• 제목/요약/키워드: photoelastic model

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하악 제2유구치 치수 절단술시 치아 및 충전재에 미치는 응력에 관한 유한 요소법적 분석 (FINITE ELEMENT ANALYSIS OF STRESS TRANSMITTED TO THE PULPOTOMIZED PRIMARY MOLARS TREATED BY VARIOUS TEMPORARY FILLING LOADED AT DIFFERENT CONDITION)

  • 김동수;김종수;김용기
    • 대한소아치과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.818-839
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    • 1996
  • The strain gage, holographic and photoelastic analysis etc. have been used for stress analysis of prosthesis, orthodontic or orthopedic appliances and filling materials. But these methods has some limitation in analyzing the internal stress. The Finite Element Analysis has been proved to compensate this defect and widely used in this area. The purpose of this study was to compare the stress distributions of the various temporary filling methods being used in pulpotomy procedure. Three different models were designed according to temporary filling material and method: amalgam filling with ZOE base(Model I), amalgam filling with ZPC sub-base and ZOE(Model II), IRM filling only(Model III). The results of the experiment were as follows: 1. In model I under the load case 6 and 1, the significant stress was shown to be concentrated on the buccal portion of crown. 2. Model II showed the similar pattern of stress distribution to Model I. 3. In model III under load case 2, the stress was mainly distributed on the buccal cusp tip and buccal margin of filling material. In same model under the load case 3, the stress was distributed on the lingual cusp tip. 4. Based on the above data, IRM can be assumed to have advantage over the other tested materials in reducing the incidence of crown fracture by localized the stress within the filling materials.

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하악 편측 유리단 국소의치의 직접유지장치 형태에 따른 3차원적 광탄성 응력분석 연구 (THREE-DIMENSIONAL PHOTOELATIC STRESS ANALYSIS OF CLASP RETAINERS INFLUENCED BY VARIOUS DESIGNS ON UNILATERAL FREE-END REMOVABLE PARTIAL DENTURES)

  • 김병무;유광희
    • 대한치과보철학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.526-552
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    • 1994
  • The extent and direction of movement of removable partial dentures during function are influenced by the nature of the supporting structures and and the design of the prosthesis. Since forces are transmitted to the abutment teeth through occlusal rests, guide planes and direct retainers during functional movements, proper design based on the avaialble research data will maintain the health of abutment teeth and their supporting structures. The purpose of this in vitro study is evaluating stress distribution clinically around the abutment teeth prepared following 4-type clasping systems for unilateral free-end removable partial dentures. Three-Dimensional Photoelastic Stress Analysis method was used because it shows a visual display of stresses of the simulated abutment teeth and residual ridges and reveals stress concentration that can be read at any given points in terms of direction and magnitude. For this study, the author fabricated 4 mandibular photoelastic epoxy models missing left 1st and End molar. Epoxy models were duplicated and 4 unilateral removable partial dentures were construe- ted in accordance with 4-type direct retainers. Unilateral free-end removable partial dentures were positioned on their own models. 6kg force was loaded on the every removable partial dentures of the epoxy model on the central fossa of mandibular left 1st molar vertically by the loading device. After the stress was frozen in a stress freezing furnace, 6 specimens of 6-mm thickness were made from every epoxy model and examined with the circular polariscope. The results were as follows : 1. Generally I-bar clasp revealed the most favorable stress distribution around the abutment teeth. 2. At the end portion of the free-end ridge, Back action clasp showed the highest stress concentration at the bucco-lingual and top portions of the residual alveolar ridge. 3. At the distal area of the abutment teeth, Akers clasp and Roach clasp showed higher stress concentration bucco-lingually and apically than the others. 4. To the abutment tooth, I-bar clasp showed the least stress distribution bucco-lingually but the others showed irregular stress distribution. 5. At the mesial area of the abutment teeth, the order of effective stress distribution was I-bar clasp, Back-action clasp, Akers clasp and Roach clasp. There was big difference of stress distribution between them. 6. At the right 2nd premolar and 1st molar, the stress concentration of Akers clasp was a little high but that of I-bar clasp was low.

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마찰 전단면의 전단거동과 에너지방출률 (The Initiation of Slip on Frictional Fractures)

  • 박치현
    • 터널과지하공간
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    • 제20권5호
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    • pp.344-351
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    • 2010
  • 닫힌 균열을 따라 발생하는 전단거동을 Mode II 크랙의 시작과 진행으로 묘사할 수 있다. 파괴역학 이론에서는 순수 Mode II 재하에서 일반적으로 고유물성으로 인식되는 에너지 방출율(GII, Engergy Release Rate)이 한계점($G_{IIC}$)에 도달했을 때 전단거동이 시작된다고 예측한다. 지난 몇 년간 퍼듀대학의 암반공학그룹은 한계 에너지 방출률($G_{IIC}$)의 구속응력(normal stress)과 닫힌 균열의 거칠기에 대한 관계를 실험적으로 접근해왔다. 먼저 많은 실험들이 아크릴 재료를 대상으로 실행되었는데, 이는 광탄성(Photoelastic) 방법을 이용한 균열 끝(fracture tip)의 응력 집중 영역을 시각화하는 것을 가능케 해 주었다. 그 다음 실험 연구는 비교적 낮은 압축강도를 지닌 균질한 석고에 시행되었고, 최근에는 더 높은 압축강도를 지닌 재료를 대상으로 실험연구를 수행하였다. 그 예로 시멘트로 만든 시료 불록에 직접 전단 실험을 하였는데, 이전의 실험들과 마찬가지로 불연속면의 최대마찰각(Peak Friction Angle)이 잔류 마찰각(Residual Friction angle)과 비슷할 때만이 $G_{IIC}$가 재료의 고유물성으로 간주 될 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 그렇지 않은 경우에 한계 에너지 방출율($G_{IIC}$)은 구속응력과 함께 증가한다.

상사이론에 의한 실험 응력해법에 있어서 2,3의 문제

  • 최선호
    • 기계저널
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    • 제32권6호
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    • pp.496-503
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    • 1992
  • 상사실험법(analogous experimental method)이라 함은 물리적현상을 다른 물리적현상으로 변환 하여, 후자를 실험적으로 측정하여 전자의 제반 물리량을 얻는 과정을 말한다. 이 때 두 물리량 사이에는 수학적 상사관계, 특히 미분방정식 상의 유사관계가 성립함을 전제로 한다. 일반적으로 임의형상의 내부응력을 실험적으로 해석하는 데는 탄소성 변위를 직접 전기적저항으로 바꾸어 측정하는 방법(strain gauge method)이나 광파의 간섭무늬(fringe)로 가시화하는 광탄성 법(photoelastic method), 또는 전자계산기를 이용하여 분할요소해석의 연계집적으로서 얻는 유 한요소법(F.E.M) 등이 널리 사용되고 있으나, 이들은 다같이 그 나름대로의 장단점을 지니고 있다. 전기저항식은 변형을 직접 측정할 수 있어 측정의 오차를 줄일 수 있고, 특히 실물측정과 동하중 해석에는 큰 강점이 있으나, 점해석(point by analysis)이기 때문에 전시야적인 분포를 파악하기 어렵다. 또한 광탄성법은 명료한 전시야적 분포를 얻을 수 있지만 모형해석(model analysis)이기 때문에 정밀한 모형제작의 어려움이 수반되며, F.E.M.(B.E.M.도 포함)은 복잡한 형상에서의 요소분할이 매우 어렵고, 경계조건의 정확한 설정에 문제가 있다. 따라서 여러 실험적 방법은 실측대상에 따라 그 장단점을 감안하여 선택되어야 하며, 이 글에서 논술하고자 하는 상사실험법에 의한 응력해석도 이러한 관점에서 지금까지의 일련의 연구결과를 종합하여 그 효 용적인 용도, 응용 및 그 전망과 더불어 장차 해결하여야 할 2,3의 문제를 제시하고자 한다.

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원편광기를 이용한 CR 렌즈의 광 탄성 해석 연구 (Anaysis of the photoelastic of CR lens using circular polariscope)

  • 김용근
    • 한국안광학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.11-16
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    • 2001
  • 렌즈에 가한 응력을 측정하기 위한 편광기는 1/4 파장판-편광판으로 구성하였고, 각 단계별 광파의 $E_1$, $E_2$의 성분을 분석하였다. 주 응력차 ${\sigma}_1-{\sigma}_2$는 무늬 차수(N)가 시료 각 점에서 분석되고, 시료의 광축은 주 응력 방향과 일치하는 것으로부터 2 차원 모델을 결정할 수 있다. 광파에 작용하는 복굴절성과 위상지연은 주 응력차 (${\sigma}_1-{\sigma}_2$)에 비례하고, 최종 광파의 세기는 $sin^2({\Delta}/2)$에 비례하고, ${\Delta}/2=n^{\pi}$ (n=0, 1, 2, ...)일 때 소멸 무늬인 흡광이 일어난다. 실험적 결과로는 렌즈의 외부 응력의 크기에 따라 흡광 band가 이동한다.

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Pure Bending Moment 하(下)에 있는 Notched Strip에서의 Notch Angle의 비대칭적(非對稱的) 변화(變化)에 의(依)한 응력집중계수(應力集中係數)의 변화(變化) (A Photoelastic Study on Change of Stress Concentration Factor Due to Unsymmetrical Change of Notch Angle)

  • 문장출
    • 대한조선학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.55-58
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    • 1967
  • It is investigated that in what shape the stress concentration factor of a notched strip under pure bending changes due to unsymmetrically varying notch angle. Four models made of CR-39, having parameters of r/d-0.225, h/r=4; r/d=0.225, h/r=2; r/d=0.4, h/r=4 and r/d=0.4, h/r=2 respectively as shown in Fig.1, Fig.2 and Table are tested with the use of polariscope. For each model, notch angle is unsymmetrically varied from $0^{\circ}$ to $180^{\circ}$ at intervals of $15^{\circ}$ as shown in Fig. 1 and Fig. 2. The results of this experiment are Fig. 7 and Fig. 8 and the following are deduced. As notch angle increases 1) from $0^{\circ}$ to $50^{\circ}$, the decrement of concentration factor is slight. 2) from $50^{\circ}$ to 90, the decrement of concentration factor is a little steeper. 3) from $30^{\circ}$ to $140^{\circ}$, the decrement of concentration factor is slight. 4) from $140^{\circ}$ to $180^{\circ}$, the decrement is very steep with an abrupt with an abrupt change in the neighborhood of $140^{\circ}$.

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점熔接材 의 破壞擧動 과 應力分布 (A Study on Behavior of Fracture and Stress Distribution in Spot Welds)

  • 송삼홍;김부동
    • 대한기계학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.224-231
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    • 1984
  • 본 연구에서는 이상과 같은 점을 고려하고, 인장시험을 통해 최대용접강도를 나타내는 최적용접조건을 구한 다음, 최적조건하에서 박강판을 1점 점용접한 재료의 너깃주위에 관찰되는 파괴거동을 광탄성 응력분포거동과 관련시켜 고찰하였다.

TMA wire로 제작된 3종류의 MVLAW(Multi-Vertical Loop Arch Wire)의 초기응력분포에 관한 광탄성학적 연구 (A PHOTOELASTIC STUDY ON THE INITIAL STRESS DISTRIBUTION OF 3 TYPES TMA MULTI-VERTICAL LOOP ARCH WIRE)

  • 이형철;전윤식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.73-85
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    • 1995
  • 교정치료시 치축의 개선을 위한 많은 연구와 노력이 이루어져 왔다. 본 교실에서는 치축개선을 위해 MEAW를 응용한 Multi-Vertical Loop Arch Wire(MVLAW : 엠빌로)를 수년 전부터 다수치아의 치축을 동시에 개선코자 사용해 왔다. MVLAW는 일종의 근심경사된 치아를 세우는 장치로써 open vertical loop를 3가지 종류로 변형시켜 적용시켜 왔으며 이를 각각 A, B, C형으로 명명하였다. 각 MVLAW는 .017"x.025" TMAwire로 제작되며, A형 MVLAW의 경우 각 open vertical loop의 apex를 10도 정도 벌려주어 활성화시키며(electric welding stop을 각 loop의 근심측에 위치시킨다), B형과 C형 MVLAW의 경우 open vertical loop의 원심측에 10도의 tip back bend를 형성함으로써 활성화시킨다(B형의 경우 electric welding stop이 각 loop의 원심측에 형성되는 반면 C형의 경우 electric welding stop을 형성하지 않는다). 본 연구는 구치부의 치축을 동시에 개선코자할 때 MVLAW를 3가지 종류로 분류한 후 각 MVLAW의 효과를 알아보고자 상하악 1/2악을 광탄성 모형에 재현하여 그 응력분포를 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었기에 보고하는 바이다. 1. A형 MVLAW의 경우 3급 견인고무를 걸지 않았을 경우 하악 제1대구치와 제2대구치 치근의 원심면에서 강한 응력분포를 나타내나 전치부에 발생한 미약한 응력분포는 3급 견인고무의 장착으로 상쇄되었다. 따라서 A형 MVLAW는 초기에 치관의 직립효과가 있는 것으로 보인다. 2. B형 MVLAW의 경우 3급 견인고무를 걸지 않았을 경우 각 치아의 근심측에 응력분포를 보이며 견인고무를 걸었을 때와 비교시 전치부에 증가된 응력분포를 보였다. 따라서 B형의 경우 초기에 치근의 직립효과가 있는 것으로 보인다. 3. C형 MVLAW의 경우 3급 견인고무를 걸지 않았을 경우 하악전치부를 제외하고는 응력분포를 나타내지 않았으나 견인고무를 걸었을 경우 주로 견치와 소구치 근심면에서 응력분포를 보였다. 따라서 C형의 경우 견인고무 사용시 초기에 견치와 소구치에서 치근의 직립효과가 있는 것으로 보인다.

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Combination loon archwire와 활주역학을 이용한 상악전치의 후방 견인시 나타나는 초기 응력 분포에 관한 광탄성학적 연구 (A photoelastic study on the initial stress distribution of the upper anterior teeth retraction using combination loop archwire and sliding mechanics)

  • 임강순;차경석;이진우
    • 대한치과교정학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.303-312
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    • 2004
  • 전치의 후방 견인시 교정력은 치아의 저항중심에서 벗어난 브라켓을 통해 적용되기 때문에 바람직하지 못한 경사이동이 발생하게 되고 이를 방지하기 위한 여러 가지 방법 중 호선에 curve나 전치부 호선에 치근 설측 토그를 부여하는 방법이 많이 사용된다. 이에 본 연구는 combination loop archwire와 hook을 이용한 활주역 학을 이용하여 전치를 후방 견인 시, compensating curve를 0도, 15도, 30도 부여하고, 이 때 나타나는 효과를 광탄성법으로 비교 연구하기 위하여 치아와 치조골 모형을 광탄성 모형으로 대체시키고 와이어와 브라켓을 주어진 조건으로 위치시 킨 후 편광판을 이용하여 초기 응력 상태를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Combination loop archwire와 활주역학으로 전치를 후방 견인 시 compensating curve가 0도, 15도, 30도로 증가할수록 전치부 치근단 부위의 최대 무의차수가 감소하였다. 2. Combination loop archwire와 활주역 학으로 전치를 후방 견인 시 compensating curve가 0도, 15도, 30도로 증가할수록 견치와 소구치 부위의 최대 무의차수가 증가하였다. 3. Combination loop archwire로 전치를 견인할 때보다 동일한 힘을 사용하여 활주역 학으로 견인할 때 전치부 치근단 부위에서 다소 낮은 무의차수를 나타내었다. 이상의 결과에서 Combination loop archwire와 활주역학을 이용한 상악전치의 후방 견인시 견인방법에 큰 차이 없이 호선에 부여한 compensating curve는 전치의 설측 경사이동 양상을 어느 정도 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 힘의 적용위치가 저항중심에 더욱 가까운 hook을 이용한 활주 역학이 전치의 설측경사 방지에 더 효과적일 것으로 판단된다.가 높게 나타나는 현상을 부분적으로 설명하여 주는 것으로 사료된다.용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 보인다.ing할 경우, arch perimeter의 증가량은 Curve of Spee의 최대 길이의 1/2보다 적게 나타났다.$(_{60}PBS)$는 전단결합강도(SBS)의 $34\%$ 수준이었으며, 인장결합강도(TBS)에 대해서는 $61\%$ 수준이었으며, Non-etched Foil-Mesh base에서 최저 Peel 결합 강도$(_{60}PBS)$는 전단결합강도(SBS)의 $34\%$ 수준이었으며, 인장결합강도(TBS)에 대해서는 $55\%$ 수준이었다. 4. 단위 면적 당 결합강도에 있어서 전단결합강도(SBS)와 인장결합강도(TBS) 및 $75^{\circ}\;와\;90^{\circ}$ peel 결합강도는 Micro-Loc base와 Chessboard base에서 차이 가 없었으며 Non-etched Foil-Mesh base에서 가장 작았고(p<0.05), $0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ},\;60^{\circ}$ peel응력을 적용한 결과 Chessboard base에서 가장 큰 Peel결합강도를, Non-etched Foil-Mesh base에서 가장 작은 결합강도를 보였다(p<0.05).았다. 6. 주사전자현미경으로 본 표면은 모든 제품에서 생산과정 중에 보이는 압흔과 pitting이 관찰되는데, 진성기업의 Stainless Steel은 가늘고 긴 압흔이 있으며 비교적 매끄러운 표면을 보이고, Unitek사의 경우 압흔과 함께 pitting 이 관찰되며, Ormco Stainless Steel의 경우 불규칙한 pitting이 다수 존재했다

상악측절치 수복을 위한 Cantilever bridge (STRESS ANALYSIS ON THE ALVEOLAR BONE OF CANTILEVER BRIDGES REPLACING MAXILLARY LATERAL INCISOR)

  • 김형수;양홍서
    • 대한치과보철학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.303-316
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    • 1993
  • The purpose of this study was to analysis the stress distribution induced by three unit PFM bridges and various cantilever bridges replacing maxillary latersal incisor. The simplified two-dimensional photoelastic models used for this study was contructed in the folio- wing way. CR/R ratio was designed to be 1 : 1, 1 : 1.25 and 1 : 1.5. The pontics of cantilever bridge supported by maxillary canines consisted of wrap-around type, rest-extension type, and simple type. 3-unit PFM bridge was constructed with traditional method. 1kg vertical static load was applied on the center of the incisal edge of the pontic. The stress pattern was examined and recorded by photography. The results obtained were as follows ; 1. The magnitude of stress on the abutment root apex area of a traditional 3-unit bridge was the lowest. 2. The model of cantilevered pontic with a rest showed the relatively well distributed stress around the abutment tooth. The model with simple pontic generated the greatest stress concentration in the supporting structure of the abutment tooth. 3. As the height of bone level reduced, the rotational and vertical force increased around the abutment tooth. 4. The stress concentration of the 3-unit bridges occured on the root apex and stress concentration of the cantilever briage occured on the root apex and cervix area, 5. In the case of the cantilever bridge, stress concentrated distally on the root apex area of the abutment tooth and additional stress was observed mesially on the upper part of the root. Especially in the case of the simple pontic, was phenomenon was more apparent than the others. 6. Force applied to cantilevered pontic was transmitted to the adjacent central incisor through the contact surface. Stress was markedly observed on the mesial cervix area in the case of simple pontic and on the root apex area in the case of wrap-around type and rest-extension type.

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