• 제목/요약/키워드: Stress Shielding

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요추유합술에서 응력방패 현상 감소를 위한 케이지의 유한요소해석 : CFRP 케이지와 티타늄 케이지 비교 연구 (Finite Element Analysis of Instrumented Posterior Lumbar Interbody Fusion Cages for Reducing Stress Shielding Effects: Comparison of the CFRP cage and Titanium cage)

  • 강경탁;전흥재;김호중;염진섭;박경미;황인한;이광일
    • Composites Research
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    • 제25권4호
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    • pp.98-104
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    • 2012
  • 본 논문에서는 척추체 간 유합용 케이지의 응력방패현상을 감소시키기 위하여 강성 차이에 대한 연구를 수행하였다. 최근 의료 임플란트 분야에서는 탄소섬유강화 폴리머를 이용하여 좋은 결과를 보여 왔다. 그러나 생체 역학적으로 이 재료에 대하여 요추체의 안정성과 골 이식재가 받는 응력에 관련한 연구는 없었다. 따라서 이전에 유효화한 요추체 (L2-L5) 비선형 유한 요소 모델을 이용하여 L4-L5 분절의 케이지의 강성 차이에 따른 효과를 알아보기 위하여 탄소섬유강화 폴리머와 티타늄 케이지를 이용한 후방 요추체 유합 모델을 만들었다. 자가골 보다 강성이 작은 탄소 섬유강화폴리머 케이지는 인접 분절의 하종판에 응력이 적게 걸리며, 골 이식재에 응력은 증가시켰다. 위의 결과로 탄소섬유강화 폴리머 케이지는 응력 방패 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 골 유합률을 증가시킬 수 있다.

Assessment of Xenogenic Bone Plate and Screw using Finite Element Analysis

  • Heo, Su-young;Lee, Dong-bin;Kim, Nam-soo
    • 한국임상수의학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.83-87
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    • 2018
  • The aim of this study was to evaluate the biomechanical behavior of xenogenic bone plate system (equine bone) using a three-dimensional finite element ulna fracture model. The model was used to calculate the Von Mises stress (VMS) and stress distribution in fracture healing periods with metallic bone plate and xenogenic bone plate systems, which are installed while the canine patient is standing. Bone healing rate (BHR) (0%) and maximum VMS of the xenogenic plate was similar to the yield strength of equine bone (125 MPa). VMS at the ulna and fracture zones were higher with the xenogenic bone plate than with the metallic bone plate at BHRs of 0% and 1%. Stress distributions in fracture zone were higher with the xenogenic bone plate than the metallic bone plate. This study results indicate that the xenogenic bone plate may be considered more beneficial for callus formation and bone healing than the metallic bon plate. Xeonogenic bone plate and screw applied in clinical treatment of canines may provide reduced stress shielding of fractures during healing.

대퇴골 근위부 골흡수가 인공 고관절 대퇴 stem에 미치는 응력에 관한 연구-FEM을 이용한 분석 (A Finite Element Analysis of Stress on the Femoral Stem with Resorption of Proximal Medial Femur after Total Hip Replacement)

  • 김성곤
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.183-188
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    • 1994
  • In clinical orthopaedics, bone resoption in the cortex is often seen post operatively on X-rays or bone densitometry after total hip replacement (THR) in the form of cortical osteoporosis or atropy. Stress shielding of bone occurs, when a load, normally carried by the bone alone, is shared with an implant as a result, the bone stresses are abnormal and with remodelling analysis this may cause extensive proximal bone resoption, possibly weakening the bone bed to the point of failure. The author made finite element models of the cemented and non-cemented type implanted femoral stem with bone resorption of the proximal medial femur and studied the feed back effect of the various degree of bone resoption to THR system by parametric analysis on the stress of the femoral stem and interface. The results of the present finite element analysis implied that the extent of proximal bone resorption has the effect of more increasing stress on the distal stem tip, cement mantle and interface in both type of femoral stem and this high distal stress possibly can cause the mechanical failure of loosening or failure after THR.

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전자파 차폐 도어용 핑거 스트립의 가속수명시험 및 유효성 평가 (Accelerated Life Testing and Validity Evaluation of Finger Strips Used for Electromagnetic Shielding Doors)

  • 이주홍;김도식;장무성;조해용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권9호
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    • pp.831-837
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    • 2015
  • 사람과 전자기기들은 우리 주변의 환경 속, 특히 병원의 자기 공명 영상(Magnetic resonance imaging, MRI) 장비 또는 군용으로 사용되는 전자기 펄스(Electromagnetic pulse, EMP) 장비, 그리고 수많은 전자파를 만들어 내는 장치들에 노출되는 경우가 잦아졌다. 이러한 전자파는 사람과 전자기기에 유해하고, 이를 차폐하기 위해 사용되는 것 중에 하나가 핑거 스트립이다. 핑거 스트립은 열전도성이 좋기 때문에 전자파를 흡수하여 열로 변환한다. 이 특징을 효과적으로 이용하여 전자파 차폐가 필요한 실내의 특수 문짝에 핑거 스트립을 설치해서, 전자파로부터 사람과 전자기기들을 보호한다. 본 연구에서는 핑거 스트립의 주 고장모드에 영향을 주는 가속인자로 하중을 선택하여 가속수명시험을 실시한다. 가속수명시험의 결과로부터 핑거 스트립의 실사용조건 수명을 예측하며, 동일한 조건에서 실시한 수명 시험 결과와 비교하여 가속수명시험의 유효성을 평가하고자 하였다.

다중벽 탄소나노튜브강화 폴리프로필렌 나노복합재료의 전자파 차폐효과 및 기계적 특성 (Electromagnetic Interference Shielding Effectiveness and Mechanical Properties of MWCNT-reinforced Polypropylene Nanocomposites)

  • 임윤지;서민강;김학용;박수진
    • 폴리머
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    • 제36권4호
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    • pp.494-499
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    • 2012
  • 본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)의 함량을 1에서 10 wt%까지 달리하여 MWCNT 강화 폴리프로필렌(PP) 나노복합재료의 전자파 차폐효과 및 기계적 특성에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 전기전도도는 4단자법으로 측정하였고, 전자파 차폐효과는 흡수와 반사방법으로 분석하였다. 기계적 특성은 임계응력세기인자($K_{IC}$) 측정을 통하여 고찰하였으며, 모폴로지는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다. 실험결과, MWCNT의 함량이 증가함에 따라 차폐효과가 향상됨을 확인할 수 있었으며, MWCNT의 함량이 전자파 차폐효과를 결정하는 중요한 요소임을 알 수 있었다. $K_{IC}$값도 MWCNT의 함량이 증가할수록 큰 값을 가지는 것을 확인할 수 있었으나 5 wt% 이상에서는 오히려 감소하였다. 이는 과량의 MWCNT가 PP 내에서 서로 뭉침으로 인하여 $K_{IC}$값을 감소시킨 것으로 판단된다.

표면처리에 따른 도전성 은입자/실리콘 복합 페이스트의 응력-변형율 거동 및 전기비저항 특성 (Stress-Strain Behavior and Electrical Resistive of Conductive Silver Particle/Silicone Composite Pastes with Surface Modification)

  • 이건웅;방대석;박민;조동환
    • Composites Research
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    • 제17권5호
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    • pp.61-67
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    • 2004
  • 본 연구에서는 전자파 차폐용 도전성 개스킷 소재로 활용할 수 있는 은입자 충전 실리콘 복합 페이스트에 대한 전기전도성 및 응력-변형율 특성을 분석하였다. 불규칙한 구형의 은(Ag)입자와 상온습기경화형(RTV) 실리콘수지를 도입하여 복합 페이스트의 퍼콜레이션 농도(임계 농도)를 전기전도도 측정 결과로부터 결정하였다. 약 28%의 은입자 함량에서 퍼콜레이션 현상이 발생하였으며, 이 농도에서 급격한 감소를 보이는 은입자/실리콘 복합 페이스트의 체적 비저항, 인장강도 및 연신률의 특성 변화에 관하여 고찰하였다. 또한, 커플링제의 선택적 방법을 통해 퍼콜레이션 농도 이상으로 충전된 복합 페이스트의 응력-변형율 특성을 효과적으로 개선할 수 있음을 제시하여 주었다.

음성신호의 압축원리를 이용한 사운드 마스킹 효과로 음향 환경 최적화 (Optimize the Acoustic Environment Using a Sound Masking Effects of the Audio Signal Compression Principle)

  • 안숙향
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권11호
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    • pp.748-751
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    • 2015
  • Sound Masking System technology as by sound the same on all bands and artificially generates a constant sound shield People want to hear or recognize the people with the noise generated from the interior of the way. Prevent hearing or prevent recognition by using the technology to control the audible frequency band Continue to emit constant and uniform shielding sound audible frequency band Even the security content of speech (20 Hz~20 KHz). That interception laser eavesdropping, internal solicitations, during recording Or delay the decoding was a result of the effect of interference calculated Experience noise disturbance index is applied around the Stress Index is the average index is 10.16 was a luxury for the average index is then applied to the index 3.07 Noise is significantly lower stress level has improved noise conditions.

마그네슘 판재를 위한 온도 의존형 C-H/V 구성 모델에 관한 연구 (The Temperature Dependent C-H/V Constitutive Modeling for Magnesium Alloy Sheet)

  • 박종현;이종길;김헌영
    • 소성∙가공
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    • 제21권4호
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    • pp.221-227
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    • 2012
  • The automotive and electronic industries have seriously considered the use of magnesium alloys because of their excellent properties such as strength to weight ratio, EMI shielding capability, etc. However, it is difficult to form magnesium alloys at room temperature because of the mechanical deformation related to twinning. Hence, magnesium alloys are normally formed at elevated temperatures. In this study, a temperature dependent constitutive model, the C-H/V model, for the magnesium alloy AZ31B sheet is proposed. A hardening law based on nonlinear kinematic and H/V(Hollomon/Voce) hardening model is used to properly characterize the Bauschinger effect and the stabilization of the flow stress. Material parameters were determined from a series of uni-axial cyclic experiments(C-T-C) with the temperature ranging between 150 and $250^{\circ}C$. The developed models are fit to experimental data and a comparison is made.

고크롬 철계 오버레이용접층의 긁힘마모거동에 미치는 기지상의 영향 (Effect of Matrix Phase on the Abrasive Wear Behavior of the High Cr White Iron Hardfacing Weld Deposites)

  • 백응률
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제16권1호
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    • pp.114-124
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    • 1998
  • The effect of matrix phase (austenite, pearlite, martensite) on the low stress abrasion resistance in the chromium-carbide-type high Cr white iorn hardfacing weld deposites has been investigated. In order to examine matrix phase, a series of alloys with different matrix phase by changing the ratio of Cr/C system by heat treatment were employed. The alloys were deposited twice on a mild steel plate using self-shielding flux cored arc welding process. The low stress abrasion resistance of the alloys against sands was measured by the Dry Sand/Rubber Wheel Abrasion Test(RWAT). Even though formation of pearlite phase in the matrix showed higher hardness than that of austenite, there was no observable difference in wear resistance between the pearlite and austenite phase for the same amount of chromium-carbide in the matrix. On the other hand, the formation of martensitic phase,, from heat treated austenitic alloys (high content of Cr), enhanced wear resistance due to its fine secondary precipitates.

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