스마트 재료를 이용한 복합재료의 가장 큰 장점 중의 하나는 재료내부에 발생한 균열을 제어하는데 있다. 구조용 재료로 사용 중에 구조물 내에 균열이 발생할 때 균열의 진전을 억제할 수 있는 방법 중의 하나가 형상기억합금재료의 형상기억효과를 이용하는 것이다. 본 연구에서는 최적의 제조조건을 도출하여 형상기억합금을 이용한 형상기억복합재료를 제조하였다. 또한 형상기억복합재료 내부의 형상기억합금에 의한 형상기억효과를 평가하기 위하여 복합재료에 인장하중을 가하여 복합재료에 발생하는 응력분포를 평가하고 복합재료에 열을 가하여 형상기억합금을 원래의 상태로 복귀하면서 복합재료 전체의 응력변화를 평가하였다. 형상기억복합재료의 인장하중에 따른 응력분포를 관찰하기 위하여 광탄성에 의한 가시화 장치를 이용하였다.
발치 환자의 치료에서 결과의 안정성과 심미적인 요구를 만족하기 위해서는 상악 전치의 전후방 및 수직적인 위치와 순설측 경사를 올바르게 설정하여야 한다. 상악 치열에서 제 1 소구치를 발거하고 견치를 발치 공간으로 후방이동시킨 상태에서, 호선을 이용하여 전치를 후방견인시킬 때 치아의 설측 경사와 정출과 같은 부작용이 일어날 수 있으므로 이를 방지하기 위해 다양한 방법으로 힘과 모멘트의 조절을 시도하여야 한다. 치관의 한 지점에 적용되는 힘의 크기와 모멘트의 비율에 따라 치근막에 나타나는 응력분포가 변화하고 이를 알아냄으로써 치아이동 양상을 예측할 수 있다. 상악 전치부에 직접 힘을 가하게 되는 J-hook headgear는 전치부의 모멘트를 변화시키는 효과를 제공하므로, 본 연구에서는 호선의 전치부에 각각 다른 토오크를 부여하고 각 상태에서 J-hook headgear를 후상방으로 적용하였을 때 모멘트 변화에 따른 응력분포의 변화를 광탄성법으로 관찰하였다. 치조골 부위를 광탄성 레진으로 대체한 모형을 제작하고 인공 치아에 .022" slot의 standard edgewise bracket을 부착하였다. 측절치 bracket 원심 1mm지점 에 높이 7mm의 vertical loop을 가지는 호선을 .020" $\times$ .025" stainless steel wire 로 제작하였으며 중절치와 측절치 사이에 high pull f-hook headgear를 위한 hook을 납착하였다. 전치부에서 $0^{\circ},\;7^{\circ},\;14^{\circ}$ 의 토오크를 각각 부여한 뒤, loop을 1mm activation하였을 때 나타나는 응력분포와 각각에 high pull J-hook headgear를 교합면에 대하여 후상방 $35^{\circ}$ 방향으로 200mg의 힘을 적용했을 때의 응력분포를 비교하였여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결론 1. $0^{\circ}$ 토오크에서는 치근의 치근단측 1/2부위에 응력이 분포하였으나 순측에 비해 설측이 약하고 좁게 나타났고 특히 치근단에 집중된 응력은 순, 설측 모두에서 high pull J-hook headgear의 사용으로 감소하였다. 2. $7^{\circ}$ 토오크에서는 치근면을 따라서 응력이 분포하는데, 순측으로는 치조정에서부터 나타나는 응력이 치근면을 따라 서 치근단측 1/3부위까지 점차 폭이 좁아졌고, 설측은 순측보다는 약한 응력이 치근의 치관측 1/3에서부터 치근단까지 나타났다. 치근단에서는 순측보다 설측이 더 강하게 나타났고, high pull J-hook headgear의 사용으로 전반적으로 응력의 크기와 폭의 증가가 있었다. 3. $14^{\circ}$ 토오크의 호선에서는$7^{\circ}$ 토오크의 호선과 분포하는 응력의 양상은 유사하지만 좀 더 강하게 나타났고, 순측에서 는 치근면의 중앙부위가 폭이 가장 넓게, 설측에서는 순측에 비해 균일한 폭으로 응력이 분포하였다. 치근면을 따라서 나타나는 응력은 headgear를 사용하는 것이 사용하지 않은 경우보다 강하였고 순측보다는 설측이 더 강하였다. headgear를 사용하였을 때 치근단의 응력 집중은 순측에서보다 설측에서 더 크게 나타났다.
본 연구는 협측 이소맹출된 상악 제2대구치의 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 maxillary posterior crossbite appliance에 의해 상악 제2대구치의 치근단과 그 주위의 치조골에 발생되는 응력분포를 알아보기 위해 광탄성법을 이용하여 분석하였다. 상악의 치조골을 재현하기 위해 PL-3형의 epoxy resin과 PL-3보다 경질인 레진치아를 사용하여 협측 이소맹출된 상악 제2대구치를 광탄성모형으로 재현하였다. 광탄성 모형상에 maxillary posterior crossbite appliance를 적용하고 힘을 가하기 전과후의 응력분포를 알아보기 위해 원형편광기를 사용하여 모형의 전후방에서 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 상악 제2대구치의 구개면에 힘을 가한 경우, 협측과 구개측 치근첨에는 무늬차수 0.6차와 치경부에는 무늬차수 0.9차의 응력이 집중이 되어 나타났고 회전중심이 구개측 치근은 치근첨에, 협측 치근은 치근 1/4부위에 발생하였으며 이로 인해 제2대구치에 구개측으로의 비조절성 경사이동 및 회전력이 발생하였다. 2. 상악 제2대구치의 협측면에 힘을 가한 경우에는 구개면에 힘을 가한 경우 보다 협측과 구개측의 치근첨에 더 많은 무늬차수 2.2차의 응력이 발생하였다. 또한 치근하방의 치조골 부위에 응력의 발생과 함께 구개측 치근의 회전중심은 사라지고 협측 치근은 치근첨으로 이동하여 이로 인해 구개측으로의 조절성 경사이동 및 함입력이 발생하였다. 3. 상악 제2대구치의 협측이나 설측에 힘을 가한 경우, 고정원인 제1대구치는 치근첨부위에 소량의 응력이 발생하였고, 편측의 제2대구치에만 힘을 가한 경우보다 양측의 제2대구치에 동시에 힘을 가한 경우에서 더 많은 양의 응력이 제1대구치에 발생하였다. 이상의 결과는 협측 이소맹출된 상악 제2대구치의 구치부 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 maxillary posterior crossbite appliance를 적용할 때, 제1대구치의 고정원 상실을 최소화하기 위해서는 편측의 제2대구치를 먼저 개선시키고 그 후 반대측 제2대구치의 개선을 도모하는 것이 바람직하다는 것을 의미한다. 또한 구개측면보다는 협측면에서 견인력을 가하여 제2대구치에 함입력과 구개측으로의 조절성 경사이동을 발생시키는 것이 구치의 정출 및 회전에 의해 야기될 수 있는 교합장애를 방지할 수 있으리라 사료된다.
본 연구는 설측 이소맹출된 하악 제2대구치의 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 mandibular posterior crossbite appliance에 의해 하악 제2대구치의 치근단과 그 주위의 치조골에 발생되는 응력분포를 알아보기 위해 광탄성법을 이용하여 분석하였다. 하악의 치조골을 재현하기 위해 PL-3 형의 epoxy resin과 PL-3 보다 경질인 레진치아를 사용하여 설측 이소맹출된 하악 제2대구치를 광탄성모형으로 재현하였다. 광탄성 모현상에 mandibular posterior crossbite appliance를 적용하고 힘을 가하기 전과후의 응력 분포를 알아보기 위해 원형편광기 를 사용하여 모형의 전후방에서 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 하악 제2대구치의 협측면에 힘을 가한 경우, 설측 치조정과 치근첨 부위에 응력이 집중되어 나타났고 회전중심이 치근 협측면의 중간 1/3부위와 치근첨 부위에 발생하였으며 이로 인해 제 2대구치에 협측으로의 비조절성 경사이동 및 회전력이 발생하였다. 2. 하악 제2대구치의 설측면에 힘을 가한 경우에는 협측면에 힘을 가한 경우 보다 치근첨에 더 많은 응력이 발생하였다. 또한 치근하방의 치조골 부위에 응력이 증가하였으며 치근의 협측면과 치근첨 부위의 회전중심도 없어져 이로 인한 협측으로의 조절성 경사 이동 및 함입력이 관찰되었다. 3. 하악 제2대구치의 협측이나 설측에 힘을 가한 경우, 고정원인 제1대구치의 치근첨 부위는 힘을 가하기 전의 초기 응력상태와 비교할 때 응력의 증가는 보이지 않아 구치부 협측 반대 교합의 개선시 하악의 설측 호선은 효과적인 고정원으로 사용될 수 있다. 이상의 연구 결과는 설측 이소맹출된 하악 제2대구치의 구치부 협측 반대교합을 개선하기 위해 사용되는 mandibular posterior crossbite appliance를 적용할 때, 제2대구치의 협측면보다는 설측면에서 힘을 부여하는 것이 교합장애를 야기시킬 수 있는 비조절성 경사이동과 구치의 회전을 피하면서 협측으로의 조절성 경사이동 및 함입력을 적용시킬 수 있음을 의미한다.
For the determination of stress intensity factors, three methods have been used conventionally; the photoelastic method, the compliance method and the electrical resistance method. These methods, however, have common short coming upon experimental performance; the difficulty of cutting out sharp crack tips and arbitray crack forms similar to the practical one on the specimen. to eliminate this flaw, one of the author previously presented new methods, that is, for the determination of $K_{III}$ mode, the membrane analogy was applied and the slab analogy was used for the determination of $K_{I}$ and $K_{II}$ . The validity of this method was proved through the performance of a series of experiments of which theoretical solution are known.n.n.
본 연구에서는 이런 점을 감안하여 테프론 주형법의 장점들을 이용하되 에폭 시 덩이를 만드는 주형상자 대신에 에폭시 판과 테프론 균열이 수직성과 직선성을 유 지할 수 있도록 새로 주형대(molding table)를 개발하여 필요한 균열길이와 두께의 에 폭시판을 만들고 기계가공없이 직접시편으로 사용하여 광탄성장치에서 무늬사진을 얻 음으로서 기계 가공시에 일어나는 여러 문제들을 일소하고 시간과 경비를 크게 절약 하려고 하였으며 지금까지의 어떤 실험방법 보다도 정밀한 측정으로 응력확대계수 해 석상의 오차를 줄이는데 목적이 있다.
An analysis using FEM simulation was conducted to predict residual stresses and birefringence in simple compressed cylindrical glass as a preliminary part of the optimum design determination of optical lenses. The FEM simulation with the Maxwell viscoelastic constitutive model was used to predict thermal induced residual stresses and birefringence during the compression test considering stress relaxation. Also the linear photoelastic theory was introduced to calculate birefringence from the residual stress state. The simulation results were in good agreement with deformation and birefringence distribution in the existing experimental result.
The interference phenomenonof a dynamic crack propagation in a inclined DEN(double edge notched) specimen has been investigated by using the dynamic photoelasticity. One crack initiated by static loading is propagated dynamically and experiences a mixed mode condition(interference) as the crack approaches to the inclined edge notch. We use the overdeterministic least-square method to extract dynamic $K_{Id}$ K sub IId/and .sigma. $_{ox}$from the recorded dynamic photoelastic pattern surounding a running crack. The evaluated $K_{Id}$$K_{IId}$and .sigma. $_{ox}$together with the crack propagation velocity estimate the dynamic crack interference phenomenonenonon
As silica based optical fibers and preforms are processed at a high temperature, residual stresses are bulit in the strucure when cooled down to the room temperature. The magnitude of the residual stress depends on the difference in the thermal expansion coefficients between core and cladding glass as well as on the temperature difference. Residual stress distribution determines the intrinsic strength and could affect the long term reliability of optical fibers. And furthermore, stress can introduces anisotropy into optical fibers by photoelastic effects. The analysis of thermal stress has been intensively studied for multimode fibers$^{(1)}$ and the authors and co-wokers recently reported the stress distribution in a depressed inner cladding structure$^{(2)}$ . The compositions of the glass in the previous studies, however, have been restricted to conventional glass formers, such as GeO2, B2O3, P2O5, Fluorine. (omitted)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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