• 구강회복응용과학지
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• 제21권2호
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• pp.169-182
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• 2005

The purpose of this study was to compare the stress distribution around the surrounding bone according to the splinted and non-splinted conditions on the finite element models of the two implant crowns with the different vertical bone level. The finite element model was designed with the parallel placement of the two fixtures ($4.0mm{\times}11.5mm$) with reverse buttress thread on the mandibular 1st and 2nd molars. As the bone quality, the inner cancellous bone and the outer 2 mm cortical bone were designed, and the cortical and cancellous bone were assumed to be perfectly bonded to the implant fixture. The splinted model(Model 1) had 2 mm contact surface and the non-splinted model(Model 2) had $8{\mu}m$ gap between two implant crowns. Two group (Splinted and non-splinted) was loaded with 200 N magnitude in the vertical and oblique directions on the loading point position on the central position of the crown, the 2 mm and 4 mm buccal offset point from the central position. Von Mises stress value was recorded and compared in the fixture-bone interface in the bucco-lingual and mesio-distal sections. The results were as follows; 1. In the vertical loading condition of central position, the stress was distributed on the cortical bone and the cancellous bone around the thread of the fixture in the splinted and non-splinted models. In the oblique loading condition, the stress was concentrated toward the cortical bone of the fixture neck, and the neck portion of 2nd molar in the non-splinted model was concentrated higher than that of 1st molar compared to the splinted model. 2. In the 2 mm buccal offset position of the vertical loading compared to the central vertical loading, stress pattern was shifted from apical third portion of the fixture to upper third portion of that. In the oblique loading condition, the stress was distributed over the fixture-bone interface. 3. In the 4 mm buccal offset position of the vertical loading, stress pattern was concentrated on the cortical bone around the buccal side of the fixture thread and shifted from apical third portion of the fixture to upper third portion of that in the splinted and non-splinted models. In the oblique loading, stresses pattern was distributed to the outer position of the neck portion of the fixture thread on the mesio-distal section in the splinted and non-splinted models. Above the results, it was concluded that the direction of loading condition was a key factor to effect the pattern and magnitude of stress over the surrounding bone of the fixture under the vertical and oblique loading conditions, although the type with or without proximal contact did not effect to the stress distribution.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제9권5호
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• pp.371-380
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• 2017

PURPOSE. The aim of this study is to evaluate and compare the stress distribution in Locator attachments in mandibular two-implant overdentures according to implant locations and different loading conditions. MATERIALS AND METHODS. Four three-dimensional finite element models were created, simulating two osseointegrated implants in the mandible to support two Locator attachments and an overdenture. The models simulated an overdenture with implants located in the position of the level of lateral incisors, canines, second premolars, and crossed implant. A 150 N vertical unilateral and bilateral load was applied at different locations and 40 N was also applied when combined with anterior load at the midline. Data for von Mises stresses in the abutment (matrix) of the attachment and the plastic insert (patrix) of the attachment were produced numerically, color-coded, and compared between the models for attachments and loading conditions. RESULTS. Regardless of the load, the greatest stress values were recorded in the overdenture attachments with implants at lateral incisor locations. In all models and load conditions, the attachment abutment (matrix) withstood a much greater stress than the insert plastic (patrix). Regardless of the model, when a unilateral load was applied, the load side Locator attachments recorded a much higher stress compared to the contralateral side. However, with load bilateral posterior alone or combined at midline load, the stress distribution was more symmetrical. The stress is distributed primarily in the occlusal and lateral surface of the insert plastic patrix and threadless area of the abutment (matrix). CONCLUSION. The overdenture model with lateral incisor level implants is the worst design in terms of biomechanical environment for the attachment components. The bilateral load in general favors a more uniform stress distribution in both attachments compared to a much greater stress registered with unilateral load in the load side attachments. Regardless of the implant positions and the occlusal load application site, the stress transferred to the insert plastic is much lower than that registered in the abutment.

• 재활복지공학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.45-50
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• 2012

흉 요추 보조기는 후만증 관련 증상의 진행을 예방하고 통증을 완화시키기 위한 목적으로 노인성 후만증 환자의 재활을 위하여 이용되고 있다. 최근 다양한 형태의 흉 요추 보조기가 개발되고 있으나 생체역학적 효과에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 세 가지 형태 (Type 1, one-connecting frame type; Type 2, two-connecting frame type; Type 3, all-in-one type)의 흉 요추 보조기와 몸통 (trunk)의 유한요소 모델을 구현하여 보조기 착용 후 운동성 변화에 따른 몸통에서의 압력 분포 및 보조기의 응력을 비교 분석하였다. 신전 운동 시 몸통에서 확인되는 압력의 분산은 일체형의 형태를 가지는 Type 3에 의해서 가장 고르게 이루어졌으며 connecting frame 형태의 Type 1과 Type 2의 압력 분포 패턴은 크게 차이가 나지 않았다. 보조기 착용에 따른 몸통의 운동성은 Type 2 ($11.3{\sim}13.9^{\circ}$), Type 1 ($12.1{\sim}15.4^{\circ}$)와 비교하여 Type 3 ($8.5{\sim}9.4^{\circ}$)에 의하여 가장 크게 제한되었다. 모든 Type의 보조기는 20% 미만의 파단 가능성을 보였다. 따라서, 보조기 착용에 따른 등압 분포 및 운동성의 결과로 미루어 볼 때, 일체형의 흉 요추 보조기가 후만증 환자 재활에 있어 높은 효과를 제공할 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.491-499
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• 2002

직교이방성 적층평판해석을 위해 퇴화 쉘요소에 기초를 둔 p-version 유한요소법이 제안되었다. 이 모델의 비선형 정식화과정에서 기하비선형의 경우 von Karman의 대변형-소변형률 가정을 설명하기 위해 Total Lagrangian 방법이 채택되었으며, 재료비선형의 경우 Huber-Mises의 항복기준과 변형률경화 항복함수에 근거를 둔 Prandtl-Reuss 유동법칙이 사용되었다. 재료모델은 이방성을 표현하는 매개변수에 의해 이방겅재료를 고려할 수 있도록 하였다. 적층평판이론으로는 전단변형 효과를 고려할 수 있는 등가단출이론(ESL Theory)에 기초를 두었기 때문에 두 적층간 계면에서의 전단변형률은 연속이라는 조건을 갖게된다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되었으며 형상함수의 차수는 1차에서 10차까지 변화시킬 수 있다. 또한, Causs-Lobatto 수치적될법을 사용하기 때문에 기존의 가우스 적분점에서 계산되던 응력값은 이 적분법의 적분점이 절점에 위치하므로 절점에서 바로 응력값이 산출되도록 하였다 극한하중 수렴성, 비선형 효과, 소성역의 형상 등의 비교관점을 통해 p-version 유한요소 모델의 적정성을 보이고자 하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제28권1호
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• pp.43-49
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• 1998

본연구는 유한요소 분석법의 사용으로 세가지 형태의 브라켓에 tipping과 torquing force를 부여하여 응력분포를 알아보고 또한 스테인레스 스틸과 세라믹의 재질을 임의 설정하여 응력 분포를 알아보아 생 역학적으로 우수한 브라켓을 디자인 하는 데 기초가 되기위해 수행되었다. 선정된 세가지 브라켓은 A:Transcend(Unitek) B:Signature(RMO) C:PAW(Plane Arch Wire appliance) 이었다. 철선은 0.0175x0.025 스테인레스 스틸과 C형은 새롭게 고안된 마름모꼴 철선이 이용되었다. tipping force는 4.27N을 브라켓의 wire slot의 gingival wall의 mesial surface와 대각선으로 대칭되는 면에 각각의 node에 분력의 형태로 작용시켰다. torquing force는 couple force의 형태로 32.858N을 19.7도 회전하였고 bracket C형은 동량의 힘을 11.3도 회전하여 X와 Y의 방향으로 분력의 형태로 나누어 해석하였고 von Mises stress(최대상당응력)가 각 브라켓에서 기록되었다. 이에 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 유한요소 해석을 통해 브라켓과 wire slot을 실제로 제작하지 않고도 각각의 재료에 따른 응력분포를 예측할 수 있었다. 둘째, 응력의 집중부위는 Tipping시 브라켓 A, B, C모두 유사하게 나타났는데 브라켓 wire slot의 gingival wall과 mesial surface가 만나는 부위와 wire slot의 incisal wall과 distal surface가 만나는 부위였다. Torquing시 wire slot의 길이 방향을 따라 넓게 분포되었고 gingival wall과 협면으로 이행되는 모서리 그리고 incisal wall내면에 집중되었다. 셋째, 브라켓에 작용하는 응력은 Tipping에 의한 것보다는 Torquing에 의한 영향이 더 큼을 알수 있었으며 Torquing force를 기준으로 브라켓을 설계하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 넷째, 브라켓의 형상과 함께 재료의 변화가 응력감소에 영향을 미치는 것으로 사료되므로 브라켓 제작시 한가지 재료보다 응력이 많이 받는 부위는 다른 재료를 사용하여 응력의 분포를 줄일수도 있음을 알수있었다. 다섯째, 사용하기에 용이하고 운용이 효율적일 것으로 판단되는 브라켓C형(PAW브라켓)은 응력집중현상이 다른 두 브라켓보다 크게 나타났으므로 이의 제작시 기계적 성질이 우수한 재료를 사용해야 할 것으로 사료되었다.