• Title/Summary/Keyword: 원심모형

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지반 동적거동모델에 따른 부지응답해석 영향연구 (Effect of Cyclic Soil Model on Seismic Site Response Analysis)

  • 이진선;노경도
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제16권12호
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    • pp.23-35
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    • 2015
  • 전단파괴 이전 지반의 동적비선형거동특성은 일반적으로 함수형 피팅모델과 Masing 법칙을 이용하여 수치해석프로그램에 사용된다. 그러나 대부분의 함수형 피팅모델은 특정 전단변형률 영역에서 실험결과 대비 전단탄성계수와 감쇠비의 오차를 유발하는 것이 일반적인 현상이다. 이러한 오차의 원인은 현재 피팅모델로 표현하기 어려운 지반재료의 고유 특성에 기인할 수 있다. 지금까지 상기 문제를 해결하기 위하여 몇몇 피팅모델이 제안되었으나, 오차의 영향이 지진 시 부지응답해석에 미치는 영향은 아직까지 구체적으로 검토된 바는 없다. 본 논문에서는 상기 영향 검토를 응답이력해석을 통하여 실시하였다. 세 개의 서로 다른 함수형 피팅모델을 이용하여 부지응답해석을 시행하였으며, 그 결과는 동적원심모형시험 결과의 원형 계측치를 기준으로 검증을 실시하였다. 실험과 해석 간의 오차는 입력지진 크기가 증가함에 따라 커짐을 알 수 있었다. 저-중간 강도의 입력지진 범위에서 함수형 피팅모델에 따른 해석의 정확도 차이는 실용적인 측면에 있어서 큰 차이가 나지 않음을 알 수 있었다.

치주인대의 응력 분포 양상에 관한 실험 연구 (AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE STRESS DISTRIBUTION IN THE PERIODONTAL LIGAMENT)

  • 최광철;김경호;박영철;한정윤
    • 대한치과교정학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.15-24
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    • 2001
  • 원하는 형태의 치아이동을 얻기 위해서는 M/F(Moment/Force) ratio의 조절이 필요하며, 이출 위해서는 치아의 저항중심의 위치를 아는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 실제 치아주위 환경을 비교적 유사하게 재현할 수 있는 치조골상과 치아의 이동을 시뮬레이션하는 장치를 제작하고, LVDT출 이용한 3차원 운동을 실시간으로 측정할 수 있는 시스템을 사용하여, 힘에 대한 3차원 공간상에서의 치주인대 응력 분포 양상 및 치아 저항중심과 회전축의 위치변화를 계측한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 상악 견치에 원심방향으로 힘을 가했을 때, 치아의 저항중심의 위치는 힘의 크기와는 무관하였으며, 치근의 치경부측 약 $29\%$ 부위에 위치하였다. 이는 2차원 모형($42\%$) 보다 치관 쪽에 위치한다. 2. 모멘트만 가하는 경우 치아의 저항중심과 회전축은 일치하였다. 3. 치아에 가해지는 모멘트가 증가하는 경우 방향에 관계없이 치아는 정출되는 경향을 보였다. 4. 힘이 가해진 위치, 저항중심, 회전축간에는 일정한 관계가 성립했다 (a x b = $49.6\;mm^2$). 이 관계식을 통해서 수평력이 가해질 때 예상되는 치아운동 양상을 알 수 있다. 5. 수평력이 가해질 때 회전축의 위치는 일직선으로 나타난다.

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비발치로 치료한 제1급 부정교합자의 재귀현상에 관한 연구 (RELAPSE AND STABILITY : AN EVALUATION OF CLASS I MALOCCLUSION NONEXTRACTION THERAPY)

  • 김구순;이기수
    • 대한치과교정학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.79-89
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    • 1997
  • 이 연구는 제1급 총생치 부정교합자를 비발치로 치료한 후, 교정치료개시기에서부터 보정완료 후까지 장기간의 변화를 관찰하여 치열의 양적 변화와 그경향을 이해하기 위하여 시행되었다. 연구자료는 26명에 대한 교정치료개시, 교정치료 직후 빛 보정종료까지의 일련의 석고모형과 두부엑스선규격사진이었으며, 이들을 계측하고 분석하여 다음의 결과와 결론을 얻었다. 1. 수직부피개의 재귀량은 치료량과 상관성이 있었다. 2. 상악견치간 폭경은 치료직후 확대된 증례에서는 안정성이 있었으나 감소된 증례에서는 재귀율이 컸다. 3. 하악견치간폭경은 치료직후 확대 혹은 축소에 관계없이 재귀율이 높았다. 4. 상하악 전치는 치료직후 순측경사를 보였고, 보정기간동안에 안정성이 있었다. 5. 치료직후 상하악 제1대구치는 대체로 원심경사하였으며 보정기간중에 원래의 위치로 재귀하였으며, 대구치간 폭경은 치료직후 약간 확대되어 보정기간중에 안정성을 보였다. 6. 비발치 치료증례의 보정은 하악 견치간 폭경의 유지에 유의하여야 하며, 하악치열궁의 확대는 해당악골의 생리적한계내에서 이루어져야 할것으로 생각된다.

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단일구조 지르코니아 크라운의 소결 후 추가 소성 과정이 변연 및 내면 적합도에 미치는 영향 (Effect of additional firing process after sintering of monolithic zirconia crown on marginal and internal fitness)

  • 신미선;이현종
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권4호
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    • pp.321-327
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    • 2019
  • 목적: 본 연구는 단일구조 지르코니아 크라운의 소결 후 소성 과정이 변연 및 내면 적합도에 미치는 영향에 대하여 3차원으로 평가해 보고자 하였다. 재료 및 방법: 타이타늄 지대치 모형을 제작하여 10개의 단일구조 지르코니아 크라운을 제작하였다. 제작된 단일구조 지르코니아 크라운을 소결 한 상태를 대조군으로, 소결 후 광택을 위해 추가적인 소성단계를 거친 후를 실험군으로 설정하였다. 각 군에서 triple-scan protocol을 이용하여 협설과 근원심으로 단면을 형성하고 변연 및 내면 적합도를 계측하여 통계 분석하였으며, 삼차원 표면 비교를 시행하였다 (${\alpha}=.05$). 결과: 변연과 내면 적합도를 분석한 결과 근심 축벽에서 대조군($32.0{\pm}24.3{\mu}m$)과 실험군 간($17.0{\pm}10.8{\mu}m$)의 통계적 유의한 차이가 있었고 (P < .020), 원심 축벽에서 대조군($60.2{\pm}24.3{\mu}m$)과 실험군($71.8{\pm}21.5{\mu}m$)간의 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (P < .01). 나머지 측점지점에서는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 결론: 단일구조 지르코니아 크라운에서의 소결 후 추가적인 소성은 내면의 변형에 큰 영향을 미치지 않았고 임상적으로 허용 가능한 범위에 있었다.

응답스펙트럼해석을 통한 경사말뚝이 설치된 잔교식 안벽의 내진성능 평가 (Evaluation of Seismic Performance of Pile-supported Wharves with Batter Piles through Response Spectrum Analysis)

  • 윤정원;한진태;김종관
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권12호
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    • pp.57-71
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    • 2021
  • 잔교식 구조물은 상판을 말뚝 또는 기둥으로 지지하는 형식의 항만 구조물로서, 경사 말뚝을 설치하여 지진하중과 같은 수평하중을 부분적으로 축력으로 분담하도록 설계할 수 있다. 기준서에서는 잔교식 구조물 내진설계 시 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 설명하고 있으며, 응답스펙트럼 해석 시 말뚝을 가상고정점 방법 및 지반스프링 방법을 적용하여 모델링하도록 제시하고 있다. 최근 응답스펙트럼해석 시 구조물의 동적 응답을 적절히 모사하는 모델링 방법을 도출하기 위해 연직 말뚝으로 구성된 잔교식 구조물에 관한 몇몇 연구들이 수행되어 왔으나, 현재까지 경사말뚝이 적용된 잔교식 구조물에 대한 응답스펙트럼해석 관련 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 따른 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험과 더불어 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 경우 실제 응답을 적절히 모사하기 위해 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

동적수치해석을 이용한 액상화로 인한 철도제방 피해도 평가법 개발 연구 (A Study on Evaluating Damage to Railway Embankment Caused by Liquefaction Using Dynamic Numerical Analysis)

  • 하익수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권11호
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    • pp.149-161
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 철도제방의 액상화 피해와 관련된 연구결과로부터 철도제방의 액상화에 따른 피해도 평가지표를 선정하고, 동적수치해석으로부터 선정된 지표와 제방 마루침하량과의 상관관계를 확인하고, 이러한 상관관계를 이용하여 철도제방의 액상화 피해도 평가기법을 개발하는 것이다. 액상화로 인한 철도제방의 피해사례 및 피해유형을 분석하고, 다른 구조물의 액상화 피해평가법을 참고하여, 제방높이(H), 비액상화층두께(H1), 액상화가능지수(LPI)를 철도제방의 액상화 피해도 평가지표로 선정하였다. 본 연구에서 철도제방에 대한 동적유효응력해석을 위한 기초지반의 액상화 구성모델은 PM4-Sand model을 적용하였다. 해당 구성모델은 철도제방에 대하여 수행된 기존의 동적원심모형실험 결과와의 비교로부터 모델의 실효성이 우선 검증되었다. 국내 호남고속철도 제방 549개소 기초지반 자료 중 액상화 발생이 가능한 9개 부지를 선정하고, 선정 부지 철도제방 단면에 대해 2가지 크기 수준의 2가지 지진파, 즉, 총 4개의 지진파를 입력하중으로 하는 동적수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과로부터 선정된 평가지표들과 제방 마루침하량과의 상관성을 확인하였고, 이러한 상관성을 이용하여 작성한 도표를 이용하여 철도제방의 액상화 피해도를 간편하게 평가할 수 있는 방법을 제안하였다.

동적수치해석을 이용한 대심도 흙막이 가시설 내진설계 변수연구 (Parametric Study for Seismic Design of Temporary Retaining Structure in a Deep Excavation by Dynamic Numerical Analysis)

  • 양의규;유상화;김동찬;김종관;하익수;한진태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권12호
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    • pp.45-65
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    • 2022
  • 본 논문에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 사질토 지반을 지지하는 지하연속벽을 모델링 하고, 내진해석을 수행하였다. 그리고 수치해석 결과를 동일한 조건에서 수행된 원심모형실험 결과와 비교하여, 흙막이 구조물의 내진해석을 위한 수치 모델링의 적정성을 검증하였다. 전반적으로 벽체에 발생한 모멘트 분포도가 매우 유사하였고, 지하연속벽의 상단과 배면지반에서 산정한 가속도의 최대값이 약 5%이내의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 검증된 모델을 활용하여 다양한 지반조건과 굴착조건, 그리고 입력하중 조건에서 동적 수치해석 변수연구를 수행하였다. 지진 중 가시설 벽체와 지보재에 발생한 최대 응력을 굴착 중 발생한 최대 응력과 비교하여, 내진설계가 필요한 흙막이 가시설 조건을 개략적으로 선정하였다. 토사지반을 지지하는 흙막이 벽체는 재현주기 100년의 지진하중에 의해 벽체 모멘트가 최대 17%까지 증가하였고, 특히 느슨한 토사층에 위치한 지보재는 최대 32%까지 축력이 증가하여 구조설계를 위한 내진해석이 필요할 것으로 판단된다.

골격성 고정원을 이용한 상악 6전치 후방 견인시 힘의 적용점 변화에 따른 치아 이동 양상에 관한 유한 요소법적 분석 (Three-dimensional finite element analysis of initial tooth displacement according to force application point during maxillary six anterior teeth retraction using skeletal anchorage)

  • 김찬년;성재현;경희문
    • 대한치과교정학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.339-350
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    • 2003
  • 본 연구에서는 활주법을 이용한 전치부 후방 견인시 micro-implant의 다양한 수직적 위치와 전치부에서 힘의 적용점에 따른 치아 이동 양상을 관찰하여 공간 폐쇄시 전치부의 설측 경사와 정출력을 방지할 수 있는 micro-implant의 위치와 전치부 힘의 적용점의 위치를 알아보고자 하였다. 유한 요소 모델을 이용하여 제1소구치가 발거된 상악 치열궁 형태를 제작하고 $.022"{\times}.028"$ 슬롯 브라켓을 모형화하여 치아에 부착시켰다. $.019"{\times}.025"$ stainless steel 선재를 3차원 beam모형으로 제작하고 상악 측절치와 견치 브라켓 사이의 선재 상에 $.032"{\times}.032"$ 크기의 stainless steel hook을 수직으로 8mm의 높이로 형성하였으며, 선재로부터 2mm높이에서 1mm간격으로 8mm까지 힘 적용점을 설정하였다. 지름 1.2mm,길이 6mm의 micro-implant를 제2소구치와 제1대구치 사이의 치조골에 선재로부터 4mm에서 10mm까지 2mm간격으로 4개를 위치시켰다 각각의 micro-implant와 전치부 hook에 150gm의 힘을 적용시켜 다양한 힘 적용점에 따른 치아의 초기 변위를 분석하여 다음의 결과를 얻을 수 있었다. 1. Micro-implant 높이가 4m일 경우 5mm이하의 전치부 hook 높이에서는 전치부 설측 경사 이동이 일어났으며 전치부 hook 높이가 6m이상 되었을 때 전치부 순측 경사 이동이 일어났다. 2. Micro-implant높이가 6mm일 경우 5mm이하의 전치부 hook높이에서 전치부 설측 경사 이동이 일어났으며 전치부 hook 높이가 6mm 이상 되었을 때 전치부 순측 경사 이동이 일어났다 이것은 4mm micro-implant에서의 실험결과와 유사한 이동 양상을 나타내었지만, micro-implant높이가 6mm일 때 전치부 설측 경사 이동이 좀더 감소하였다. 3. Micro-implant높이가 8m일 경우 전치부 hook높이가 2mm일 때 전치의 설측 경사 이동이 일어났으며 3mm이상의 전치부 hook 높이에서 순측 경사 이동이 비례적으로 증가하였다. 4. Micro-implant높이가 10mm일 경우 전치부 hook 높이가 2mm 이상에서 전치의 순측 경사 이동이 비례적ㅇ로 증가하였다. 5. 전치부 hook 높이가 증가할수록 전치의 순측 경사 이동이 증가되지만 선재의 뒤틀림에 의한 변형이 증가되므로 견치와 소구치 부위에서 정출력이 발생하는 바람직하지 못한 치아 이동 양상이 일어났다. 6. Micro-implant를 이용한 상악 5전치 후방 견인시 구치부의 이동은 선재와 브라켓 사이의 마찰력에 의해서 원심경사 이동이 발생하였다.

3차원 스캐너를 이용한 혼합치열기 반대교합아동의 구개형태에 관한 연구 (CHARACTERISTICS OF THE PALATAL MORPHOLOGY OF THE CHILDREN WITH CROSSBITE IN MIXED DENTITION BY 3-DIMENSIONAL LASER SCANNER)

  • 김동원;박호원
    • 대한소아치과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.132-142
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    • 2003
  • 본 연구는 Hellman 치령 IIIA기에 해당되는 전치부 반대교합아동의 구개형태에 대한 특징을 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 조사한 것이다. 반대교합아동과 정상교합아동 각각 20개의 상악 석고모형을 채득하였다. 각 모형은 3차원 레이저 스캐너(Intertec, Korea)로 스캔한 후 rapidform 2000 프로그램 (INUS, Korea)으로 3차원 이미지를 얻었으며, Rhino 3D 프로그램(rhinoceros, USA)으로 수치화 하였다. 측정부위는 양측 유견치 및 제1대구치를 연결한 횡단면상의 구개형태 곡선 그리고 절치유두의 최정점에서 양측 제1대구치 원심면까지의 구개봉합선을 따르는 구개형태곡선들이었다. 개체들간의 크기 차이 보정을 위해 측정부위를 각각 25mm, 35mm, 35mm로 조정하여 표준화 하였다. 표준화된 구개형태곡선들에서 직선거리 각 1mm에 해당되는 점들에서의 곡선 깊이를 소수점 3자리까지 수치화 하여 평균 구개형태곡선을 얻고, 그 좌표 차이를 95% 신뢰구간의 t-test를 통해 비교, 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 양측 유견치를 연결한 횡단면상의 평균구개형태곡선은 반대교합아동이 좀더 평탄한 V자형의 곡선형태를 보였으나, 반대교합아동과 정상교합아동 사이에 통계적으로 유의할 만한 차이는 보이지 않았다(P>0.05). 2. 양측 제1대구치를 연결한 횡단면상의 평균구개형태곡선은 반대교합아동이 정상교합아동보다 더 구개의 깊이가 깊었으며, 상악 우측 제1대구치 치은 최하방점에서부터 8mm와 21mm위치 사이의 구간에서 통계적으로 유의할 만한 차이가 있었다(P<0.05). 3. 반대교합아동과 정상교합아동간의 구개봉합선의 평균구개형태곡선에서는 전구간에 걸쳐 반대교합아동이 더 깊은 곡선 형태를 보였고, 통계적으로도 유의할 만한 차이를 보였다(P<0.01).

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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.