• Steel and Composite Structures
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• 제46권3호
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• pp.367-383
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• 2023

In this investigation, an improved integral trigonometric shear deformation theory is employed to examine the vibrational behavior of the functionally graded (FG) sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations. The studied structure is modelled with only four unknowns' variables displacements functions. The simplicity of the developed model being in the reduced number of variables which was made with the help of the use of the indeterminate integral in the formulation. The current kinematic takes into consideration the shear deformation effect and does not require any shear correction factors as used in the first shear deformation theory. The equations of motion are determined from Hamilton's principle with including the effect of the reaction of the visco-Pasternak's foundation. A Galerkin technique is proposed to solve the differentials governing equations, which enables one to obtain the semi-analytical solutions of natural frequencies for various clamped and simply supported FG sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations. The validity of proposed model is checked with others solutions found in the literature. Parametric studies are performed to illustrate the impact of various parameters as plate dimension, layer thickness ratio, inhomogeneity index, damping coefficient, vibrational mode and elastic foundation on the vibrational behavior of the FG sandwich plates.

• Computers and Concrete
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• 제33권1호
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• pp.27-39
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• 2024

In this study, the authors investigate the free vibration behavior of three-phases functionally graded sandwich plates using a novel nth-order shear deformation theory. These plates are composed of a homogeneous core and two face-sheet layers made of different functionally graded materials. This is the novel type of the sandwich structures that can be applied in many fields of mechanical engineering and industrial. The proposed theory only requires four unknown displacement functions, and the transverse displacement does not need to be separated into bending and shear parts, simplifying the theory. One noteworthy feature of the proposed theory is its ability to capture the parabolic distribution of transverse shear strains and stresses throughout the plate's thickness while ensuring zero values on the two free surfaces. By eliminating the need for shear correction factors, the theory further enhances computational efficiency. Equations of motion are established using Hamilton's principle and solved via Navier's solution. The accuracy and efficiency of the proposed theory are verified by comparing results with available solutions. The authors then use the proposed theory to investigate the free vibration characteristics of three-phases functionally graded sandwich plates, considering the effects of parameters such as aspect ratio, side-to-thickness ratio, skin-core-skin thicknesses, and power-law indexes. Through careful analysis of the free vibration behavior of three-phases functionally graded sandwich plates, the work highlighted the significant roles played by individual material ingredients in influencing their frequencies.

• Journal of Veterinary Science
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• 제25권1호
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• pp.2.1-2.14
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• 2024

Background: Sufficient surgical resection is necessary for effective tumor control, but is usually limited for vertebral tumors, especially in the cervical spine in small animal neurosurgery. Objective: To evaluate the primary stability and safety of customized three-dimensional (3D)-printed implants for cervical spine reconstruction after total vertebrectomy. Methods: Customized guides and implants were designed based on computed tomography (CT) imaging of five beagle cadavers and were 3D-printed. They were used to reconstruct C5 after total vertebrectomy. Postoperative CT images were obtained to evaluate the safety and accuracy of screw positioning. After harvesting 10 vertebral specimens (C3-C7) from intact (group A) and implanted spines (group B), implant stability was analyzed using a 4-point bending test comparing with groups A and C (reconstituted with plate and pins/polymethylmethacrylate after testing in Group A). Results: All customized implants were applied without gross neurovascular damage. In addition, 90% of the screws were in a safe area, with 7.5% in grade 1 (< 1.3 mm) and 2.5% in grade 2 (> 1.3 mm). The mean entry point and angular deviations were 0.81 ± 0.43 mm and 6.50 ± 5.11°, respectively. Groups B and C significantly decreased the range of motion (ROM) in C3-C7 compared with intact spines (p = 0.033, and 0.018). Both groups reduced overall ROM and neutral zone in C4-C6, but only group B showed significance (p = 0.005, and 0.027). Conclusion: Customized 3D-printed implants could safely and accurately replace a cervical vertebra in dog cadavers while providing primary stability.

• Hip & pelvis
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• 제34권4호
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• pp.245-254
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• 2022

Purpose: Management of pediatric subtrochanteric femur fractures (SFFs) is difficult. The aim of this study was to evaluate the outcomes of adolescent SFFs treated with adult proximal humeral locking plates (PHLPs). Materials and Methods: A retrospective analysis of 18 adolescents (11 male, 7 female) with a diagnosis of SFF who underwent internal fixation with a PHLP was conducted. Data regarding injury mechanism, fracture pattern, and time to union were recorded for all patients. In addition, a clinical and functional evaluation of patients was performed using the Harris hip score (HHS), Iowa hip score (IHS), modified Merle d'Aubigne-Postel score (MMAPS), Flynn criteria, and hip range of motion (ROM). Results: The mean age of the patients was 12.72±2.05 years (range, 10-16 years). Radiological observation was performed for evaluation of five different injury mechanisms and different fracture patterns in patients. The mean postoperative HHS was 92.27±5.61, the mean IHS was 90.88±6.46, and the mean MMAPS was 17.22±0.94. According to the Flynn criteria, excellent results were achieved in 14 cases and satisfactory results were obtained in four cases. Measurements of the patients' mean hip ROM values were as follows: 17.77±3.52° in extension, 115.27±6.74° in flexion, 43.05±3.48° in abduction, 27.50±4.28° in adduction, 42.22±4.60° in internal rotation, and 42.22±3.91° in external rotation. Conclusion: Surgery performed on adolescent patients using an adult PHLP showed good, safe results. Therefore, it should be considered as an alternative option.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.169-193
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• 2016

한반도 일원의 신기 지각변형과 현생 응력장의 특징을 규명하고 지구조적 형성 배경을 이해하기 위해, 제4기 단층과 발진기구해에 관한 기존 자료와 더불어 최근의 지각천부 시추공 응력자료를 종합하여 재분석하였으며, 마이오세 이후 동아시아 일원의 지구조 환경 변화와 지각변형 특징을 정리하였다. 한반도 남동부의 제4기 단층은 대부분 기존 단층대를 따라 발견된다. 또한 대부분 남-북으로 배열된 상반 서향의 충상단층의 기하와 운동특성을 보이며, 동-서 방향의 순수 압축응력 하에서 적절히 배향된 기존 약대가 재활된 특징을 보인다. 한반도와 인근 해역의 발진기구해 분석 결과, 내륙에서는 주향이동단층 또는 역이동성 운동감각을 포함하는 주향이동단층이 우세한 반면, 동해와 서해 연안의 경우에는 역단층이 우세한 특징을 보인다. 압축 축은 동북동과 서남서를 향해 수평 내지 아수평한 자세로 군집되며, 인장 축은 북북서-남남동 주향을 가지는수직의 대원 상에 배열된다. 시추공 내 응력측정 자료를 취합한 결과, 한반도 지각천부의 평균 최대수평응력은 동북동-서남서 방향으로 나타났다. 따라서 한반도 일원은 현재 광역적인 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축력에 의한 압축구조가 발달중인 것으로 판단된다. 동아시아 일원의 광역적인 현생 응력장 분포와 비교한 결과, 이러한 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축응력환경은 태평양판의 서향 저각 섭입과 인도-유라시아 충돌로부터 전파된 응력장이 중첩된 결과로 판단되며, 대부분 고각 섭입의 양상을 보이는 필리핀해판은 배호지역 내에서 인장 환경의 특징을 보여주고 있어 한반도에서의 영향은 미미한 것으로 판단된다. 이상과 같은 동아시아 일원의 신기 지구조환경과 지각변형은 약 5~3.2 Ma 경 태평양판의 이동방향과 섭입각도의 변화와 함께 시작된 것으로 해석된다.

• Archives of Hand and Microsurgery
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• 제23권4호
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• pp.230-238
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• 2018

목적: 중수골 골절에서 시행되는 두 가지 수술 방법; 즉, 폐쇄적 정복술 및 평행핀 외고정술, 개방적 정복술 및 플레이트 내고정술 시행 이후 골절각의 변화를 수술 직후 및 추적 관찰하여 비교 분석하였다. 방법: 2008년 4월부터 2018년 1월까지 수부 단일 중수골 골절에 대해 수술적 처치를 받은 46명의 환자를 대상으로 후향적 연구를 진행하였다. 관절 외 중수골 골절에서 폐쇄적 정복술 및 가로 방향 평행 핀 외고정술(그룹 1) 또는 개방적 정복술 및 플레이트 내고정술(그룹 2)을 진행하고, 수술 전후 및 추시 후 수부 방사선 비스듬영상에서 골절각을 측정하여 분석하였다. 결과: 두 그룹 모두 정복술 진행 후 유의한 골절각 교정 결과를 보였다. 그룹 1의 경우 수술 후 3-4주에 능동적 운동을 시작하였으며, 골절각 재발 소견이 다소 나타났다(그룹 1: 수술 직후 골절각 $20^{\circ}{\pm}7^{\circ}$, 추시 후 골절각 $24^{\circ}{\pm}10^{\circ}$, p<0.05). 반면에 그룹 2는 수술 후 2주에 운동 진행 이후에도 정복된 상태를 지속적으로 유지하였다(그룹 2: 수술직후 골절각 $19^{\circ}{\pm}5^{\circ}$, 추시 후 골절각 $18^{\circ}{\pm}6^{\circ}$). 결론: 관절 외 단일 중수골 골절에서 폐쇄적 정복술 및 평행 핀 외고정술과 개방적 정복술 및 플레이트 내고정술 모두 골절에 의한 각형성을 유의하게 교정할 수 있는 유용한 수술 방법이다. 폐쇄적 정복술 및 평행 핀 외고정술 이후 3-4주에 손 운동을 시작할 경우 골절 부위에 과도한 운동 또는 외부 자극에 의한 저항이 가해지면 유합 진행을 악화시킬 수 있으므로 주의 깊은 경과 관찰을 요하며, 골절 상태에 따라 적절한 수술 방법을 계획해야 한다.

• 대한정형외과학회지
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• 제56권4호
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• pp.317-325
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• 2021

목적: 본 연구는 족관절 후과 골절을 동반한 경골 원위부 나선상 골절에서 경골에 대한 고정술로 골수강 내 금속정 고정술과 최소 침습적 금속판 고정술의 기능적, 방사선학적 결과 및 후과 골절에 대한 고정술 유무에 따른 기능적, 방사선학적 결과를 비교하였다. 대상 및 방법: 2010년 1월부터 2018년 12월까지 본원에서 족관절 후과 골절을 동반한 경골 원위부 나선상 골절(AO Foundation/Orthopaedic Trauma Association 분류 42-A1, B1, C1) 30명의 환자를 대상으로 연구하였다. 골수강 내 금속정 고정술을 시행한 16명을 intramedullary nailing (IMN)군으로, 최소 침습적 금속판 고정술을 시행한 14명을 minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO)군으로 분류하여 양 군의 골유합 시기, 술 후 각 정렬, 족관절 후과 골편의 전위 정도 및 American Orthopaedic Foot and Ankle Society (AOFAS) 점수를 비교, 분석하였다. 또한 각 군에서 후과 골절에 대한 고정술 유무에 따른 족관절 관절 운동 범위 및 AOFAS 점수를 비교하였다. 결과: 평균 골유합 시기는 IMN군에서 21.8주, MIPO군에서 23.1주였다(p=0.500). 최종 추시 평균 각 변형은 IMN군에서 관상면 1.8°, 시상면 1.6°를 보였고, MIPO군에서 관상면 1.2°, 시상면 1.7°를 보였다(p=0.131, p=0.850). 술 후 및 최종 추시 방사선 사진상 양 군 모든 환자에서 족관절 후과 골편의 전위는 없었고, 최종 추시에서 족관절 관절염은 없었다. 임상적 평가로 최종 추시에서 AOFAS 점수는 IMN군에서 평균 88.0점, MIPO 군에서 평균 87.6점을 보였다(p=0.905). 각 군에서 후과 골절에 대한 고정술 유무에 따른 족관절 관절 운동 범위 및 AOFAS 점수를 비교하였고 유의한 차이는 없었다. 결론: 족관절 후과 골절을 동반한 경골 원위부 나선상 골절의 치료에서 골수강 내 금속정 고정술과 최소 침습적 금속판 고정술은 영상학적, 임상적 결과에서 차이가 없이 모두 우수한 결과를 보였다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제20권1호
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• pp.18-27
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• 2013

The purpose of this study was to compare the ring lock type knee-ankle-foot orthosis (KAFO) with newly developed 4-bar linkage KAFO on the gait characteristics of persons with poliomyelitis clinically. This 4-bar linkage is the stance control type KAFO which provide the stability during stance phase and knee flexion during swing phase. Two subjects participated in this study voluntarily. We provided the customized 4-bar linkage KAFO then asked the subjects to walk in level surface and stairs under the two different KAFO conditions. The characteristics of gait in the persons with poliomyelitis were evaluated using a 3D motion analysis system and force plate. Additionally 6 minute walk test for physiological cost index were conducted using pulse oximeter to measure the energy consumption. In the results of this study, the differences of 4-bar linkage KAFO compared with ring lock type KAFO are as follows: (1) Walking speed, stride length, and step length on level increased in subjects, (2) The gait symmetry was improved by generated knee flexion and decreased pelvic external rotation on level and stairs walking, (3) Decreased vertical excursion of center of mass and pelvic elevation during swing phase was decreased on level, (4) Knee extension moment, hip flexion moment, hip and knee internal rotation moment of non-braced limb were decreased on level walking, (5) Walking speed in 6-minute walk test was increased and physiological cost index was decreased. These findings indicate that 4-bar linkage KAFO compared with ring lock type KAFO is effective in enhancing pattern, endurance, and energy consumption in level surface and stairs walking.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.1-12
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• 2018

Background: It is very difficult for hemiplegic patients to effectively perform the sit-to-stand (STS) movements independently because of several factors. Moreover, the analysis of STS motion in hemiplegic patients has been thus far confined to only muscle strength evaluation with little information available on structural and environmental factors of varying chair height and foot conditions. Objects: This study aimed to analyze the change in biomechanical factors (ground reaction force, center of mass displacement, and the angle and moment of joints) of the joints in the lower extremities with varying chair height and foot conditions in hemiplegic patients while they performed the STS movements. Methods: Nine hemiplegic patients voluntarily participated in this study. Their STS movements was analyzed in a total of nine sessions (one set of three consecutive sessions) with varying chair height and foot conditions. The biomechanical factors of the joints in the lower extremities were measured during the movements. Ground reaction force was measured using a force plate; and the other abovementioned parameters were measured using an infra-red camera. Two-way repeated analysis of variance was performed to determine the changes in biomechanical factors in the lower extremities with varying chair height and foot conditions. Results: No interaction was found between chair height and foot conditions (p>.05). All measured variables with varying chair height showed a significant difference (p<.05). Maximum joint flexion angle, maximum joint moment, and the displacement of the center of mass in foot conditions showed a significant difference (p<.05); however the maximum ground reaction force did not show a significant difference (p>.05). Conclusion: The findings suggest that hemiplegic patients can more stably and efficiently perform the STS movement with increased chair height and while they are bare-foot.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.794-801
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• 2017

전도성 평판의 모서리에 래디얼 동전기 휠을 부분적으로 중첩시켜 회전시키면 휠에는 부상력과 모서리 방향의 추력 그리고 중첩 영역을 감소시키는 방향으로의 횡력이 발생한다. 이러한 휠을 조합하면 진행 방향을 제외한 나머지 축에서의 자기 안정성이 담보되는 시스템 구현이 가능하다. 실증차원에서 래디얼 동전기 휠을 이용한 자기 부상 방식 이송 시스템을 제안한다. 시스템은 네 개의 동전기 휠에 의해 부상, 추진되며 앞뒤 휠에 의한 추력이 서로 상쇄되도록 대항하는 구조로 배치되어있다. 휠의 동적 안정성과 동전기력에 미치는 휠 극수의 영향이 유한요소법을 이용하여 분석된다. 단동 휠에 의한 추력과 부상력은 강하게 연성되어있고 이를 가변시킬 수 있는 인자는 휠의 회전속도뿐이다. 따라서 두 힘을 독립적으로 제어하기 위해 추력과 부상력간의 비율이 속도에 비례하고 공극의 크기와 무관하다는 사실을 이용한다. 이러한 제어 방법으로 시스템의 면내, 면외 운동 제어를 수행하고 이를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 실험 결과는 휠의 속도만으로 연성된 자유도를 효과적으로 제어할 수 있음을 보여준다.