Statement of problem. In distal extension removable partial denture, the preservation of health of abutment teeth is very important, but abutment teeth are subjected to unfavorable stress. Purpose. The purpose of this study was to investigate the biomechanical effects of mandibular removable partial dentures with various prosthetic designs using strain gauge analysis. Material and methods. Artificial teeth of both canines were anchored bilaterally in a mandibular edentulous model made of resin. Bilateral distal extension removable partial dentures with splinted and unsplinted abutments were fabricated. Group 1 : Clasp-retained mandibular removable partial denture with unsplinted abuhnents Group 2 : Clasp-retained mandibular removable partial denture with splinted abutments by 6-unit bridge Group 3 : Bar-retained mandibular removable partial denture Strain gauges were bonded on the labial plate of the mandibular resin model, approximately 2 mm close to the abutments. Two vertical experimental loadings (100N and 200N) were applied subsequently via two miniature load cells that were placed at mandibular first molar regions. Strain measurements were performed and simultaneously monitored from a computer connected to data acquisition system. For within-group evaluations, t-test was used to compare the strain values and for between-group comparisons, a one-way analysis of variance (ANOVA) was used and Duncan test was used as post hoc comparisons. Results. Strain values increased as the applied load increased from 100N to 200N for all groups (p<.05). The strain values of group 1 and 2 were tensile under loadings. In contrast, strain values of group 3 were compressive in nature. Under 100N loading, group 1 showed higher strain values than group 3 in absolute quantity (p<.05). Under 200N loading, group 3 showed higher strain values than group 1 and 2 in absolute quantity (p<.05). Group 1 showed higher strain values than group 2 (p<.05). Conclusion. Splinting of two isolated abutments by bridge reduced the peri-abutment strain in comparison with unsplinted abutments. Strain of bar-retained removable partial denture increased much more as applied load increased, but was compressive in nature.
This paper proposes a robot hand for a violin-playing robot and introduces a newly developed robot finger. The proposed robot hand acts as the left hand of the violin-playing robot system. The violin fingering plays an important role in determining the tone or sound when the violin is being played. Among the diverse types of violin fingering playing, it is not possible to produce vibrato with simple position control. Therefore, we newly designed a three-axis load cell for force control, which is mounted at the end of the robot finger. Noise is calculated through an analysis of the resistance difference across the strain gauge attached to the proposed three-axis load cell. In order to ensure the stability of the three-axis load cell by analyzing the stress distribution, the strain generated in the load cell is also verified through a finite element analysis. A sound rating quality system previously developed by the authors is used to compare and analyze the sound quality of the fourth-octave C-note played by a human violinist and the proposed robot finger.
In the present study the behavior of fire and the residual strength of fire-ignited RC slabs are investigated by experimental tests and numerical simulations. The fire tests of RC slabs were carried out in a furnace using the ISO 834 standard fire. The load capacity of the cooled RC slabs that were not loaded during the fire tests was evaluated by additional 3 point bending tests. The influence of the proportion of PP (polypropylene) fibers in the RC slabs on the structural behavior of the RC slabs after the fire loading was investigated. The results of the fire tests showed that the maximum temperature of concrete with PP fiber was lower than that of concrete without PP fiber. As the concrete was heated, the ultimate compressive strength decreased and the ultimate strain increased. The load-deflection relations of RC slabs after fire loading were compared by using existing stress-strain-temperature models. The comparison between the numerical analysis and the experimental tests showed that some numerical analyses were reliable and therefore, can be applied to evaluate the ultimate load of RC slabs after fire loading. The ultimate load capacity after cooling down the RC slabs without PP fiber showed a considerable reduction from that of the RC slabs with PP fiber.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.51
no.6
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pp.489-494
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2014
Estimation of correct ice load under various operating conditions is important during the design and the operation stages of an icebreaker. Normal operating conditions are expected from the official field ice trials and also from general ice transit action. In this paper ice load for the Korean icebreaking research vessel, ARAON, under normal operating condition, is discussed. Published ice load data from full-scale sea trials of six icebreakers were analysed to derive an empirical ice load prediction formula. The IBRV ARAON had sea ice trials during 2010 and 2012 summer season. Strain gauge signal were recorded during her icebreaking voyage and the measured strain data were converted to the equivalent hull stress values. The effect of ARAON's speed in ice and the hull stresses are investigated. By comparing the empirical formula and ice load calculation based von measured data, it is recommended to use the empirical ice load estimation formula for the initial design stage.
The long-term effect of ambient temperature on bridge strain is an important and challenging problem. To investigate this issue, one year data of strain and ambient temperature of a long-span cable-stayed bridge is studied in this paper. The measured strain-time history is decomposed into two parts to obtain the strains due to vehicle load and temperature alone. A linear regression model between the temperature and the strain due to temperature is established. It is shown that for every $1^{\circ}C$ increase in temperature, the stress is increased by 0.148 MPa. Furthmore, the extreme value distributions of the strains due to vehicle load, temperature and the combination effect of them during the remaining service period are estimated by the average conditional exceedance rate approach. This approach avoids the problem of declustering of data to ensure independence. The estimated results demonstrate that the 95% quantile of the extreme strain distribution due to temperature is up to $1.488{\times}10^{-4}$ which is 2.38 times larger than that due to vehicle load. The study also indicates that the estimated extreme strain can reflect the long-term effect of temperature on bridge strain state, which has reference significance for the reliability estimation and safety assessment.
Recently the research for lightening the railway vehicle is actively made according to the demand of the environment-friendly technology development contributing to the energy cost reduction and the green growth. The railway vehicle lightweight research is expanded to the load-supporting first structure from the secondary structure which doesn't support the load. After the composite car body development used in the Korean tilting train is completed, the composite bogie frame development in which the weight reduction efficiency is large is progressed. In this paper, distributed strain was monitored when the train load was added to the central part of the composite bogie side-frame. By using the optical fiber which was attached to the lower part of the side-frame and the developed Brillouin correlation domain analysis (BOCDA) system, the strain distribution could be measured with 3cm step over 3m section. This strain distribution was compared with the design value by the FE analysis when the load of 14ton and 18ton added. This experiment can verify the manufactured composite bogie side-frame.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.32
no.2
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pp.105-118
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2008
The newly developed analysis method for nanoindentation load-displacement curves are focused on not only obtaining elastic modulus and hardness values but also other mechanical properties, such as yield strength and strain hardening properties. Dao et al. developed a forward and reverse algorithm to extract the elasto-plastic properties of materials from the load-displacement curves obtained in nanoindentation test. These algorithms were only applicable for engineering metals (Poisson#s ratio 0.3) using the equivalent conical indenter of the Berkovich. However, the applicable metals are substantially limited because range of used in the finite element analysis is narrow. This study is designed to expand range of the applicable metals in the reverse algorithms established by Dao et al. and to improve the accuracy of that for extracting the elasto-plastic properties of materials. In this study, a representative strain was assumed to vary according to specific range of $E^*/{\sigma}_r$ and was defined as function of $E^*/{\sigma}_r$. Also, an initial unloading slope in reverse algorithms improved in this study was not considered as independent parameters of the load-displacement curves. The mechanical properties of materials for finite element analysis were modeled with the elastic modulus, E, the yield strength, ${\sigma}_y$, and the strain hardening exponents, n. We showed that the representative strain (0.033) suggested by Dao et al. was no longer applicable above the $E^*/{\sigma}_r$ of 400 and depended on values of $E^*/{\sigma}_r$. From these results, we constructed the dimensionless functions, in where the initial unloading slope was not included, for engineering metals up to $E^*/{\sigma}_r$ of 1500. These functions allow us to determine the mechanical properties with greater accuracy than Dao#s study.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.12
no.3
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pp.101-109
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1995
Axisymmetric and quasi-static finite element analysis of an inflated tire rotating with constant angular velocity and contact to road has been performed. Centrifugal force effect was added to load stiffness matrix and equation of effective material properties were calculated by the Halpin-Tsai formulation. In this report, radial truck/bus tire was analyzed. It was inflated and rotated at speeds up to 140 km/h. Then, contact problem was performed to calculate stress-strain field of tire wiht flat rigid road under the load due to the self-weight of a vehicle. Significant changes of stress-strain field of tire were observed in the finite element analysis. Shear stress, strain and strain energy density were rapidly increased at the dege of #2 belt at freely rotating state. This concentrated stress and strain made belt edge sparation. Under the condition of flat riged road contact, strain energy density of #2 belt, carcass turn-up part were concentrated and bigger values than only freely rotation state. Therefore, dynamic behaivor of tire has to considered as design factors which are affected to belt edge separation and bead breakage.
An Joong-Hyok;Kim Yun-Jae;Yoon Kee-Bong;Ma Young-Wha
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.30
no.5
s.248
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pp.533-542
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2006
In order to assess the integrity of pipes with local thinning area, the plastic strain as well as the elastic strain at the root of thinned region are required particularly when fluctuating load is applied to the pipe. For estimating elastic-plastic strain at local wall thinning area in a straight pipe under tensile load, an estimation model with idealized fully circumferential constant depth wall thinning area is proposed. Based on the compatibility and equilibrium equations a nonlinear estimation equation, from which local elastic-plastic strain can be determined as a function of pipe/defect geometry, material and the applied strain was derived. Estimation results are compared with those from detailed elastic-plastic finite element analysis, which shows good agreements. Noting that practical wall thinning in nuclear piping has not only a circular shape but also a finite circumferential length, the proposed solution for the ideal geometry is extended based on two-dimensional and three-dimensional numerical analysis of pipes with circular wall thinning.
Kim, Jung-Joo;Lee, Jae-Kook;Kim, Jong-Uk;Yoo, Han-Kyu
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.15
no.6
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pp.637-652
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2013
After studying the characteristics of three different evaluation methods of rock load; namely theoretical method, empirical method and numerical method, there were too many limitations for them to be applied on tunnels. Therefore, in this research paper, the method based on numerical analysis is selected to use as this method is the most reasonable one since it considers all parameters that are necessary for rock load estimations, and it also considers the interaction between ground and tunnel support. The critical shear strain concept formulated by Sakurai (1981) was used in order to measure exact rock load values based on numerical analysis. Evaluation on a Level 1 rock load height, which is depicted by the stable region in the graph shows that rock load is not affecting between ground grade 1~3, and it was evaluated that the fourth and fifth grades show less values of rock load height which led to the conclusion of a more economical design of concrete lining.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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