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임플란트 매식 시 수직골 높이에 따른 응력분석 (Stress analysis according to the vertical bone level in the implant placement)

  • 김민호;박영록;계기성
    • 구강회복응용과학지
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    • 제18권4호
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    • pp.301-311
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    • 2002
  • The purpose of this study was to compare the distributing pattern of stress on the finite element models with the different vertical bone level of implant fixture. The two kinds of finite element models were designed according to vertical bone level around fixture ($4.0mm{\times}11.5mm$). The cemented crowns for mandibular first and second molars were made. Three- dimensional finite element model was created with the components of the implant and surrounding bone. Vertical loads were applied with force of 200N distributed within 0.5mm radius circle from the center of central fossa and distance 2mm and 4 mm apart from the center of central fossa. Von-Mises stresses were recorded and compared in the supporting bone, fixtures, abutment screws, and crown. The results were as following : (1) In vertical loading at the center circle of central fossa on model 1 and 2, the difference from vertical bone in implant placement did not affect the stress pattern on all components of implant except for crown. (2) With offset distance incerasing and the bone level of implant decreasing, the concentration of stress occured in the buccal side of long crown, around the buccal crestal bone, and on the fixture- abutment interface. As a conclusion, the research showed a tendency to increase the stress on the supporting bone, fixture and screw under the offset loads when the vertical level of bone around fixture was different. Since the same vertical bone bed has more benefits than the different bone bed around fixtures, it is important to prepare a same vertical level of bone bed for the success of implants under occlusal loads.

상대밀도와 반복전단이력의 차이에 의한 모래의 액상화 후 재압축 특성 (Recompression Properties of Sand in Post-Liquefaction Process According to Relative Density and Cyclic Loading History)

  • 권영철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.21-29
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    • 2012
  • 액상화에 의한 지반 파괴는 지반 진동이 발생하는 도중은 물론이고 지반 진동이 종료된 이후에도 크게 발생할 가능성이 있다. 이러한 지반 변형 혹은 파괴 과정 중에는 지반 내에서 과잉간극수압의 재분배가 일어나고, 그 결과 시시각각 흙의 유효응력이 변화하게 된다. 따라서 지진 후 배수 과정에서는 전체 배수량의 변화뿐만 아니라 배수과정에서 흙의 유효응력 변화특성이 매우 중요하다고 생각된다. 본 연구의 주요한 목적은 다양한 비배수 전단이력을 모래에 가한 후 발생하는 체적압축특성, 즉 체적변형률과 평균유효응력의 관계를 밝히는 것이다. 본 연구에서는 모래의 상대밀도와 반복전단이력을 변화시켜가면서 반복전단 삼축압축시험을 실시하고 그 결과를 액상화 후의 재압축 특성에 초점을 맞추어 분석하였다. 시험 결과 모든 경우에서 평균유효응력이 0이 되는 영역에서 체적변형률의 발생이 급증하는 패턴을 보였으며 세립분을 포함하고 있는 풍화토가 보다 완만한 패턴을 보이고 있었다. 또한 반복재하에 의한 액상화 후의 압축특성은 누적 손실에너지와 최대전단변형률에 크게 의존하고 있으며 이러한 경향은 상대밀도나 재하이력 및 흙의 종류에 관계없이 동일한 경향으로 나타나고 있음을 알 수 있었다. 특히 세립분을 포함하는 모래에서는 누적 손실에너지와 최대체적변형률의 일정한 추세선을 확인할 수 있었으나, 표준사와 같은 입도가 균등한 흙에서는 팽창 특성에 의해 유효응력이 일시적으로 상승하면서 통일성 있는 관계로 파악하기 어려웠다.

소입경 골재노출콘크리트포장의 환경하중 저항성에 대한 연구 (A Study on the Resistance Against Environmental Loading of the Fine-Size Exposed Aggregate Portland Cement Concrete Pavements)

  • 전범준;이승우;채성욱;배재민
    • 한국도로학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.99-109
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    • 2009
  • 소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 타설 직후 포장표면에 응결지연제를 살포하여 표면으로부터 깊이 2$\sim$3mm 정도의 모르타르 경화를 늦추게 한 후 표면의 모르타르 제거를 통해 굵은골재를 포장표면에 노출시키는 공법이다. 소입경 골재노출콘크리트포장은 타이어-노면 소음이 일반 콘크리트포장보다 4$\sim$5dB(A)정도 작으면서도 적정한 미끄럼저항을 장기간 유지한다는 장점을 가지고 있다. 소입경 골재노출콘크리트포장이 적정 평균조직깊이, 노출도 및 미끄럼저항을 확보하여 강도, 소음저감효과 및 장기간 적정 미끄럼저항성을 유지 하는 것도 중요하지만 성공적인 소입경 골재노출콘크리트포장의 건설을 위해서는 온도, 습도 등의 요인으로 발생하는 환경하중에 대한 내구성이 요구된다. 콘크리트포장은 타설 후 경화과정에서 수분손실 및 초기건조로 인하여 필연적으로 체적변화가수반되며 과도한 체적변화는 콘크리트 균열발생에 주요한 원인이 될 수 있다. 동결융해를 받고 있는 지역에서 제설제를 사용할 경우 표면박리현상이 발생한다. 이러한 균열 및 스케일링은 포장체의 내구성을 저하시키고 미끄럼저항을 감소시켜 장기공용성을 단축시키는 직접적인 요인으로 작용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장에 대하여 수분증발로 인한 수축균열 제어 성능 및 제설제를 사용하였을 경우에 반복되는 동결융해작용으로 인한 스켈링에 대해 내구성을 평가하여 환경하중 저항성에 대해 고찰하였다.

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임플랜트 고정체의 형태와 연결방식에 따른 임플랜트 및 지지조직의 응력분포 (STRESS ANALYSIS OF SUPPORTING TISSUES AND IMPLANTS ACCORDING TO IMPLANT FIXTURE SHAPES AND IMPLANT-ABUTMENT CONNECTIONS)

  • 한상운;박하옥;양홍서
    • 대한치과보철학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.226-237
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    • 2004
  • Purpose: Four finite element models were constructed in the mandible having a single implant fixture connected to the first premolar-shaped superstructure, in order to evaluate how the shape of the fixture and the implant-abutment connection would influence the stress level of the supporting tissues fixtures, and prosthethic components. Material and methods : The superstructures were constructed using UCLA type abutment, ADA type III gold alloy was used to fabricate a crown and then connected to the fixture with an abutment screw. The models BRA, END , FRI, ITI were constructed from the mandible implanted with Branemark, Endopore, Frialit-2, I.T.I. systems respectively. In each model, 150 N of vertical load was placed on the central pit of an occlusal plane and 150 N of $40^{\circ}$ oblique load was placed on the buccal cusp. The displacement and stress distribution in the supporting tissues and the other components were analysed using a 2-dimensional finite element analysis . The maximum stress in each reference area was compared. Results : 1. Under $40^{\circ}$ oblique loading, the maximum stress was larger in the implant, superstructure and supporting tissue, compared to the stress pattern under vertical loading. 2. In the implant, prosthesis and supporting tissue, the maximum stress was smaller with the internal connection type (FRI) and the morse taper type (ITI) when compared to that of the external connection type (BRA & END). 3. In the superstructure and implant/abutment interface, the maximum stress was smaller with the internal connection type (FRI) and the morse taper type (ITI) when compared to that of the external connection type (BRA & END). 4. In the implant fixture, the maximum stress was smaller with the internal connection type (FRI) and the morse taper type (ITI) when compared to that of the external connection type (BRA & END). 5 The stress was more evenly distributed in the bone/implant interface through the FRI of trapezoidal step design. Especially Under $40^{\circ}$ oblique loading, The maximum stress was smallest in the bone/implant interface. 6. In the implant and superstructure and supporting tissue, the maximum stress occured at the crown loading point through the ITI. Conclusion: The stress distribution of the supporting tissue was affected by shape of a fixture and implant-abutment connection. The magnitude of maximum stress was reduced with the internal connection type (FRI) and the morse taper type (ITI) in the implant, prosthesis and supporting tissue. Trapezoidal step design of FRI showed evenly distributed the stress at the bone/implant interface.

천호산 석회암의 반복하중에 의한 피로파괴거동에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Failure Behavior of Cheon-Ho Mt. Limestone Under Cyclic Loading)

  • Lee, Jong-Uk;Rhee, Chan-Goo;Kim, Il-Jung;Kim, Yeong-Seok
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제24권1호
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    • pp.98-109
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    • 1992
  • 본 연구에서는 천호산석회암에 대한 피로파괴 거동을 조사하기 위해“일축압축 반복시험”을 수행하였고, 반복 하중하에서는 하중속도를 760kg/$\textrm{cm}^2$/sec로 적용하여 일정하게 유지시켰다. 또한 암종에 따른 피로거동을 규명하기 위해 Indiana 석회암과 성주사암에 대한 기존의 연구결과와 비교 검토하였다. 피로현상은 파괴에 이르는데 요하는 반복횟수(N)와 최대적용응력(S)과의 관계를 S-N 곡선으로 나타낸다. 암종에 따른 S-N곡선을 비교하기 위해 $10^4$반복횟수까지 식으로 나타내었고, 이 때의 천호산석회암과 성주사암시편의 상관계수(R)는 각각 0.886, 0.983 이다. 3가지 암석시편 모두가 응력 수준이 높을수록 피로수명이 짧은 점을 알 수 있었다 암종별 피로수명은 천호산석회암, Indiana 석회암과 성주사암의 경우에 있어서 각각 응력수준 81.5% 이상, 70% 이상 74.8% 이상에 해당한다고 볼 수 있다. $10^4$회 반복에서도 파괴되지 않은 시편들에 대해 정하중강도를 측정하여 원래의 정하중강도와 비교한 결과, 강도증가율은 천호산석회 암이 약 6.18%, Indiana 석회암의 경우는 10.96% 정도이다. 반복횟수에 따른 포아송비와 체적변형률의 변화를 조사하기 위해 천호산 석회암과 성주사암을 비교한 결과, 두 경우 모두 응력수준이 높을수록 급증하는 경향을 나타내며, 파괴직전부터 급격한 증가추세를 보였다 또한 각 응력수준에 저한 포아송비와 체적변형률에 있어서 1회 반복시와 파괴직전의 반복시를 비교 검토하였다.

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하중조건과 고온에 의한 고강도 경량 콘크리트의 역학적 특성 평가 (Evaluation on Mechanical Properties of High Strength Light-Weight Concrete with Elevated Temperature and loading)

  • 김규용;김영선;최경철;박현길;이태규
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.723-730
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    • 2011
  • 콘크리트 중의 골재가 차지하는 비율은 약 70~80 vol%로서 콘크리트의 고온 역학적 성상에 큰 영향요소로 작용할 수 있다. 이 연구는 고온시 콘크리트의 역학적 특성을 평가하기 위한 일환으로써 다양한 환경조건, 즉 고온조건, 하중조건에 따른 역학적 특성을 비교하기 위하여 목표강도 60 MPa급 보통 골재 및 경량 골재 콘크리트를 대상으로 선정하였다. 사용된 시험체는 ${\phi}100{\times}200mm$로서 상온 압축강도의 0%, 20%, 40% 하중을 재하한 상태에서 고온에 따른 강도, 탄성계수, 열팽창 변형(thermal strain), 전체 변형(total strain), 내력저하수축(transient creep) 등 고온에서의 역학적 특성을 평가하였다. 시험 결과 골재의 열팽창계수가 작은 경량 콘크리트는 열팽창 변형이 일반 골재를 사용한 콘크리트에 비하여 전반적으로 작게 나타났으며, 고온조건인 $700^{\circ}C$에서도 압축강도 저하가 상온강도에 대하여 80% 수준으로 나타났다. 또한 재하에 의한 내력저하수축은 $500^{\circ}C$를 기준으로 콘크리트의 변형을 팽창에서 수축으로 전환시키는 영향요인으로써, 콘크리트와 골재의 열팽창 변형비(concrete /aggregate)가 수축의 경향이 큰 경우 콘크리트의 내력저하가 적은 경향을 확인할 수 있었다.

Gender Dfferences in Ground Reaction Force Components

  • Park, Sang-Kyoon;Koo, Seungbum;Yoon, Suk-Hoon;Park, Sangheon;Kim, Yongcheol;Ryu, Ji-Seon
    • 한국운동역학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.101-108
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    • 2018
  • Objective: The aim of this study was to investigate gender differences in ground reaction force (GRF) components among different speeds of running. Method: Twenty men ($age=22.4{\pm}1.6years$, $mass=73.4{\pm}8.4kg$, $height=176.2{\pm}5.6cm$) and twenty women ($age=20.7{\pm}1.2years$, $mass=55.0{\pm}8.2kg$, $height=163.9{\pm}5.3cm$) participated in this study. All participants were asked to run on an instrumented dual belt treadmill (Bertec, USA) at 8, 12, and 16 km/h for 3 min, after warming up. GRF data were collected from 30 strides while they were running. Hypotheses were tested using one-way ANOVA, and level of significance was set at p-value <.05. Results: The time to passive peaks was significantly earlier in women than in men at three different running speeds (p<.05). Further, the impact loading rates were significantly greater in women than in men at three different running speeds (p<.05). Moreover, the propulsive peak at 8 km/h, which is the slowest running speed, was significantly greater in women than in men (p<.05), and the vertical impulse at 16 km/h, which is the fastest running speed, was significantly greater in men than in women (p<.05). The absolute anteroposterior impulse at 8 km/h was significantly greater in women than in men (p<.05). In addition, as the running speed increased, impact peak, active peak, impact loading rate, breaking peak, propulsive peak, and anteroposterior impulse were significantly increased, but vertical impulse was significantly decreased (p<.05). Conclusion: The impact loading rate is greater in women than in men regardless of different running speeds. Therefore, female runners might be exposed to the risk of potential injuries related to the bone and ligament. Moreover, increased running speeds could lead to higher possibility of running injuries.

반복 횡하중이 작용하는 강재 클립형 연결장치로 결속된 철근 콘크리트 기둥의 비선형 유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Columns with Steel Clip-Type Implements Subjected to Cyclic Lateral Loading)

  • 김용주;최병정
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권4호
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    • pp.243-250
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    • 2023
  • 횡하중에 작용하는 철근 콘크리트 기둥은 연성능력 확보를 위해 띠철근의 양 단부를 135° 구부려 시공하는 상세가 요구된다. 그러나 이러한 띠철근 상세는 시공이 매우 까다로와 실제 현장에서는 제대로 시공이 되지 않기도 한다. 이를 대체하기 위해 본 논문에서는 강재 클립형 연결장치가 적용된 철근 콘크리트 기둥에 대해 횡방향 반복가력 실험을 수행하고 그 구조적 성능을 평가하였다. 총 4개의 실험체가 제작되었으며 주요 실험변수는 강재 클립형 연결장치 및 고강도 콘크리트 사용 여부이다. 또한 대상 구조물에 대해 3차원 유한요소해석 모델을 개발하고 이에 대한 비선형 해석을 수행하였으며, 해석 및 실험결과를 비교하고 분석하였다. 그 결과 강재 클립형 연결장치가 설치된 콘크리트 기둥이 반복 횡하중에 대해 기존의 표준갈고리 상세를 지닌 콘크리트 기둥과 동등한 혹은 그 이상의 성능을 지니고 있으며, 개발된 유한요소해석 모델이 실험결과를 정확히 잘 예측하는 것으로 나타났다.

Laser 반사측정법을 이용한 상악전치부의 후방견인시 저항중심의 수직적 위치에 관한 실험적 연구 (EXPERIMENTAL STUDY OF THE VERTICAL LOCATION OF THE CENTERS OF RESISTANCE FOR MAXILLARY ANTERIOR TEETH DURING RETRACTION USING THE LASER REFLECTION TECHNIQUE)

  • 우재영;박영철
    • 대한치과교정학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.375-389
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    • 1993
  • The delivery of optimal orthodontic treatment is greatly influenced by a clinician's ability to predict and control tooth movement achieved by applying known force systems to the dentition. It is important to determine the location of the center of resistance of a tooth or group of teeth to better understand the nature of their displacement characteristics under the various force levels. The purpose of this study was to define the location of the centers of resistance of various units of the upper anterior segment for lingually directed 100gm and 200gm force in a dry human skull. The units investigated were composed of four incisors and six anterior teeth. In addition, the effect of change in force magnitude on the location of the center of resistance of these units was investigated. The laser reflection technique was used to measure the initial displacements of the consolidated teeth under loading. The results were as follows: 1. The instantaneous center of resistance for the four anterior teeth was located vertically between level 4 and level 5-that is, at $37.4\%$ apical to the cementoenamel junction level. 2. The instantaneous center of resistance for the six anterior teeth was located vertically just beneath level 5-that is, at $50.3\%$ apical to the cementoenamel junction level. 3. Increasing force levels had little effect on the location of the center of resistance of a given unit. 4. The location of the instantaneous center of resistance shifted apically as the number of dental units consolidated increased.

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국내 콘크리트 방호벽의 등급 고찰 (Test Level of Domestic Concrete Barrier)

  • 전세진;최명성;김영진
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.113-116
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    • 2008
  • 국내 건설교통부 규정에서는 방호울타리(방호벽 및 중앙분리대)의 등급을 SB1${\sim}$SB7로 나누고 각 등급이 수용해야 할 충돌차량의 중량, 속도 및 각도를 명시하고 있다. 한편, 국내의 콘크리트 방호울타리에는 제원에 따라 형식-1, 형식-2 등의 한국도로공사 표준도들이 널리 사용되고 있다. 각 방호울타리 형식에 대응되는 등급을 규명하기 위한 해석 및 실험적 연구가 수행되어져 왔으나, 아직까지 명확한 기준이 확립되었다고 보기는 어렵다. 이 연구에서는 대표적으로 방호벽 형식-2에 해당하는 등급을 정적 실험을 통하여 규명해 보고자 하였다. 정적 실험시의 재하 형태와 등급 판정기준이 되는 충돌하중은 국내의 각 등급과 유사하게 대응되는 AASHTO LRFD의 시험 등급을 참조하였다. 실험 결과에 의하면 형식-2는 SB5 등급을 만족하고 있는 반면 SB6 등급에 대한 만족여부는 다소 명확치 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기존의 해석적인 연구와 차이가 있으므로 추가적인 연구를 요하는 사항이다. 방호벽의 성능 및 해당등급을 평가하기 위한 기존의 차량충돌실험 및 해석에 부가하여, 비교적 정밀한 거동 계측이 가능하고 극한 상태까지 재하 할 수 있는 정적 실험을 통한 평가를 위해서는 국내 기준의 각 등급별로 충돌하중 및 재하방법을 구체적으로 명시하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

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