• 제목/요약/키워드: equivalent force

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두경부암 방사선치료 시 선량 균일도 향상을 위한 Thermoplastic 구강 보상체의 개발 (Development of a Thermoplastic Oral Compensator for Improving Dose Uniformity in Radiation Therapy for Head and Neck Cancer)

  • 최준용;원영진;박지연;김종원;문봉기;윤형근;문수호;전종병;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권4호
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    • pp.269-278
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    • 2012
  • 두경부암 방사선치료 시 공동 경계면 및 주변 치료 부위의 선량 균일도 향상을 위하여 조직 등가의 thermoplastic 구강 보상체를 개발하였다. Thermoplastic의 유용성 평가를 위해, 기존에 사용해 오던 치과용 인상재료인 paraffin, alginate, 그리고 putty로 제작한 각 구강 보상체의 물성 및 선량 분포 향상도를 비교하였다. 물성 평가에는 강도 평가(압축 실험, 낙하 실험)와 자연변형도(시간에 따른 체적 변화) 평가를 수행하였으며, 개발한 선량 검증용 팬톰에 삽입한 유리선량계와 Gafchromic EBT2 필름을 이용하여 표면선량, 공동 경계면 선량 및 빔 측면도를 측정하여 전달 선량을 평가하였다. 두 달간 각 구강 보상체의 자연변형도 평가하였을 때, alginate는 수분증발로 최대 80% 체적 변화를 보였으나, thermoplastic을 포함한 나머지 조직 등가 물질은 체적 변화가 3% 미만으로 나타났다. 강도 평가 중 5회 반복한 1.5 m 높이의 자유 낙하실험에서 paraffin은 충격에 의하여 파손이 발생되었으나, thermoplastic은 낙하에 의한 파손이 발생되지 않았으며, 압축 강도 실험에서도 paraffin에 비하여 8배 이상의 높은 힘에서도 파손되지 않았다. 유리선량계를 이용한 선량 검증 결과, 1문 조사 시 조직등가[약 80 HU (Hounsfield Unit)]의 thermoplastic은 동일한 처방 선량 전달 시 약 1,000 HU 이상의 값을 나타내는 putty에 비해 4% 낮은 출력계수(monitor unit) 전달로 약 4.9%의 낮은 표면 선량을 전달하였다. 또한 빔 입사 방향을 기준으로 할 때, 구강 통과 후 경계면의 빔 측면도에서 선량 균일도 평가를 위해 측정한 조사영역 편평도는 air, thermoplastic, putty에서 각각 11.41, 3.98, 4.30으로 나타났다. Thermoplastic 구강 보상체는 조직 등가 물질로 기존에 사용해오던 구강 보상체에 비하여 강도가 높고 물질 변형 확률이 적으며, 구강을 포함을 경계면 및 주변 부위에 균일한 선량 분포를 형성할 수 있으므로 균일한 처방 선량 전달 및 피부 선량 감소가 가능하다.

다양한 크기와 주파수 그리고 감쇠를 갖는 상하방향 전신 충격진동에 대한 불편함 연구 (Study on Discomfort of Vertical Whole-body Shock Vibration Having Various Magnitudes, Frequencies and Damping)

  • 안세진;;유완석;정의봉
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.50-57
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    • 2007
  • Shocks are excited by impulsive forces and cause discomfort in vehicles. Current standards define means of evaluating shocks and predicting their discomfort, but the methods are based on research with a restricted range of shocks. This experimental study was designed to investigate the discomfort of seated subjects exposed to a wide range of vertical shocks. Shocks were produced from the responses of one degree-of-freedom models, with 16 natural frequencies (from 0.5 to 16 Hz) and four damping ratios (0.05 0.1, 0.2 and 0.4), to a hanning-windowed half-sine force inputs. Each type of shock was presented at five vibration dose values in the range $0.35\;ms^{-1.75}$ to $2.89\;ms^{-1.75}$. Fifteen subjects used magnitude estimation method to judge the discomfort of all shocks. The exponent in Stevens' power law, indicating the rate of growth in discomfort with shock magnitude, decreased with increasing fundamental frequency of the shocks. At all magnitudes, the equivalent comfort contours showed greatest sensitivity to shocks having fundamental frequencies in the range 4 to 12.5 Hz. At low magnitudes the variations in discomfort with the shock fundamental frequency were similar to the frequency weighting $W_b$ in BS 6841, but low frequency high magnitudes shocks produced greater discomfort than predicted by this weighting. At some frequencies, for the same unweighted vibration dose value, there were small but significant differences in discomfort caused by shocks having different damping ratios. The rate of increase in discomfort with increasing shock magnitude depends on the fundamental frequency of the shock. In consequence, the frequency-dependence of discomfort produced by vertical shocks depends on shock magnitude. For shocks of low and moderate discomfort, the current methods seem reasonable, but the response to higher magnitude shocks needs further investigation.

로터리 제진기의 Rake에 대한 설계 및 구조강도해석에 관한 연구 (A study on design and structural strength analysis for the rake of rotary screeners)

  • 노태정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.210-215
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    • 2017
  • 로터리 제진기의 rake에 대한 설계 및 구조강도 해석을 수행하였다. 수중부의 경우 물에 의해 발생되는 수중 마찰력 및 협착물에 발생되는 수중 마찰력 등을 계산하여 하중조건을 주었고, 수상부는 rake의 자중 $239kg_f$를 분포 하중으로 설정한 후 협착물의 위치에 따라 협착물 하중 $261kg_f$을 좌측, 중앙, 우측 집중하중으로 나누어서 해석하였다. 3가지 하중조건의 해석결과는 최대 등가응력이 모두 86MPa 이하이므로 3가지 하중조건 모두 소성변형이 발생하지 않고, 안전성이 있다고 판단되었다. 협착물의 무게와 물에 의한 마찰력에 따라 발생할 수 있는 하중에 대해 $1,000kg_f$, $1,300kg_f$, $1,500kg_f$ 3가지 하중으로 나누어서 해석하였다. $1,000kg_f$, $1,300kg_f$의 해석 결과의 경우 각각 143.6MPa, 186.6MPa의 등가응력이 발생하였고 소성변형이 발생하지 않아 안전성이 있는 반면에, $1,500kg_f$의 경우는 215.41MPa의 등가응력이 발생하였고 소성변형이 발생하고 안전성이 없다고 해석되었다. ANSYS를 활용한 로터리 제진기의 rake에 가해지는 하중에 대한 구조강도 해석의 결과는 기본설계의 지침이 될 수 있었으며, 이 시제품의 기능 및 성능시험을 통하여 유한요소해석의 결과를 신뢰할 수 있었다.

말뚝-지반-구조물의 동섬 상호작용 연구 (A Study on Dynamic Pile-Soil-Structure Interactions)

  • 이인모;이관호;김용진
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제7권1호
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    • pp.41-52
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    • 1991
  • 본 연구에서는 말뚝 기초로 지지된 상부 구조물의 동적 해석을 하였다. 구조물 해석에는 반무한체 방법을 이용하였으며, 이 방법의 입력자료가 되는 임퍼 던스 함수를 구하는 방법과 각 방법으로 구한 상부구조물의 거동을 상호 비교해 보았다. 먼저 단말뚝에 대한 임피던스 함수를 Equivalent Cantilever 방법, Novak이 제안한 방법, Gazetas가 제안한 방법, Kuhlemeyer가 제안한 방법으로 구하였으며, 군 효과는 Novak에 의 해 제안된 방법, 군 효과 비(Group Efficiency Ratio, GER), Poulos가 제안한 정적영향계수를 이용한 방법, Kaynia 8E Kausel이 제안한 동적영향계수를 이용한 방법 등을 이용하였으며, 구조물의 상부 변위, 저 면에서의 전단력과 휨모우먼트에 대한 상호 비교를 하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 각 방법으로 구한 강성과 감쇠 값은 그 차이가 상당히 크게 나타났으며, Novak이 제안한 방법이 가장 작고, Kuhlemeyer가 제안한 방법이 가장 크게 나타났다. 또한,각 방법에 의한 군효과를 비교, 분석해 본 결과 강성효과는 비교적 유사한 결과를 보이나, 감쇠의 경우 군효과의 차이가 큼을 알 수 있었다. 2.말뚝의 설치로 인해 상부변위는 200A이상 감소하였으며,반면에 말뚝 설치로 인한 강성 증가 효과로 인해 저면에서의 전단력과 휭모우먼트는 크게는 2배 이상 커짐을 알 수 있으며, 공명 현상을 일으키는 frequency가 약 2배 이상 증가함을 알 수 있다. 3. 말뚝 시스템의 강성과 감쇠의 산정시 주파수 종속값과 독립간을 사용한 차이로 인한 상부변 위,저 면에서의 전단력,횝모우먼트의 변화는 비교적 적은 것으로 나타났다. 4. 지진가속도가 커짐에 따라 말뚝의 설치에 의한 상부변위 감소 효과가 더욱 커짐을 알 수 있다.

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Feasibility Studies on Anaerobic Sequencing Batch Reactor for Sludge Treatment

  • Chang Duk;Hur Joon-Moo;Son Bu-Soon;Park Jong-An;Jang Bong-Ki
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제1권2호
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    • pp.125-136
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    • 1997
  • Digestion of a municipal wastewater sludge by the anaerobic sequencing batch reactor(ASBR) was investigated to evaluate the performance of the ASBR process at a critical condition of high-solids-content feed. The reactors were operated at an HRT of 10 days with an equivalent loading rate of 0.8-1.5 gVS/L/d at $35^{\circ}C.$ The main conclusions drawn from this study were as follows: 1. Digestion of a municipal wastewater sludge was possible using the ASBR in spite of high concentration of settleable solids in the sludge. The ASBRS with 3- and 4-day cycle period showed almost identical high digestion performances. 2. No adverse effect on digestion stability was observed in the ASBRS in spite of withdrawal and replenishment of $30\%\;or\;40\%$ of liquid contents. A conventional anaerobic digester could be easily converted to the ASBR without any stability problem. 3. Flotation thickening occurred in thicken step of the ASBRS throughout steady state, and floating bed volume at the end of thicken period occupied about $70\%$ of the working volume of the reactor. Efficiency of flotation thickening in the ASBRS could be comparable to that of additional gravity thickening of a completely mixed digester. 4. Solids were accumulated rapidly in the ASBR during start-up period. Solids concentrations in the ASBRS were 2.6 times higher than that in the completely mixed control reactor at steady state. Dehydrogenase activity had a strong correlation with the solids concentration. Dehydrogenase activity of the digested sludge in the ASBR was 2.9 times higher than that of the sludge in the control reactor, and about 25 times higher than that of the subnatant in the ASBR. 5. Remarkable increase in equivalent gas production of $52\%$ was observed at the ASBRS compared with the control reactor in spite of similar Quality of clarified effluent from the ASBRS and control reactor. The increase in gas production from the ASBRS was believed to be combined results of accumulation of microorganisms, higher driving force applied, and additional long-term degradation of organics continuously accumulated.

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Nutrient Requirements of Exercising Swamp Buffalo, Bubalus bubalis. II. Details of Work Energy of Cows and Its Relation to Heart Rate

  • Mahardika, I.G.;Sastradipradja, D.;Sutardi, T.;Sumadi, I.K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권7호
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    • pp.1003-1009
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    • 2000
  • Four young swamp buffalo cows of similar age ranging in body weight (W) between 280 to 380 kg and trained for doing physical exercise were used in two consecutive experiments, each using a latin square design, to determine energy expenditure for draught. The experiments consisted of field trials using 4 levels of work load, i.e. no work as control and loads amounting 450 to 500 Newton (N) continuous traction for respectively 1, 2 and 3 h daily for 14 consecutive days for experiment 1, and no work, traction loads equaling 5, 10 and 15% of W for 3 h daily for 14 days for experiment 2. Heart rate during rest and exercise was monitored using PE-3000 HR monitor. Cows were fed only king grass (Penisetum purpuroides) ad libitum and were subjected to balance trials. Body composition was estimated in vivo by the body density method and daily energy expenditure (EE) was calculated from ME minus RE. RE was calculated from the changes in body-protein and -fat measured before and immediately after the 14 d experimental period assuming an energy equivalent of 39.32 MJ/kg fat and 20.07 MJ/kg protein. $E_{exercise}$ ($EE_{work}\;-\;EE_{resting}$), which was the energy spent for doing the traction during 1, 2 and 3 h was 7.13, 15.45 and 19.90 MJ, respectively. $EE_{work}$ for the 1 h treatment group was 39.75 MJ/d equivalent to 1.30 times $EE_{resting}$. The values for the 2 and 3 h treatment groups were 1.75 and 1.86 times resting energy requirement, respectively. Absolute efficiency of work in all exercise trials of experiment 2 was around 27.28%. The increases of daily $E_{exercise}$ values were correlated to elevation of heart rate (HR) according to the equation $E_{exercise}=(0.270HR^{0.363}\;-\;1)$ MJ, while draught force related to heart rate according to the equation DF (N)=6.66 HR - 361.62. Blood glucose and triglyceride levels were gradually elevated with time during the course of exercise. Mean values of blood glucose were 91.7, 115.0 and 116.2 mg/dl for cows after 1, 2 and 3 h pulling loads at 15% W respectively as compared to 88.2 mg/dl prior to work. In the same order and treatment, mean blood triglyceride concentrations were 13.5, 13.3 and 14.8 mg/dl, and 11.5 mg/dl for control. For blood lactate, the values were 1.68, 1.63 and 1.66 mM, and 0.80 mM for control. Glucose was used as the major source of energy during the initial phase of exercise, but for prolonged work, fat will replace carbohydrate as the main substrate. Accumulation of lactate persisted for some time at the end of the exercise trials.

상악 중절치 근관치료후 수복 방법에 따른 응력 분포의 유한 요소 분석 (FINITE ELEMENT ANALYSIS OF STRESS DISTRIBUTION ACCORDING TO THE METHOD OF RESTORATION AFTER ROOT CANAL THERAPY)

  • 이재영;이정식
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제19권2호
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    • pp.549-567
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    • 1994
  • Restoration of severly damaged teeth after endodontic treatment had been an interest to many dentists, and it is a fact that there have been lots of studies about it. In these days, although we have used Para-Post, pins, threaded steel post, cast gold post and core, and so on, as a method of restoration frequently, it has been in controversy with the influence of them on the teeth and surrounding periodontal tissue. In this study, we assume that the crown of the upper incisor have severly damaged, so, after the root canal therapy, 4 types of restoration had been carried out; 1) coronal-radicular amalgam restoration, 2) after setting up the Para-Post, restore with composite resin core only, 3) after setting up the Para-Post; restore with amalgam core, then cover with the PPM crown 4) after setting up the Para-Post, restore with composite core, then cover with the PPM crown. After restoration, in order to observe the concentration of stress at internal portion of the teeth and the sourrounding periodontal tissue, developing a 2-dimensional finite element model of labiopalatal section, then loading forces from 3 direction - direction of 45 degrees from lingual side near the incisal edge, horizontal direction from labial height of contour, vertical direction at the incisal edge-were applied. The analyzed results were as follows: 1. Stress of the normal central incisor was concentrated on the dentin aroundpulp chamber, labiocervical portion of a tooth and root apex, but with the alveolar bone, in the case of load from the direction of 45 degrees from lingual side near the incisal edge showed remarkable concentration of stress: 2. Coronal-radicular amalgam technique -showed less concentration of stress on the root and surrounding periodontal tissue than the restoration with the Para-Post. 3. The von Mises equivalent stress on the Para-Post showed maximum value at root-core junction rather than both ends and model with PPM restoration with amalgam core showed the least concentration of stress. Only the force from horizontal direction showed large shear stress on internal portion of the root, root apex and alveolar bone. 4. PPM crown with composite core rarely showed the concentration of stress on root and periodontal tissue. 5. As for alveolar bone, remarkable shear stress was concentrated on labial and palatal side by horizontal load.

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단일 현장타설말뚝의 가상고정점 설계 및 분리해석 적용성 평가 (Application of Virtual Fixed Point Theory and Discrete Analysis for Pile Bent Structures)

  • 김재영;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권7호
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    • pp.57-74
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    • 2013
  • 본 연구에서는 단일 현장타설말뚝의 가상고정점 해석과 기둥과 말뚝을 3차원 전체 모델링한 해석을 비교 분석하여 가상고정점 해석의 적정성을 평가하였다. 또한, 가상고정점 해석을 보완하기 위하여 단일 현장타설말뚝의 기둥과 말뚝을 분리하여 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 분리해석을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 주요 영향인자에 따라 그 거동을 분석하였다. 본 연구결과, 가상고정점을 고려한 해석에서의 침하량과 수평 변위는 전체 모델링한 해석과 비교하여 작게 발생했으나, 축력과 휨모멘트는 크게 나타났다. 따라서 가상고정점을 통한 해석법은 실제 구조물 거동과 다른 단부조건으로 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동을 파악하기엔 무리가 있음을 알 수 있었다. 또한, 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 가상고정점 해석에서 상하부 일체해석으로 넘어가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

사장교의 기하학적 비선형 거동의 해석적 연구 (Analytical Study of Geometric Nonlinear Behavior of Cable-stayed Bridges)

  • 김승준;이기세;김경식;강영종
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권1A호
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    • pp.1-13
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    • 2010
  • 본 연구에서는 사장교의 기하학적 비선형 거동을 기하학적 비선형 유한요소 해석을 통해 분석한다. 사장교의 주탑 및 거더는 휨 모멘트 뿐만 아니라 케이블의 장력에 의해 축력이 작용한다. 즉, 거더와 주탑은 보-기둥 부재와 같이 휨모멘트와 축력의 상호작용에 의한 대변위 거동을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 기하학적 비선형 해석을 통해 완성계 사장교의 대변위 효과, 주탑 및 거더의 보-기둥 효과 그리고 케이블의 새그효과가 모두 고려된 비선형 거동을 검토하였다. 거더 및 주탑은 6자유도 프레임 요소로 모사하고 사장교 케이블은 새그효과를 효율적으로 고려하기 위해 3자유도 등가 트러스 요소를 사용하여 모사하였다. 해석은 먼저 사하중에 대한 초기 형상 해석을 통해 사하중을 고려하고, 이 후 각기 다른 형태의 활하중에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다. 해석 후 각 모델의 변형형상, 각 주요 지점의 하중-변위곡선, 케이블 장력의 변화등의 정량적 수치를 분석하여 고려한 활하중 형태 및 사장교 형식에 대한 주요 기하학적 비선형 거동을 규명하였다.

지대치 coping형태에 따른 overdenture하에서 하악 응력에 관한 유한요소법적 분석 (FINITE ELEMENT ANALYSIS OF MANDIBULAR STRESSES INDUCED BY OVERDENTURE WITH DIFFERENT DESIGNS OF ABUTMENT COPINGS)

  • 박해균;정재헌;조규종
    • 대한치과보철학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.141-170
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    • 1991
  • This study was to analyze the displacement and the magnitude and mode of distribution of the stresses in the lower overdenture, the mucous membrane, the abutment teeth and the mandibular supporting bone when various abutment designs were subjected to different loading schemes. For this study, the two-dimensional finite element method was used. The models of overdenture and mandibe with the canine and the second premolar remaining, were fabricated. In the first design, a 1 mm space was prepared between the denture and the dome abutment with the height of 2 mm(OS). In the second design, a contact between the denture and the occlusal third of the dome abutment with the hight of 2 mm was prepared(OC). In the third design, a 0.5 mm space was prepared between the denture and 8 degree tapered cylindrical abutments with the height of 7 mm(TS). In the fourth design, a contact between the denture and the occlusal two thirds of the conical abutments with the height of 7 mm was prepared(TC). In order to represent the same physiological condition as the fixed areas of the mandible under loading schemes, the eight nodes which lie at the mandibular angle, the coronoid process and the mandibular condyle were assumed to be fixed. Each model was loaded with a magnitude of 10 Kgs on the first molar region (P1) and 7 Kgs on the central incisor region (P2) in a vertical direction. The force of 10 Kgs was then applied distributively from the first premolar to the second molar of each motel in a vertical direction (P3). The results were as follows: 1. The vertical load on the central incisor region(P2) produced the higher displacement and stress concentration than that on the posterior region(P1, P3). 2. The case of space between abutment and denture base produced higher displacement than that of contact, and the case of long abutment produced higher displacement than that of short abutment because of low rigidity of denture base. 3. The magnitude of the torque and vertical force to the abutment teeth and the stress distribution to the denture base was higher in the telescope coping than in the overdenture coping. 4. The vertical load on the central incisor region(P2) produced higher equivalent stress in the mandible than that on the posterior region(P1, P3). 5. The case of space between abutment and denture base produced better stress distribution to the farther abutment from the loading point than that of contact. 6. In case of sound abutment teeth, the type of telescope coping can be used, hilt in case of weak abutment, the type of overdenture coping is considered to be favorable generally.

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