• 대한치과기공학회지
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• 제44권3호
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• pp.67-75
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• 2022

Purpose: This study aimed to comparatively evaluate the stress distribution of bones surrounding the implant system to which both titanium and polyetheretherketone (PEEK) abutments are applied using a three-dimensional finite element analysis. Methods: The three-dimensional implant system was designed by the computer-aided design program (CATIA; Dassault Systemes). The discretization process for setting nodes and elements was conducted using the HyperMesh program (Altair), after finishing the design of each structure for the customized abutment implant system. The results of the stress analysis were drawn from the Abaqus program (Dassault Systèmes). This study applied 200 N of vertical load and 100 N of oblique load to the occlusal surface of a mandibular first molar. Results: Under external load application, the PEEK-modeled dental implant showed the highest von Mises stress (VMS). The lowest VMS was observed in the Ti-modeled abutment screws. In all groups, the VMS was observed in the crestal regions or necks of implants. Conclusion: The bones surrounding the implant system to which the PEEK abutment was applied, such as the cortical and trabecular bones, showed stress distribution similar to that of the titanium implant system. This finding suggests that the difference in the abutment materials had no effect on the stress distribution of the bones surrounding implants. However, the PEEK abutments require mechanical and physical properties improved for clinical application, and the clinical application is thought to be limited.

• 구강회복응용과학지
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• 제23권4호
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• pp.313-326
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• 2007

With rising prevalency of mouth breathing children caused by developing civilization and increasing pollution, there are many maxillary transverse discrepancy patients with undergrowth of maxilla. For improving this, maxillary mid-palatal suture splitting was often performed. The purpose of this study was to analyse the stress distribution on the craniofacial suture and cranium after rapid maxillary expansion by finite element model. The boy(13Y6M) was chosen for taking computed-tomography for finite element model. Three-dimensional model of maxilla, first premolar, first molar, buccal and lingual part of rapid maxillary expansion were constructed. 1. The alveolar bone adjacent to the first molar and the first premolar that was affected directly by rapid maxillary expansion was displaced laterally approximately 4.04mm at maximum. The force decreased toward anterior region and frontal alveolar bone displaced laterally about 3.18mm. 2. A forward maximum displacement was exhibited at zygomatic process middle region. 3. At maximum, maxillary median part experienced 0.973mm downward repositioning and 0.65mm upward repositioning at lateral alveolar bone. 4. Von mises stress was observed the largest stress distribution around teeth and zygomatic buttress. 5. The largest tensile force was observed around alveolar bone of teeth, while compression force was observed at zygomatic buttress.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제16권2호
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• pp.14-17
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• 2012

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 알람밸브의 응력 및 변형거동에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 알람밸브의 강도안전성에 대한 연구는 최대시험압력이 2.0MPa인 경우에 대하여 계산하였다. 유한요소법으로 계산한 알람밸브의 최대응력은 항복강도 370MPa의 6.1%에 해당하고, 인장강도 485MPa의 4.6%에 해당하는 결과로 제시되었고, 이것은 커버 플랜지와 밸브몸체 사이의 모퉁이 부근에서 발생하는 것으로 나타났다. 그리고 밸브에서 발생한 최대변형 $12{\mu}m$는 알람밸브 몸체의 중간부근에서 형성되는 것으로 예측되었다. 이러한 연구결과는 대부분의 알람밸브에서 지나치게 높은 강도안전성을 갖도록 설계하는 것으로 지적할 수 있고, 이것은 알람밸브의 중량이나 크기가 증가되는 요소로 작용하고 있음을 알 수 있다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권4호
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• pp.681-690
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• 2007

Mini implants had been used provisionally for the healing period of implants in the beginning. But it becomes used for the on-going purpose, because it is simple to use, economic and especially suitable for the overdenture. But there is few studies about the stability of mini implants, that is most important factor for the on-going purpose, and particularly the implant parameters affecting the initial stability. The purpose of this study was to evaluate the stress and the strain distribution pattern of immediate-loaded screw type orthodontic mini-implant and the parameters affecting the initial stability of immediate-loaded mini-implant. Two dimensional finite element models were made and contact non-linear finite element analysis was performed. The magnitude and distribution of Von Mises stresses were evaluated. The obtained results were as follows: 1. The stress was concentrated on the thread tip of an implant in the cortical bone. 2. The direction of load is the most important factor for the stress distribution in cortical bone. 3. The diameter of an implant is the most important factor for the stress distribution in the trabecular bone. In conclusion, if the horizontal load vector is successfully controlled, mini-implants, which diameter is under 3mm, can be used for the on-going purpose.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제20권2호
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• pp.655-669
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• 1995

Restorative procedures can lead to weakening tooth due to reduction and alteration of tooth structure. It is essential to prevent fractures to conserve tooth. Among the several parameters in cavity designs, cavity isthmus is very important. In this study, amalgam 0 cavity was prepared on maxillary first premolar. Two dimensional finite element models were made by serial photographic method and isthmus(1/4, 1/3, 1/2, 2/3 of intercuspal distance) were varied. Three or four-nodal mesh were used for the two dimensional finite element models. The periodontal ligament and alveolar bone surrounding the tooth were excluded in these models. 1S model was sound tooth with no amalgam cavity. B model was assumed perfect bonding between the restoration and cavity wall. Both compressive and tensile forces were distributed directly to the adjacent regions. A load of 500N was applied vertically at the first node from the lingual slope of the buccal cusp tip. This study analysed von Mises stress, 1 and 2 directional normal stress and Y and Z axis translation with FEM software Super SAPII Version 5.2 (Algor Interactive System Co.) and hardware 486 DX2 PC. The results were as :follows : 1. 1S model was slightly different with 1B model in stress distibution. 1S, 2B, 3B, 4B models showed similiar stress distribution. 2. 1S model and four B models showed similiar pattern in Y axis and Z axis translation. 3. 1S model and four B models showed the bending phenomenon in the translation. 4. As increasing of the width of the cavity, experimental group was similiar with the control group in stress distribution. 5. As increasing of the width of the cavity, experimental group was similiar with the control group in Y and Z axis tranlation.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.22-28
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• 2006

금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제52권4호
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• pp.305-311
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• 2014

목적: 다양한 원인으로 발생된 Abfraction 병소가 있는 치아를 금속도재관으로 수복 할 경우, 변연의 위치에 따라 예후가 다양해질 수 있다. 수복물의 장기적 성공을 검증하기 위해서는 응력분포의 분석이 필요하지만 금속도재관이 abfraction 병소의 적응증인 경우 금속도재관이 응력 분포에 미치는 영향을 밝히는 연구는 아직 없다. 본 연구의 목적은 abfraction 병소가 있는 치아를 수복하는 금속도재관이 바람직한 응력 분포를 나타낼 수 있는 조건을 알아 보고자 함이다. 재료 및 방법: 치아, 주위 조직과 금속 도재관의 외형을 반영한 2차원 유한 요소모델을 제작하고 144 N의 편심 교합력 하에서의 응력분포를 유한요소 분석법으로 분석하였다. 금속 도재관의 변연 위치를 쐐기모양의 결손부의 하연에(Group 0), 그리고 결손부의 하연보다 1 mm 하방(Group 1)과 2mm 하방(Group2)에 위치시켰다. 결과: Group 0에서 von Mises stress는 금속 도재관의 변연과 결손부의 첨부에 집중 되었고 협측 변연의 응력은 설측 부위로 분포되었다. Group 1과 Group 2에서의 응력분포양상은 비슷하게 나타났다. 응력은 결손부의 첨부에 집중되지만 협측과 설측의 응력띠는 서로 분리된 양상으로 나타났다. 결론: 금속도재관의 변연을 Abfraction 병소의 하연에 설정할 경우, 금속도재관은 Abfraction 병소의 첨부에 응력을 집중시킨다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권2호
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• pp.111-121
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• 2010

연구목적: 본 연구에서는 임플란트 주변 골흡수 양상의 차이가 임플란트와 주변골의 응력 분산에 미치는 영향을 알아보기 위해 수평 골흡수와 임플란트 주변 수직 골흡수에 있어서 주변골의 응력분산, 생물학적 폭경의 형성과 응력분산의 변화 관계 및 병적인 골흡수시의 주변골 응력분포를 유한요소 분석법을 사용하여 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법:우측 제1 소구치 전방에서 제2 대구치 후방까지의 하악골 모형에서 자연치를 제거하고 직경 4.0 mm, 길이 10.0 mm의 나사형 임플란트를 제1 대구치 부위에 식립하였다. 수평 수직 골흡수의 차이를 보기 위하여 골흡수가 나타나지 않은 형태를 대조군 (I)으로 하여, 1.5 mm 수평 골흡수 (H1.5), 3.0 mm 수평 골흡수 (H3.0) 모형과 이에 상응하는 수직 골흡수 모형 (VW1.5; 1.5 mm, VW3.0; 3.0 mm)을 설계하였고, 생물학적 폭경의 형성과 응력 변화를 관찰하기 위해 생물학적 폭경이 형성되는 과정을 가정한 모형(B0; 피질골에서 임플란트와의 골유착이 없이 밀접하게 접촉된 상태, B1; 피질골에 0.5 mm 폭의 수직 골흡수가 발생한 상태)과 생물학적 폭경이 형성된 상태 (B2)의 모형을 설계하였으며, 생물학적 폭경이 형성된 상태는 0.5 mm 폭을 가지며 임플란트 장축에 경사진 형태를 가지고 있는 1.5 mm 깊이의 수직 골흡수 상태로 형성하였다. 병적 골흡수 상태는 수직 골흡수를 가정한 기존 모형 (VW1.5, VW3.0)과 골흡수가 더 진행된 VW4.5, 기저부에 피질골화가 이루어지지 못한 VO3.0, VO4.5, VO6.0모형을 추가하였다. 하중조건은 수직, 수평하중 그리고 협측 $45^{\circ}$경사하중을 각각 100 N씩 임플란트 보철물 부위에 가하였다. 결과: 분석결과 수평 골흡수와 수직 골흡수에 있어서 전반적인 응력의 크기와 임플란트에 가해지는 응력의 크기는 서로 대응하는 모형에서 유사하였으며, 수직 골흡수에 서 수직력을 받을 때 C2에서 C4로 1.5 mm의 골흡수가 증가하였으나 골에서 발생한 최대응력은 오히려 감소하였다. 수직 골흡수에서 응력이 결손부의 수직 벽을 통해 상부로 분산되는 것을 볼 수 있었다. 생물학적 폭경 형성 단계에서 응력이 가해지는 경우 피질골에서의 결합이 없는 A2에서 피질골 전반에 높은 응력이 발생하였으며 생물학적 폭경의 완성을 가정한 B1에서는 임플란트와 피질골의 경계에서 발생한 응력이 경사진 피질골을 따라서 퍼져나가고 있음을 보였다. 병적 골흡수에서 골결손부 하방에 피질골이 없는 경우는 골흡수에 비례하여 응력이 증가 하였으나 피질골이 있는 경우에는 응력의 증가가 골흡수량의 증가와 비례하지 않음을 보였다. 결론: 임플란트 주변 골흡수의 양이 같아도 흡수된 형태에 따라 발생하는 응력의 크기와 응력분산이 다르게 나타났으며 초기 골흡수 현상은 피질골과의 결합이 약할 때 이 부위에 응력이 증가되어 나타나며, 이후 응력이 감소되어 평형을 이루는 것으로 보인다. 수직 골흡수가 증가할 경우 피질골의 존재 유무가 응력 분산에 큰 영향을 미치며 피질골이 있는 경우 일정 범위에서 응력의 감소가 나타나 응력분산에 유리한 형태에서 골흡수의 진행을 감소시킬 수 있을 것으로 보인다.

• 구강회복응용과학지
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• 제20권2호
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• pp.71-81
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• 2004

The purpose of this study was to compare the distributing pattern of stress on the finite element models of two units implant prosthesis with one angulated placement of two implant fixtures. The two unit implant crowns simulated to mandibular first and second molars were made. The two kinds of finite element models were designed according to angulation of fixture ($4.0mm{\times}11.5mm$) : Model 1($15^{\circ}$ buccally angulated placement of one fixture on second molar area), Model 2($15^{\circ}$ lingually angulated placement of one fixture on second molar area). Axial loads of 200N were applied to the center of central fossa and to distance of 2mm and 4mm apart from the center of central fossa. Von-Mises stresses were recorded and compared in the fixtures, and buccolingual section of implants. The results were as follows: 1. Under axial loading at the central fossa, the stress was distributed along the straight fixture except apical portion, while on buccally or lingually angulated placement, the highest stresses were concentrated in the neck portion on the opposite side of the angulated fixture. 2. With offset distance increasing, the stresses were concentrated greater in buccal neck of lingually angulated fixture than in lingual neck of buccally angulated fixture. From the above results, in designing of the occlusal scheme for implant prosthesis with the angulated fixture, occlusal contacts should be placed to distribute stress axially in maximum intercuspation and to avoid offset force during eccentric movements.