간격을 유지한 상태에서, 비아의 크기 및 비아의 밀도는 작아야 한다. 또한 구리 protrusion을 감소시키기 위해서는 비아의 크기 및 어닐링 공정과 같은 공정의 온도를 낮추어야 한다. 본 연구의 결과는 TSV 구조의 열응력과 관련된 신뢰성 이슈를 이해하고, TSV 구조의 설계 가이드라인을 제공하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권1호
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• pp.63-70
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• 2019

We aimed to propose a novel computational approach to predict the electromechanical performance of pre- and post-mitral valve cerclage annuloplasty (MVCA). Furthermore, we tested a virtual estimation method to optimize the left ventricular basement tightening scheme using a pre-MVCA computer model. The present model combines the three-dimensional (3D) electromechanics of the ventricles with the vascular hemodynamics implemented in a lumped parameter model. 3D models of pre- and post-MVCA were reconstructed from the computed tomography (CT) images of two patients and simulated by solving the electromechanical-governing equations with the finite element method. Computed results indicate that reduction of the dilated heart chambers volume (reverse remodeling) appears to be dependent on ventricular stress distribution. Reduced ventricular stresses in the basement after MVCA treatment were observed in the patients who showed reverse remodeling of heart during follow up over 6 months. In the case who failed to show reverse remodeling after MVCA, more virtual tightening of the ventricular basement diameter than the actual model can induce stress unloading, aiding in heart recovery. The simulation result that virtual tightening of the ventricular basement resulted in a marked increase of myocardial stress unloading provides in silico evidence for a functional impact of MVCA treatment on cardiac mechanics and post-operative heart recovery. This technique contributes to establishing a pre-operative virtual rehearsal procedure before MVCA treatment by using patient-specific cardiac electromechanical modeling of pre-MVCA.