• 제목/요약/키워드: lever arm

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Lingual sliding mechanics의 lever arm 효과에 대한 유한요소분석 (Finite element analysis of effectiveness of lever arm in lingual sliding mechanics)

  • 김경희;이기준;차정열;박영철
    • 대한치과교정학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.324-336
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    • 2011
  • 전치의 후방 견인 시 적절한 치아 이동 상태 조절은 필수적이다. 설측 장치를 이용한 레버 암 길이의 조절을 통하여 치아 이동에 관한 연구는 있었으나 3차원적인 변위 양상에 대한 연구는 많이 이루어지지 않은 실정이다. 이에 본 연구는 상악 전치부의 레버 암(lever arm)의 길이를 5 mm 단위로 20 mm까지 증가시켰으며 대구치와 TPA (trans palatal arch) 상에 있는 견인 훅(hook)의 위치를 달리 하여 200 gm의 후방 견인력을 가했을 때 나타나는 치아 변위 양상과 응력분포를 3차원적 유한요소분석을 통하여 알아보고자 하였다. 이를 위하여 아시아 성인의 표본조사를 통해 제작된 치아모형(Nissan Dental Product, Kyoto, Japan)을 3차원적으로 스캐닝한 후 상악치아, 치주인대, 치조골에 대한 유한요소 모델을 제작하였다. 각 치아의 절단연과 치근첨의 이동량을 x, y, z 좌표에서 각각 계산하여 치열의 변위 양상을 분석하고 von Mises 응력 분포를 계측하였다. 연구 결과, 정상 교합 모형의 레버 암 길이가 15 mm, 20 mm인 경우 전치 절단연과 치근첨의 설측 변위가 유도되었다. 본 실험의 조건 중 20 mm에서 치근첨의 설측 변위는 최대로 나타났다. 구치부 견인 훅이 치근첨에 있을 때 대구치 치관은 원심 방향으로 변위되었다. 또한 레버 암의 길이가 20 mm인 경우 전치부의 정출은 미약하였고 견치 치관은 협측 방향으로 전위되었다. 이 때 구치부 견인 훅의 위치가 TPA의 구개 중앙 측에 있을 때보다 가장자리 측에 있을 때 견치 치관은 더 많이 전위되었다. 이상의 결과를 토대로 설측 장치를 이용한 상악 6전치의 후방 견인 시 레버 암의 길이가 길고 구치부 견인 훅의 위치가 구개 중앙부에 있을 때 전치부 절단연(incisal edge)의 정출 없이 견치의 측방 전위 및 전치부 절단연과 치근첨의 설측 변위가 공히 나타남을 알 수 있었다.

$H_{\infty}$ filter for flexure deformation and lever arm effect compensation in M/S INS integration

  • Liu, Xixiang;Xu, Xiaosu;Wang, Lihui;Li, Yinyin;Liu, Yiting
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권3호
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    • pp.626-637
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    • 2014
  • On ship, especially on large ship, the flexure deformation between Master (M)/Slave (S) Inertial Navigation System (INS) is a key factor which determines the accuracy of the integrated system of M/S INS. In engineering this flexure deformation will be increased with the added ship size. In the M/S INS integrated system, the attitude error between MINS and SINS cannot really reflect the misalignment angle change of SINS due to the flexure deformation. At the same time, the flexure deformation will bring the change of the lever arm size, which further induces the uncertainty of lever arm velocity, resulting in the velocity matching error. To solve this problem, a $H_{\infty}$ algorithm is proposed, in which the attitude and velocity matching error caused by deformation is considered as measurement noise with limited energy, and measurement noise will be restrained by the robustness of $H_{\infty}$ filter. Based on the classical "attitude plus velocity" matching method, the progress of M/S INS information fusion is simulated and compared by using three kinds of schemes, which are known and unknown flexure deformation with standard Kalman filter, and unknown flexure deformation with $H_{\infty}$ filter, respectively. Simulation results indicate that $H_{\infty}$ filter can effectively improve the accuracy of information fusion when flexure deformation is unknown but non-ignorable.

카메라와 초기상태 정보가 없는 INS간 물리적 관계를 위한 수학적 모델링 (A Mathematical Modeling for the Physical Relationship between Camera and the Unknown Initial State of INS)

  • Chon Jae-Choon;Shibasaki Ryosuke;Zhao Huijing
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.145-149
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    • 2006
  • 모바일 맹핑시스템에 장착되어 있는 카메라와 INS의 물리적 관계 (두 좌표축 간의 거리(lever-arm) 와 각도(boresight) 캘리브레이션은 카메라 영상의 지리적 정보를 생성하기 위해 필요로 한다. 이 목적을 위해 기존연구는 카메라 캘리브레이션을 통하여 이 물리적 관계를 추정하고 있다. 카메라 캘리브레이션은 3차원 좌표가 할당된 타겟을 이용하여 움직이는 카메라의 렌즈 왜곡과 내/외부 표정 계산하는 것이다. 이 추정에서, 저가의 INS의 초기상태인 자세, 각도는 사용자의 측량에 의해 결정이 된다. 만약 정교한 측량이 없을 경우, 카메라 영상의 지리적 정보는 잘못된 정보를 제공 할 것이다. 정교한 측량의 어려움을 피하기 위해, 본 논문은 카메라와 초기상태 정보가 없는 INS간의 물리적 관계를 위한 수학적 모델을 설계하였다. 시스템에 장착된 카메라와 INS의 초기 기준 좌표계의 관계는 lever-arm과 boresight을 이용한 좌표축 변환으로 정의 될 수 있으며, 이 시스템이 이동 후, 카메라 초기 기준 좌표계에서 INS의 위치는 두 개의 벡터 경로로 정의 될 수 있다. 이 두 벡터 경로는 카메라와 INS의 상대 외부표정의 관계를 이용하여 계산된 벡터들의 조합으로 정의된다. 본 논문은 여러 쌍의 경로로부터 lever-arm과 boresight을 추정하였다.

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Comparison of inclination and vertical changes between single-wire and double-wire retraction techniques in lingual orthodontics

  • Hung, Bui Quang;Hong, Mihee;Yu, Wonjae;Kyung, Hee-Moon
    • 대한치과교정학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.26-32
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    • 2020
  • Objective: The Heat Induction Typodont System (HITS), used in some recent studies, has a distinct advantage over previous tooth movement simulation methods. This study aimed to compare inclination and vertical changes between the single-wire and double-wire techniques during en masse retraction with different lengths of lever arms in lingual orthodontics using an upgraded version of the HITS. Methods: Duet lingual brackets, which have two main slots, were used in this study. Forty samples were divided into four groups according to the length of the lever arm (3-mm or 6-mm hook) and the retraction wire (single-wire or double-wire). Four millimeters of en masse retraction was performed using lingual appliances. Thereafter, 3-dimensional-scanned images of the typodont were analyzed to measure inclination and vertical changes of the anterior teeth. Results: Incisor inclination presented more changes in the single-wire groups than in the double-wire groups. However, canine inclination did not differ between these groups. Regarding vertical changes, only the lateral incisors in the single-wire groups presented significantly larger values than did those in the double-wire groups. Combining the effect of hook lengths, among the four groups, the single-wire group with the 3-mm hook had the highest value, while the double-wire group with the 6-mm hook showed the least decrease in crown inclination and extrusion. Conclusions: The double-wire technique with an extended lever arm provided advantages over the single-wire technique with the same lever arm length in preventing torque loss and extrusion of the anterior teeth during en masse retraction in lingual orthodontics.

Palatal en-masse retraction of segmented maxillary anterior teeth: A finite element study

  • Park, Jae Hyun;Kook, Yoon-Ah;Kojima, Yukio;Yun, Sunock;Chae, Jong-Moon
    • 대한치과교정학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.188-193
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    • 2019
  • Objective: The aim of this finite element study was to clarify the mechanics of tooth movement in palatal en-masse retraction of segmented maxillary anterior teeth by using anchor screws and lever arms. Methods: A three-dimensional finite element method was used to simulate overall orthodontic tooth movements. The line of action of the force was varied by changing both the lever arm height and anchor screw position. Results: When the line of action of the force passed through the center of resistance (CR), the anterior teeth showed translation. However, when the line of action was not perpendicular to the long axis of the anterior teeth, the anterior teeth moved bodily with an unexpected intrusion even though the force was transmitted horizontally. To move the anterior teeth bodily without intrusion and extrusion, a downward force passing through the CR was necessary. When the line of action of the force passed apical to the CR, the anterior teeth tipped counterclockwise during retraction, and when the line of action of the force passed coronal to the CR, the anterior teeth tipped clockwise during retraction. Conclusions: The movement pattern of the anterior teeth changed depending on the combination of lever arm height and anchor screw position. However, this pattern may be unpredictable in clinical settings because the movement direction is not always equal to the force direction.

단순지지된 RC보에서의 아치효과를 고려한 전단변형적합조건 (Shear Compatibility Condition with Arch Action in Simply Supported RC Beam)

  • 이성철;조재열;김우;박병선
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.847-850
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    • 2008
  • 집중하중을 받는 콘크리트 보 부재의 경우 전단 경간에서 내부 모멘트 팔길이가 변화하는 아치 현상이 발생하게 된다. 최근 이러한 점을 고려한 전단해석모델이 개발되었으나, 복부 요소의 전단 거동해석에 있어서 그 해석 과정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 철근의 재료 성질을 항복 후 완전 소성거동을 보이는 것으로 간주하여 해석할 수밖에 없는 단점을 지니고 있다. 또한, 아치 작용에 의한 전단력의 비율을 산정하는데 있어 이용되는 전단변형적합조건에서 내부 모멘트 팔길이의 변화가 고려되어 있지 않아 전단경간에 따른 전단변형률의 분포가 실험으로부터 측정되는 분포 경향과 일치하지 않는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 아치 효과를 고려한 콘크리트 보 부재의 전단해석모델에서 복부 요소의 전단 해석을 좀 더 간편화하여 일반적인 철근의 재료 모델을 적용할 수 있도록 하였다. 또한, 내부 모멘트 팔길이의 변화를 고려한 전단변형적합조건을 유도하여 실제 보 부재의 전단 경간에서의 변형률의 경향을 보다 잘 묘사할 수 있는 전단해석모델을 제시하였다. 제시된 전단해석모델은 집중하중을 받는 콘크리트 보 부재의 전단 거동 예측에 유용할 것으로 사료된다.

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유연 힌지를 이용한 이중레버 시스템의 변위증폭 메카니즘에 관한 연구 (A Study on the Displacement Magnification Mechanism of Two-Lever System using Flexure Hinge)

  • 제원수;예상돈;민병현
    • 한국기계가공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.60-65
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    • 2008
  • The high-technology industries including a semi-conductor and an information communication need an ultra-precision technology from the technological points of view. Nano technology based on an ultra-precision technology is being studied to overcome the delicate technology that may occur in the semi-conductor fields. Then, the transferring equipment with high resolution and long displacement becomes an important technology. The goal of this study is to analyze the displacement magnification mechanism driven by piezoelectric actuator which has high resolution and fast response characteristics using flexure hinge with the merits of soft displacement, negligible back-lash and stick-slip, and no-lubrication. The analyses to reduce the magnification losses occurred during the magnification process are performed using ANSYS software based on FEM. The five design variables such as arm thickness, thickness of hinge, radius of hinge, length of input side at the 1st lever and magnification ratio of 1st lever are optimized to induce the maximum magnification ratio using Taguchi method.

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교정용 미니스크류를 이용한 연속호선과 분절호선의 유한요소분석 (Three dimensional finite element analysis of continuous and segmented arches with use of orthodontic miniscrews)

  • 이언화;유형석;이기준;박영철
    • 대한치과교정학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.237-254
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    • 2011
  • 설측의 연속호선과 분절호선의 3차원 유한요소 모델에서 레버암의 길이와 미니스크류의 위치를 달리하여 전치부 후방 견인 시의 변위 양상을 비교하였다. 구개 경사면 견인 시, 두 호선 공히 레버암이 짧을수록 전치부의 설측 경사 이동을, 20 mm인 경우 중절치의 치체 이동 및 견치의 치근 이동 양상을 나타냈다. 정중구개봉합부 견인 시의 변위양상은 구개 경사면의 경우와 유사하였으나, 레버암이 20 mm인 두 호선에서 절치의 치체 이동 및 연속호선에서 전치부의 함입 소견을 보였다. 호선 종류에 관계없이 레버암이 길어질수록 절치의 정출은 감소하였고, 구개 경사면에서의 견인인 경우와 함께 견치의 협측 변위가 증가하였으며, 분절호선에서 변위량이 많았다. 연속호선상의 제2소구치는 근심 경사 이동 및 함입 소견을, 대구치는 레버암이 길수록 원심 이동 및 협측 변위를 나타낸 반면, 분절호선상의 구치부도 3차원적 이동 양상을 나타냈으나 변위량은 미미하였다. 전치부 후방 견인 시 레버암 작용에 의해 절치의 경사 이동과 견치의 측방 이동 경향이 있었으며, 치체 이동을 위해서는 약 20 mm의 레버암을 추천할 수 있다. 또한 호선의 종류가 치열 변위 양상 및 변위량에 차이를 나타냈다.