• 제목/요약/키워드: Torsion Test

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Development of a Screw-Crane System for Pre-Lifting the Sternal Depression in Pectus Excavatum Repair: A Test of Mechanical Properties for the Feasibility of a New Concept

  • Park, Hyung Joo;Rim, Gongmin
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제54권3호
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    • pp.186-190
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    • 2021
  • Background: Pre-lifting of the sternum marked a major turning point in pectus excavatum repair. The author developed the crane technique in 2002 and successfully applied it to more than 2,000 cases using sternal wire stitching. However, blind sternal suturing limited the use of the wire-stitch crane. We propose a novel screw for sternal lifting as a new tool for the crane technique. Methods: We developed a screw system strong enough to withstand the pressure needed for sternum lifting. The screw was designed to have a broader thread to hold the bony tissue securely. The screw's sustaining power was tested using the torsion, driving torque, and axial pull-out tests in a polyurethane block and ex-vivo porcine sternum. Results: The screws were easily driven into the sternum, and the head of the screw was connectable to the table-mounted retractor. In the torsion test, the 2° offset torsional yield was 4.53 N·m (reference value, 1 N·m). In the polyurethane block driving torque test, the maximum torque was 0.98 N·m (reference value, 0.70 N·m). The axial pull-out test was 446 N (reference value, 100 N). The maximum pull-out resistance in the ex-vivo porcine sternum model was 1,516 N. Conclusion: The screw crane was strong enough to sustain the chest wall weight to be lifted. Thus, the screws could effectively replace the sternal wire stitching in crane pre-lifting of the sternum. We expect that application of the screw-crane will be easy and that it will improve the safety and success rate of pectus repair surgery.

Ti-6Al-4V 합금의 미세조직에 따른 정적 및 동적 변형에 관한 연구 (The Effect of Microstructure on the Static and Dynamic Deformation Behavior of Ti-6Al-4V Alloy)

  • 이동근;이유환;이성학;허선무;이종수
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.277-280
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    • 2001
  • The effects of a -phase morphology on the static and dynamic deformation behavior of a Ti-6Al-4V alloy was investigated in this study. Static tension test, static and dynamic tension test and hot compression test were conducted on three microstructures of Ti-6Al-4V alloy, i.e., equiaxed, widmanstatten and bimodal microstructures. Fracture surfaces of all three microstructures represented ductile fracture appearance, though the formation of adiabatic shear bands was noticed at dynamic torsion test. The susceptibility of forming adiabatic shear bands was greatest in the equiaxed microsoucture and lowest in the bimodal microstructure, which was evidenced by hot compression test.

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경추용 자립형 케이지의 실험적 평가 (Testing Evaluation for Stand-Alone Cervical Cage)

  • 백명현;이문환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.937-941
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    • 2016
  • Stand-alone cervical cage consists of a PEEK body, Ti plate, and screw, which are configured as a single-piece. Through a single operation, this implantable medical device is capable of completely fixing the cervical vertebral body. For example, instead of a plate, which is normally used, the intervertebral disc is removed and replaced with a cervical cage. It should be noted that in Korea, KFDA guidelines for a stand-alone cervical cage have not yet been suggested. Therefore, the aim of this study is to present the systematic study of the static compression test, static torsion test, dynamic compression test, and expulsion test. Further, the test method is designed to refer to the ASTM standard and relative literature.

Multi-potential capacity for reinforced concrete members under pure torsion

  • Ju, Hyunjin;Han, Sun-Jin;Kim, Kang Su;Strauss, Alfred;Wu, Wei
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권3호
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    • pp.401-414
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    • 2020
  • Unlike the existing truss models for shear and torsion analysis, in this study, the torsional capacities of reinforced concrete (RC) members were estimated by introducing multi-potential capacity criteria that considered the aggregate interlock, concrete crushing, and spalling of concrete cover. The smeared truss model based on the fixed-angle theory was utilized to obtain the torsional behavior of reinforced concrete member, and the multi-potential capacity criteria were then applied to draw the capacity of the member. In addition, to avoid any iterative calculation in the existing torsional behavior model, a simple strength model was suggested that considers key variables, such as the effective thickness of torsional member, principal stress angle, and strain effect that reduces the resistance of concrete due to large longitudinal tensile strain. The proposed multi-potential capacity concept and the simple strength model were verified by comparing with test results collected from the literature. The study found that the multi-potential capacity could estimate in a rational manner not only the torsional strength but also the failure mode of RC members subjected to torsional moment, by reflecting the reinforcing index in both transverse and longitudinal directions, as well as the sectional and material properties of RC members.

휨과 비틀림을 받는 프리캐스트 PSC 역T형 보와 직사각형 보의 거동 비교 (Comparison on the Behaviors of Inverted Tee and Rectangular Precast Prestressed Concrete Beams Under Combined Bending and Torsion)

  • 설동재;박상렬;유승룡
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.733-740
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    • 2004
  • 본 논문에서는 휨과 비틀림을 함께 받는 전형적인 건축분야의 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 역T형 보와 직사각형 보의 거동을 연구하였다. 연구 목적을 위하여 국내 건축시장에서 사용되고 있는 주차장 활하중 $5 kN/m^2$ 및 상가 활하중 $12 kN/m^2$ 의 역T형 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하였다. 또한 같은 길이의 보 밑면과 면적을 갖는 두개의 직사각형 콘크리트 보도 제작하였다. 따라서 설계 활하중과 단면형상이 다른 네 개의 보를 휭과 비틀림의 동시 작용 하에서 실험하여 그 결과를 분석하고 비교하였다. 실험결과 비틀림의 영향으로 시험체 모두 초기 균열 및 극한 휨의 강도가 저하되었다. 그러나 단면형상에 따라 사용하중 및 극한 하중 하에서의 하중 지지력에는 커다란 차이가 없는 것으로 나타났다.

순수(純粹)비틀림을 받는 철근(鐵筋)콘크리트 부재(部材)의 내력(耐力) (Strength of Reinforced Concrete Members in Pure Torsion)

  • 신현묵;김은겸;김선일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.125-133
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    • 1988
  • RC 부재(部材)에 대한 정밀도 높은 하중이력곡선(荷重履歷曲線)의 제안은 합리적인 설계법(設計法)의 수립이라는 관점으로 볼 때 매우 중요하다. 순수비틀림을 받는 RC 부재(部材)의 비틀림모멘트와 비틀림각(角) 관계곡선을 최근 제안한 사람은 Collins, Hsu 등이다. 그러나 그의 비틀림 내력평가(耐力評價) 결과는 극한상태를 제외하고는 모든 하중영역(荷重領域)에 있어서 상당히 과소평가되고 있다. 본 연구에서는 구성방정식(構成方程式)에 콘크리트의 인장강성(引張剛性) 및 수정된 콘크리트 softening 계수(係數)를 도입하여 임의의 하중단계에서도 비틀림내력(耐力)의 정밀도를 높이는데 그 목적(目的)을 두었다. 특히 이론해석(理論解析)의 타당성을 검토하고자 14체(體)의 RC 부재(部材)를 제작하여 재하실험(載荷實驗)을 실시하였다.

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소형 복합재 태양광 무인기 윙 리딩에지스킨 모델 비교 연구 (A Comparison Study of Wing Leading Edge Skin Models in Small Composite Solar-Powered UAVs)

  • 양용만;김용하;김종환;김영인;이수용
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.445-452
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    • 2017
  • 본 연구에서의 날개 앞전은 날개의 공기역학적인 기능뿐만 아니라 조류 등의 외부의 손상을 줄 수 있는 것으로부터 날개 내부 구성요소를 보호하고 안전한 항공기 운항을 위한 반드시 필요한 구조 요소이다. 복합재 무인기의 날개 경량화를 위한 최적의 제작 모델을 비교 검토하였다. MSC. Patran/Nastran을 이용한 유한요소해석을 통하여 비틀림 하중의 변위 형상을 비교 확인하였으며, 각 모델들의 비틀림 강도 실험을 통하여 적층 유형, 두께 변화 및 형상 적용에 따른 경량화 성능 개선을 확인하므로써 소형 복합재 무인기 최적의 경량화 날개 앞전스킨의 형태를 제시하였다.

비틀림전단시험에 의한 모래의 응력 -변형률 거동 (The Stress -Strain Behavior of Sand in Torsion Shear Tests)

  • 남정만;홍원표
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제9권4호
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    • pp.65-82
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    • 1993
  • 주응력회전시 모래의 응력-변형률 거동을 조사하기 위하여 Santa Monies해변의 모래에 대 한 비틀림전단시험이 여러가지 응력경로에 대해 실시되었다. 모래에 대한 비틀림전단시험에서는 점토에서와 달리 Torque의 작용방향을 시계방향과 반시계방향 모두에 대해 작용하였으며, 공시체의 측방변형량 측정도 내부압축실의 체적변형량으로부터 평균 변형량을 측정함으로 점토시 사용하였던 Clip gage를 제거하여 시험을 보다 편리하게 할 수 있었으며 어느 일부분에서 측정했던 측방변형을 대표값으로 사용하였던 단점을 보완하였다. 그리고 공시체의 제작은 모래를 공중낙하법에 의해 실시하여 밀도를 균등하게 만들었으며 공시체의 체적변형량은 COI 가스를 이용하여 체적변형량 측정을 보다 정확하게 할 수 있었다. 시험결과로부터 비틀림전단시험에 의한 모래의 응력 -변형률 거동이 조사되었으며 또한 주응력축 회전효과가 검토되었다. 그리고 연직응력이나 전단응력중 하나가 고정인 상태에서 다른 하중을 작용하였을시 선행하중에 의한 결합효과(coupling effect)에 의해 선행하중에 대한 전단변형률과 연직변형률이 계속 관찰되었다. 한편 축변형률에 대한 주응력비 o1/o3의 관계에서 파괴가 발생하는 축변형률의 위치는 축차주응력비 b(=(o2-o3)/(o1-o3))가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다.

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전방머리자세 대상자에 대한 목운동과 골반운동이 척추 굽이에 미치는 효과 (Effects of Neck and Pelvic Exercise Using Swiss Ball on Spinal Curve in Adults with Forward Head Posture)

  • 배원식;장철
    • 대한통합의학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.193-201
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    • 2021
  • Purpose : The purpose of this study was to compare the effect of pelvic exercise on the CVA and spinal curve in adults with forward head posture compared to the group using only neck exercise when pelvic exercise was performed in parallel with conventional neck exercise. Methods : GPS 400 and Formetric were used to identify craniovertebral angle (CVA), thoracic kyphosis, lumbar lordosis, and pelvic torsion and were measured by an experienced research manager. Forward head posture (FHP) was selected for people whose angle between the line connecting the ear ball and the seventh cervical spine and the horizontal line is 50 degrees or less. The 30 selected students were randomly divided into 15 experimental groups and 15 control groups. Mackenzie exercise and sling exercise were performed for neck exercise in both the experimental group and the control group, and pelvic exercise using a Swiss ball was additionally performed in the experimental group. All data collected in this study were analyzed using SPSS statistics 21.0. Cervical vetebral angle (CVA), thoracic kyphosis, lumbar lordosis, and pelvic torsion were compared at 0 weeks, 3 weeks, and 6 weeks for each measurement factor using ANOVA with repeated measures. For the statistical significance test, the significance level of α was set to .05. Results : The changes of pelvic torsion, thoracic kyphosis and CVA due to pelvic exercise using Swiss Ball and neck exercise were changed over time, but lumbar lordosis were not changed. And there were no significant differences among the groups. Conclusion : In conclusion, the pelvic correction exercise is considered to be an effective exercise for correcting the FHP and requires regular pelvic correction exercises. We expect the results to be used in clinical trials.

유한요소해석기법을 이용한 토크 시편의 축 오열 영향 분석 (Effects of Axial Misalignments on the Torque Specimens Using Finite Element Analysis)

  • 김주희;김윤재;허용학
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1461-1469
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    • 2011
  • 본 논문은 3 차원 유한요소해석 기법을 이용하여 토오크 시험을 위한 표준시험시편의 각도 및 동심 오열이 시편의 응력과 변형률 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과의 정량적 비교를 위해 각, 동심 및 복합 축 오열에 대한 평균 굽힘 변형률을 적용하였으며, 시편 형상에 따른 축 오열 영향을 확인하기 위해 환봉형 시편과 튜브형 시편에 대해 각각 유한요소해석을 실시하였다. 해석결과로부터 얻어진 변형률과 응력의 변화로 축 오열의 종류와 방향을 예측하는 일반적인 기준을 제시하였으며, 초기 항복조건을 적용하여 축 오열이 토오크 시편의 초기 항복 모멘트에 미치는 영향을 분석하였다.