• 대한치과교정학회지
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• 제36권3호
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• pp.188-197
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• 2006

교정 치료 시 사용되는 섬유 강화 컴포지트(FRC, fiber reinforced composite)는 구강 내에서 저작압 등의 지속적인 응력과 수분 흡수 등의 이유로 파절이 일어나는 경우가 있다. 이 때 모든 FRC를 제거하지 않고 수리(repair)하는 경우에 적절한 강도를 얻기 위해 첨가해야 할 FRC의 양 및 그 파절 양상을 알아보고자 하였다. 두 개의 FRC strips를 1, 2, 3, 그리고 4mm 만큼 겹쳐(E1, E2, E3, E4군) 시편을 만드는 방법으로 수리를 재현한 후 light emitting diode 광중합기로 중합하고, 3점 굽힘 실험을 시행하여 겹침 길이와 접합 강도간의 관계에 대해 조사하였다. 최대 하중치는 E4군에서 2.67N으로 최대였고, 대조군(2.39N), E3군(2.35N), E2군(2.10N), 그리고 E1군(1.75N)의 순이었다. 강성 역시 최대 하중치와 같이 E4군(2.32 N/mm)에서 최대치를 기록하였으나, E3군(2.06N/mm)의 강성이 대조군(1.88N/mm)보다 더 큰 값을 보였다. 겹침 길이가 길수록 완전히 두 조각으로 파절되기 보다 가운데 또는 critical section 에서 굽힘 양상을 보였다. 반면 겹침 길이가 짧은 경우 두 조각으로 부러지는 파절 양상을 보였다. 이상의 실험에서 길이 10 mm인 연결자 형태의 FRC의 수리 시 적절한 강도를 얻기 위해서는 최소 3 mm의 strips를 겹쳐야 하고, 이 때 주로 나타나는 실패 양상인 굽힘을 최소화하기 위해 연결 부위에 바로 인접하여 두께가 급격하게 변하는 critical section의 보강이 필요할 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.8-16
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• 1999

탄소직포/탄소/SiC 복합재는 탄소직포/탄소 프로폼을 SiC의 유기전구체인 polycarbosilane에 다중함침 열처리하여 제조하였다. 더불어 탄소 섬유의 분율과 배열 형태가 다른 두 가지 종류의 저밀도 탄소/탄소 복합재 즉, 탄소직포($\thickapprox$55 vol%)/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유($\thickapprox$40 vol%)/탄소 복합재를 $1700^{\circ}C$ 진공 분위기에서 용융 실리콘과 반응결합하여 고밀도의 탄소섬유/Si/SiC 복합재도 제조하였다. 이 반응 결합 공정 이전 각 밀도가 1.6g/$cm^3$인 탄소직포/탄소 복합재와 1.15g/$cm^3$인 chopped 탄소섬유/탄소 복합재는 반응결합 후 그 밀도가 각각 2.1g/$cm^3$로 증가하였다. 제조한 복합재는 전형적인 섬유강화 복합재의 파괴거동을 보였으며 반응결합 후 밀도와 stiffness 그리고 탄성 한계 강도 등은 모두 현저히 증가하였다. 3점 곡강도와 인장 시험으로 기계적 물성을 비교평가하였다. 탄소직포/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유/탄소 복합재의 곡강도에 대한 인장 강도의 비는 약 1/3이었다. 탄소직포/Si/SiC 복합재의 밀도는 2.06g/$cm^3$, 최대 곡강도는 ~120 MPa, 탄성한계 응력은 ~80 MPa를 나타내었다.

• 치위생과학회지
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• 제10권6호
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• pp.445-450
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• 2010

본 연구에서는 열중합 의치상 레진에 유리 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유를 2.6%, 5.3% 부피비로 첨가하여 섬유의 종류에 따른 강화효과를 평가하고, 각 섬유를 두 가지로 조합한 hybrid FRC를 제작하여 동일 함량의 단독 섬유 FRC보다 굴곡성질이 더 우수한지 평가하고자 하였다. 단독 섬유 FRC에서는 5.3% 부피비의 GL, PE 섬유군의 굴곡강도가 높게 나타났다. 두 가지 섬유 조합FRC의 굴곡강도는 단독 섬유 FRC보다 증가하는 양상을 보였으나, 5.3% GL, PE 섬유군과 유의한 차이가 없었다. 단독 섬유 FRC의 굴곡계수는 5.3% 부피비의 GL 섬유군이 가장 높게 나타났다. 두 가지 섬유 조합FRC의 굴곡계수는 단독 섬유 FRC의 5.3% GL 섬유군보다 높게 나타나 유의한 차이를 보였다. 열중합 의치상 레진의 강화를 위해 섬유를 단독으로 이용할 경우 5.3% 부피비로 첨가한 유리 섬유가 굴곡강도와 굴곡계수 면에서 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 본다. 두 가지 섬유 조합FRC의 경우 굴곡강도 면에서는 강화효과가 크지 않았지만, 굴곡계수 면에서 볼 때 유리섬유를 하방에 아라미드 섬유를 그 상방에 위치 시킨 조합을 의치상의 강화에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 본다.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권3호
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• pp.295-313
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• 2006

Statement of problem. Higher fracture rates were reported for Branemark implants placed in the maxilla and for 3.75 mm diameter implants installed in the posterior region. Purpose. The purpose of this study was to investigate the fracture of a fixture by finite element analysis and to compare different diameter of fixtures according to the level of alveolar bone resorption. Material and Methods. The single implant and prosthesis was modeled in accordance with the geometric designs for the 3i implant systems. Models were processed by the software programs HyperMesh and ANSA. Three-dimensional finite element models were developed for; (1) a regular titanium implant 3.75 mm in diameter and 13 mm in length (2) a regular titanium implant 4.0 mm in diameter and 13 mm in length (3) a wide titanium implant 5.0 mm in diameter and 13 mm in length each with a cementation type abutment and titanium alloy screw. The abutment screws were subjected to a tightening torque of 30 Ncm. The amount of preload was hypothesized as 650 N, and round and flat type prostheses were 12 mm in diameter, 9 mm in height were loaded to 600 N. Four loading offset points (0, 2, 4, and 6 mm from the center of the implants) were evaluated. To evaluate fixture fracture by alveolar bone resorption, we investigated the stress distribution of the fixtures according to different alveola. bone loss levels (0, 1.5, 3.5, and 5.0 mm of alveolar bone loss). Using these 12 models (four degrees of bone loss and three implant diameters), the effects of load-ing offset, the effect of alveolar bone resorption and the size of fixtures were evaluated. The PAM-CRASH 2G simulation software was used for analysis of stress. The PAM-VIEW and HyperView programs were used for post processing. Results. The results from our experiment are as follows: 1. Preload maintains implant-abutment joint stability within a limited offset point against occlusal force. 2. Von Mises stress of the implant, abutment screw, abutment, and bone was decreased with in-creasing of the implant diameter. 3. With severe advancing of alveolar bone resorption, fracture of the 3.75 and the 4.0 mm diameter implant was possible. 4. With increasing of bending stress by loading offset, fracture of the abutment screw was possible.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.31-34
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• 2005

미세균열이 생기기 전 $80^{\circ}C$ 물속에서 침수시간이 변함에 따른 $Avimid^{R}$ K3B/IM7 복합재의 습기노화현상에 관하여 연구하였다. $80^{\circ}C$ 물속에서 복합재의 강성을 저하시키는 요인으로는 수지 강성의 저하나 잔류응력의 변화 그리고 섬유와 수지 사이의 계면 손상이다. $80^{\circ}C$ 물속에서 수지에 습기가 포화되는 시간은 500 시간이며 K3B/IM7 복합재에 습기가 포화되는 시간은 100 시간이다. $80^{\circ}C$ 물속에서 수지가 500 시간 가속노화한 후 DSC 시험을 한 결과 $T_{g}는 1\%$ 이내 증가하였으며 무게는 $1.55\%$증가하였다. $80^{\circ}C$ 물속에서 수지의 습기 포화 속도가 복합재의 습기 포화 속도 보다 빨랐다. 500 시간 노화한 후 수지의 파괴인성은 $37\%$ 저하하였으며 100 시간 노화한 후 [+45/0/-45/90]s K3B/IM7 복합재의 미세균열 파괴인성은 $28\%$ 감소하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권7호
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• pp.775-782
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• 1994

마그네시아-지르코니아 복합체의 소결과 미세구조에 미치는 $TiO_{2}$의 영향에 대하여 검토하였다. 3mol%$Y_{2}$O_{3}$를 함유한 $ZrO_{2}$는 $TiO_{2}$첨가시 $1400^{\circ}C$에서 기지상인 MgO와 첨가제인 $TiO_{2}$의고용에 의해서 $c-ZrO_{2}$상으로 존재하였다. $TiO_{2}$첨가시 조성에 관계엾이 승온수축거동은 유사하였으며 $1650^{\circ}C$에서 최종수축율은 8.58-11.0%였다. 1.67wt%$TiO_{2}$첨가시 소결이 촉진되어 $1600^{\circ}C$ 2시간에서의 소결밀도는 3.7g/$\textrm{cm}^3$(이론밀도의 98%)였다. $ZrO_{2}$내에 고용된 MgO와 $TiO_{2}$의 양은 각각 5.67wt%, 2.62wt%로 냉각과정중 입계주위에서 일부 석출되어 Ti화합물을 형성하였다. 이의 존재로 말미암아 생성된 미세균열은 꺽임강도를 감소시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.694-701
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• 2018

FRP-보강근 콘크리트 부재들은 FRP-보강근이 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도를 갖고 있어 철근콘크리트 부재에 비해 과도한 균열폭의 가능성이 클 수 있다. 따라서 외국의 기준들에서는 FRP-보강근 콘크리트 부재의 균열제어를 위하여 허용균열폭의 제한규정을 두고 있는데, ACI 440.1R-15 설계지침에서는 최대 보강근 간격으로 제어하는 간접적인 방법으로 제안하고 있다. 그러나 제안식은 아직까지 장기하중이 균열폭에 미치는 시간종속적인 효과를 반영하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 장방형단면뿐만 아니라 T형단면의 FRP-보강근 콘크리트 보를 대상으로 장기실험을 통하여 얻어진 실험결과를 바탕으로 단면형태별 균열폭 특성을 구분하여 파악하므로 써 장기균열폭 예측모델을 제안하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 따라서 단면형태별로 각각 한 개씩 의 철근콘크리트 비교시험체를 포함한 4개의 장방형보와 4개의 T형 보로 구성된 총 8개의 시험체를 제작하여 시공하중의 영향을 고려한 1년간 4점 가력 장기휨실험을 수행하였다. 결과로서 시간종속적인 영향을 받는 순수장기균열폭은 철근 시험체에 비해 보강근의 탄성계수가 낮은 GFRP나 AFRP-보강근 시험체에서는 2.6~3.0배 증가하였으나 CFRP-보강근 시험체에서는 1.1~1.4배 증가에 그쳤다. 또한 즉시균열폭을 포함한 총장기균열폭은 장방형단면과 T형단면 시험체에서 평균적으로 각각 즉시균열폭의 약 2.4와 3.1배 증가를 보여주어 보수적으로 각각 2.5와 3.5의 시간종속계수를 구분하여 제안하였다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제15권5호
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• pp.227-237
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• 2023

PURPOSE. This study aimed to assess and compare the color stability, flexural strength (FS), and surface roughness of occlusal splints fabricated from heat-cured acrylic resin, milled polymethyl methacrylate (PMMA)-based resin, and 3D-printed (PMMA) based-resin. MATERIALS AND METHODS. Samples of each type of resin were obtained, and baseline measurements of color and surface roughness were recorded. The specimens were divided into three groups (n = 10) and subjected to distinct aging protocols: thermomechanical cycling (TMC), simulated brushing (SB), and control (without aging). Final assessments of color and surface roughness and three-point bending test (ODM100; Odeme) were conducted, and data were statistically analyzed (2-way ANOVA, Tukey, P <.05). RESULTS. Across all resin types, the most significant increase in surface roughness (Ra) was observed after TMC (P < .05), with the 3D-printed resin exhibiting the lowest Ra (P < .05). After brushing, milled resin displayed the highest Ra (P < .05) and greater color alteration (∆E₀₀) compared to 3D-printed resin. The most substantial ∆E₀₀ was recorded after brushing for all resins, except for heat-cured resin subjected to TMC. Regardless of aging, milled resin exhibited the highest FS (P < .05), except when compared to 3D-printed resin subjected to TMC. Heat-cured resin exposed to TMC demonstrated the lowest FS, different (P < .05) from the control. Under control conditions, milled resin exhibited the highest FS, different (P < .05) from the brushed group. 3D-printed resin subjected to TMC displayed the highest FS (P < .05). CONCLUSION. Among the tested resins, 3D-printed resin demonstrated superior longevity, characterized by minimal surface roughness and color alterations. Aging had a negligible impact on its mechanical properties.

• 전산구조공학
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• 제8권4호
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• pp.87-97
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• 1995

2차원 유한요소 모델의 동일한 형상과 하중 조건에 있어서 6절점 요소의 굽힘 강성은 8절점 요소의 굽힘 강성보다 더 크게 나타난다. 이와 같은 현상은 3차원 16절점 요소와 20절점 요소에서도 나타나며, 완전 요소의 중간 절점들을 제거하므로 인하여 나타난다. 따라서 이 현상을 상대적 강성강화 현상이라 할 수 있다. 강성강화 현상을 보정하기 위한 매우 효과적인 방법으로 가우스 적분점 수정법을 도출하였으며, 이 방법은 확장적인 강성과 같이 다른 종류의 강성을 변화시키지 않으며, 또한 패취시험을 통과하였다. 적분점 수정량은 재료의 포아송비의 함수로 나타나며, 2차원 평면응력 상태와 평면변형율 상태에 대한 두개의 수정식을 구하였고, 또한 3차원 고체요소에 대하여 확장하였다. 가우스 적분점 수정법의 효과를 검증하기 위하여 보와 판의 자유 및 강제운동 문제를 해석하였으며, 등방성 적층 보와 판에 대해서도 단층보와 단층판과 같은 방법으로 적용하여 그 효율성을 입증하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제33권4호
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• pp.780-806
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• 1995

The purpose of this study was to describe the application of 3D finite element analysis to determine resultant stresses on the bone anchored fixed prosthesis, implants and supporting bone of the mandible according to fixture numbers and load conditions. 4 or 6 fixtures and the bone anchored fixed prosthesis were placed in 3D finite element mandibular arch model which represents an actual mandibular skull. A $45^{\circ}$ diagonal load of 10㎏ was labiolingually applied in the center of the prosthesis(P1). A $45^{\circ}$ diagonal load of 20㎏ was buccolingually applied at the location of the 10mm or 20mm cantilever posterior to the most distal implant(P2 or P3). The vertical distribution loads were applied to the superior surfaces of both the right and the left 20mm cantilevers(P4). In order that the boundary conditions of the structure were located to the mandibular ramus and angle, the distal bone plane was to totally fixed to prevent rigid body motion of the entire model. 3D finite element analysis was perfomed for stress distribution and deflection on implants and supporting bone using commercial software(ABAQUS program. for Sun-SPARC Workstation. The results were as follows : 1. In all conditions of load, the hightest tensile stresses were observed at the metal lates of prostheses. 2. The higher tensile stresses were observed at the diagonal loads rather than the vertical loads 3. 6-implants cases were more stable than 4-implants cases for decreasing bending and torque under diagonal load on the anterior of prosthesis. 4. From a biomechanical perspective, high stress developed at the metal plate of cantilever-to-the most distal implant junctions as a consequence of loads applied to the cantilever extension. 5. Under diagonal load on cantilever extension, the 6-implants cases had a tendency to reduce displacement and to increase the reaction force of supporting point due to increasing the bendign stiffness of the prosthesis than 4-implants cases. 6. Under diagonal load on cantilever extension, the case of 10mm long cantilever was more stable than that of 20mm long cnatilever in respect of stress distribution and displacement. 7. When the ends of 10mm or 20mm long cantilever were loaded, the higher tensile stress was observed at the second most distal implant rather than the first most distal implant. 8. The 6-implants cases were more favorable about prevention of screw loosening under repeated loadings because 6-implants cases had smaller deformation and 4-implants cases had larger deformation.