• 소성∙가공
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• 제25권2호
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• pp.91-95
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• 2016

This paper is concerned with modeling of a ductile fracture criterion for sheet metal considering anisotropy to predict the sudden fracture of advanced high strength steel (AHSS) sheets during complicated forming processes. The Lou−Huh ductile fracture criterion is modified using the Hill’s 48 anisotropic plastic potential instead of the von Mises isotropic plastic potential to take account of the influence of anisotropy on the equivalent plastic strain at the onset of fracture. To determine the coefficients of the model proposed, a two dimensional digital image correlation (2D-DIC) method is utilized to measure the strain histories on the surface of three different types of specimens during deformation. For the derivation of an anisotropic ductile fracture model, principal stresses (𝜎₁,𝜎₂, 𝜎₃) are expressed in terms of the stress triaxiality, the Lode parameter, and the equivalent stress (𝜂_𝐻, 𝐿,) based on the Hill’s 48 anisotropic plastic potential. The proposed anisotropic ductile fracture criterion was quantitatively evaluated according to various directions of the maximum principal stress. Fracture forming limit diagrams were also constructed to evaluate the forming limit in sheet metal forming of AHSS sheets over a wide range of loading conditions.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권2호
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• pp.67-72
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• 2011

Solvent-free paint is sprayed from higher-pressure conditions, because the viscosity is large. The hydraulic actuator which can be operated under higher-pressure condition is required to spray solvent-free paints in painting process for the environmental protection. The purpose of this paper is to develop the hydraulic actuator under higher-pressure conditions for solvent-free paint spraying system. The hydraulic actuator consists of inner spool, outer spool and ball. The analysis of a structural stability was conducted by using ANSYS V11 under the design condition of upward and downward movement of spool. As a result, the maximum von-Mises stress applied on spool under 4mm displacement showed a value of 106MPa which was greater than the allowable stress of the spool with a value of 250MPa and a value of safety factor 3. This result suggested that the spool system be unstable under the design condition so that it was necessary for the spool system to be reinforced to secure the structural stability.

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.1-7
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• 2016

In this study, static and fatigue tests on the self-piercing riveted (SPR) joint were conducted using cross-shaped specimens with aluminum alloy (Al-5052) sheets. Mixed mode loading was achieved by changing the loading angles of 0, 45, and 90 degrees using a special fixture to evaluate the static and fatigue strengths of the SPR joints under mixed mode loading conditions. Simulations of the specimens at three loading angles were carried out using the finite element code ABAQUS. The fatigue specimens failed in an interfacial mode where a crack initiated at the upper sheet and propagated along the longitudinal direction and finally fractured Maximum principal stress, von-Mises effective stress failed to correlate the fatigue lifetimes at three loading angles. However, the equivalent stress intensity factor was found to be appropriate to correlate the fatigue lifetimes at three loading angles.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.146-154
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• 2009

Dynamic response of a hull mounted sonar(HMS) to shocks transmitted through hull structures is analyzed and then the structural reliability of the sonars is evaluated. Finite element model of the hull mounted sonar is established and the transient responses to the shock is calculated using MSC.NASTRAN. According to BV043, the maximum allowable accelerations at the foundation of the sonar are converted from the shock spectra allowable for HMS. They are applied vertically and horizontally, respectively, using the large mass method. The structural reliability is evaluated by comparing the von-Mises stresses with the material yield stress. The drum for sensors shows a high reliability owing to mounts by which the shock waves from the base structure are well protected. However, the mounts between the base structure and the drum to mount sensors show a high stress intensity. The base structure also reveals a high stress intensity at the connection points to the hull.

• 구강회복응용과학지
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• 제33권3호
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• pp.189-198
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• 2017

목적: 외측 육각형과 내측 원추형 연결부로 설계된 임플란트 지지 하악 구치 수복물에 교합력을 가할때 발생하는 생역학 현상을 분석하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 외측 연결형 임플란트(EXHEX)와 내측 연결형 임플란트(INCON) 그리고 이와 결합할 해당 나사와 지대주 및 크라운을 제작하였고, 하악 무치악 치조골을 설계하였다. 각 부분을 조립하여 2종의 유한요소 모형을 제작하였다. 총 120 N 크기의 수직력(L1)과 45도 측방력(L2)을 가하였고, 유한요소 응력 분석을 시행하였다. 결과: L2 측방력 하중에 의해 발생한 최대 응력은 L1 수직력 하중에 의한 것 보다 6 - 15배 더 컸다. INCON 모델은 EXHEX 모델보다 크라운 교두부에서 2.2배 더 큰 변위량을 보여 주었다. 측방력에 의해 EXHEX 모델은 나사에서, INCON 모델은 임플란트 고정체의 상단 변연부에서 폰미세스 응력의 최대값이 관찰 되었다. INCON 모델에서는 임플란트 내부 계면에서 긴밀한 접촉이 유지 되었다. 결론: 측방력이 큰 변형과 응력을 발생하였으나, 임플란트에서의 최대 응력 발생부위는 INCON과 EXHEX 모델이 서로 상이하였다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제6권5호
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• pp.361-371
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• 2014

PURPOSE. In case of large horizontal discrepancy of alveolar ridge due to severe resorption, cantilevered crown is usually an unavoidable treatment modality. The purpose of this study was to evaluate the clinical criteria for the placement of the aforementioned implant crown. MATERIALS AND METHODS. The mandible model with 2 mm thick cortical bone and cancellous bone was fabricated from CT cross-section image. An external connection type implant was installed and cantilevered crowns with increasing offset of 3, 4, 5, 6, and 7 mm were connected. Vertical load and $30^{\circ}$ oblique load of 300 N was applied and stress around bone and implant component was analyzed. A total of 14 cases were modeled and finite element analysis was performed using COSMOS Works (Solid works Inc, USA). RESULTS. As for the location of the vertical load, the maximum stress generated on the lingual side of the implant became larger according to the increase of offset distance. When the oblique load was applied at $30^{\circ}$, the maximum stress was generated on the buccal side and its magnitude gradually decreased as the distance of the offset load increased to 5 mm. After that point, the magnitude of implant component's stress increased gradually. CONCLUSION. The results of this study suggest that for the patient with atrophied alveolar ridge following the loss of molar teeth, von-Mises stress on implant components was the lowest under the $30^{\circ}$ oblique load at the 5 mm offset point. Further studies for the various crown height and numbers of occusal points are needed to generalize the conclusion of present study.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권2호
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• pp.157-168
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• 2008

연구목적: 골유착성 임플랜트를 이용한 치료가 초기의 완전 무치악 증례에 도입된 이후 장기간의 임상 관찰 결과 높은 성공률이 보고되고 있으며, 점차 부분 무치악 및 단일치 상실 증례 등의 다양한 영역으로 확대되고 있다. 하지만 이러한 임플랜트에 가해지는 저작압은 임플랜트와 주위 골에 축 방향 힘 (axial force)과 다양한 측방 모멘트 (bending moments)를 일으키는데 이러한 응력의 적절한 분산이 치료의 성공에 큰 영향을 미치게 한다. 이번 연구의 목적은 하악 구치부가 부분 무치악일 때 외측연결 방식과 내측연결 방식의 임플랜트로 수복함에 있어 상부 보철물의 연결 (splinting)이 임플랜트와 주위 골로의 응력분산에 미치는 영향을 삼차원 유한요소 분석을 통해 비교해보고자 하였다. 연구재료 및 방법: 외측연결 방식과 내측연결 방식의 대표적인 2종의 임플랜트를 선정하였고 각각 8.5mm와 13mm 길이에 대하여 실험하였다. 임플랜트는 외측연결 방식을 대표하는 브레네막 시스템을, 내부연결 방식을 대표하는 ITI 임플랜트를 연구재료로 선택하였다. 각각의 임플랜트는 구치부에서 골양이 허용되는 한 추천되는 넓은 직경 (wide diameter)의 임플랜트 (4.8-5.3mm)를 이용하였다. 이러한 4종류의 임플랜트 모형에서 제1대구치와 제2대구치 금관의 연결 여부에 따라 총 8개의 실험 군으로 분류하였다. 하중은 수직하중 및 수평하중을 각각 100N씩 하악 제1대구치 임플랜트 보철부위 (금관부)에 가하였고 금관의 연결여부에 따라 임플랜트와 주위골에 응력이 분산되는 양상을 관찰하였다. 삼차원 유한요소분석을 위한 하악골모형 제작에는 Hypermesh (Altair Engineering Inc., Troy, MI, USA)를 사용하였고 응력해석을 위해서는 PAM-CRASH 2G version 2005 (ESI, France), 포스트프로세싱을 위해서는 PAM-VIEW version 2005 (ESI, France)을 이용하였다. 여러 응력값 중에서 대표적인 등가응력 (von Mises stress)을 이용하여서 응력분포를 비교분석하였다. 연구결과: 내부연결방식과 외부연결방식 모두 상부의 금관을 연결함에 따라 임플랜트와 주위골로 전해지는 응력값이 감소하였다. 그리고 응력값이 감소하는 정도는 외부연결방식에서 더 크게 나타났다. 하지만 두 방식 모두 금관연결에 따른 응력 감소 효과는 임플랜트 길이 증가에 의해 영향 받지는 않았다. 이번 실험에서 상부 보철물이 연결되지 않은 상태에서 제1대구치 부위에 수직방향 또는 수평방향의 하중을 가했을 때 외부연결방식에서 더 많은 양의 응력이 주변 피질골의 상부 좁은 부위로 전달되었다. 하지만 상부 보철물을 연결한 상태에서 하중을 가한 경우에는 외부연결방식에서 하중 측인 제1대구치 부위에서 나타나던 상부 피질골에서의 응력 집중이 많이 감소한 것을 보여주었다. 또 한 비하중 측인 제 2대구치 부위에서의 응력분산도 외부연결방식에서 더 많은 것으로 나타났다. 이에 비해 내부연결방식에서는 하중 측인 제 1대구치 부위에서 지대주 나사를 따라 높게 나타나던 응력값의 중등도 감소 효과를 나타내었고 연결된 제2대구치 부위로의 응력분산 효과도 작았다. 결론: 하악 구치부가 결손한 하악골에 내부연결방식과 외부연결방식을 대표하는 두 가지 종류의 임플랜트를 선택하여 상부 금관의 연결이 임플랜트와 주위 골의 응력 분산에 미치는 영향에 대하여 삼차원 유한요소분석을 하였다. 이러한 실험 결과를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 8.5mm와 13mm에 대해서 응력 분포는 거의 동일하게 나타나고, von Mises stress 최대값 또한 거의 유사하였다. 2. 수직하중에서는 근심측에서 응력이 집중되었고 수평하중에서는 근, 원심측이 비슷한 크기의 응력을 보였다. 3. 내부연결방식에서는 지대주 나사의 벽면을 따라서 응력이 분산되는 양상을 보였으나 외부연결방식에서는 지대주에 눌리는 임플랜트 상부 부위에 응력이 집중되었다. 4. 금관을 연결함에 따라 임플랜트와 주위골로 전달되는 응력 값은 두 방식 모두 감소하는 모습을 보였으나 응력 값이 감소하는 정도는 내부연결방식에 비해 외부연결방식에서 더 크게 나타났다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권3호
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• pp.255-265
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• 2009

즉시 하중에 대한 관심과 시도가 증가되고 있지만, 명확한 술식이 정립되어 있지는 않다. 본 연구에서는 상악 전치부 임플란트에서 즉시 하중시에 골과 임플란트에 나타나는 응력분포 양상을 3차원 유한요소법을 이용하여 알아보고자 하였다. 골질이 D3인 상악 전치부의 골모형을 구성하고, 서로 다른 길이(8.5 mm, 10.0 mm, 11.5 mm, 13.0 mm, 15.0 mm)의 직경 4.0 mm 나사형 임플란트를 식립한 모형을 제작하였다. 해석 절차의 간소화를 위하여 모든 물성은 등방성, 선형탄성, 균질성으로 가정하였다. 골-임플란트 계면은 접촉 요소법으로 처리하여 골유착이 일어나기 전 상태로 구성하였다. 지대주 장축에 120도의 각도로 지대주의 구개 절단각 중앙부에 176 N의 정하중을 가하고 응력분포를 관찰하였다. von Mises stress를 이용하여 응력을 분석한 결과 모든 모형에서 순측 피질골에 응력이 집중되었으며 피질골과 망상골의 경계부에서 최대 응력값을 나타내었다. 길이에 따른 비교시 8.5 mm 모형에서 가장 큰 최대 응력값을 나타냈으며, 임플란트 길이가 증가될수록 좀 더 양호한 응력 분포를 나타내었다. 상악 전치부 즉시 하중시에 피질골의 존재 유무는 매우 중요하며, 길이가 긴 임플란트를 식립하는 것이 유리하며, 가능하면 13.0 mm 이상의 임플란트를 식립하는 것이 즉시하중을 시행할 때 응력 분산에 유리한 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.17-22
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• 2009

Thermal stress and elastic creeping stress analysis was conducted by finite element method to simulate start-up process of a boiler header of 500MW standard fossil power plant. Start-up temperature and operating pressure history were simplified from the real field data and they were used for the thermal stress analysis. Two kinds of thermal stress analysis were considered. In the first case only temperature increase was considered and in the second case both of temperature and operating pressure histories were considered. In the first analysis peak stress was occurred during the temperature increase from the room temperature. Hence cracking or fracture may occur at the temperature far below the operating maximum temperature. In the results of the second analysis von Mises stress appeared to be higher after the second temperature increase. This is due to internal pressure increase not due to the thermal stress. When the stress components of radial(r), hoop($\theta$) and longitudinal(z) stress were investigated, compression hoop stress was occurred at inner surface of the stub tube when the temperature increased from room temperature to elevated temperature. Then it was changed to tension hoop stress and increased because of the operating pressure. It was expected that frequent start-up and shut-down operations could cause thermal fatigue damage and cracking at the stub tube hole in the header. Elastic-creeping analysis was also carried out to investigate the stress relaxation due to creep and stabilized stress after considerable elapsed time. The results could be used for assessing the creep damage and the residual life of the boiler header during the long-tenn service.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.253-259
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• 1997

Von Mises stress and compliance distribution was evaluated using a finite element analysis on the anastomosis of an artery with length of 20mm(z direction, along the horizental artery), inner diameter of 4mm, thickness fo 0.5mm and a PTFE graft with length of 5.7mm, inner diameter of 2mm, thickness of 0.2mm when anastomotic angle was $45^{\circ}$ and inner pressure of 1330 dyne/mm2 was applied inside the 2 conduits. From the analysis results were obtained as follows. (1) Artery diameter increased in both horizontal x(along the length of artery) and vertical y(perpendicular to the length of artery)directions and the magnitude of that in x direction was bigger than that in y direction. (2) The compliance was maximum on the anastomosis, especially on that with acute angle. The reduction of compliance was observed from the anastomosis area to the either right or left end. (3) The equivalent stress was maximum on top in the y direction and minimum on the nodes apart $110^{\circ}$ in circumferential direction from the top. (4) The equivalent stress was maximum in t도 vicinity of anastomosis with acute angle along the longitudinal direction of the artery. This trend was also observed along the PTFE graft.