• 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.

• 치위생과학회지
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• 제15권4호
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• pp.407-412
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• 2015

본 연구에서는 심미성 향상을 위한 3종의 GS 복합 레진의 굽힘 특성 평가를 위해 ISO 4049 규격에 따라 실험을 설계하여 3점 FS 실험을 통하여 FS와 FM, WOF를 측정하고 분석하여 각각의 기계적 특성간의 상호 상관성 및 신뢰도를 평가하고, GS 복합레진의 기계적 거동 평가 및 재료 선택에 유용한 정보를 얻고자 하였다. 그 결과, 3종의 GS 복합레진의 FS와 FM은 TP에서 가장 높았으며, TF의 FS는 ISO 권장 강도인 80 MPa에 미치지 못했다. 파절될 때 흡수한 에너지를 나타내는 WOF는 T에서 가장 높았으며, TP에서 가장 낮았다. GS 복합 레진의 FS, FM은 재료별 유의한 차이를 보였으나(p<0.05), WOF는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). GS 복합 레진의 와이블 계수는 TP에서 가장 높았으며(m=14.22) 신뢰도가 높았고, CL에서 가장 낮은 값(m=6.09)으로 낮은 신뢰도를 보였다. 복합 레진은 각각의 굽힘 특성 간 매우 높은 상관성을 보였으며($r^2>0.97$), FS와 WOF, FM과와 WOF는 높은 음의 상관성을 보였다. 따라서 굽힘 특성 간의 기계적 거동 평가에 중요한 요인으로 상호 상관성이 입증되었으며, 향후 재료 선택에 있어서 임상 적용 시 중요한 지표로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.212-217
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• 2022

고온의 탄화규소 단결정성장공정에서는 탄화규소-흑연간의 열팽창계수의 차이로 인한 열응력이 크게 발생할 수 있어 흑연부재로부터 탄화규소 종자정이 분리되어 성장 중에 종자정이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 그러나 이러한 탄화규소 종자정 모듈의 접합특성에 대한 연구는 현재까지 거의 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 탄화규소-흑연 간의 접합특성을 평가하기 위해 3점 굽힘시험법을 응용한 복합모드꺾임시험(Mixed-Mode Flexure Test)을 통해 탄화규소-흑연을 서로 다른 접합제를 적용하여 접합한 시편의 접합 특성을 확인하고, 흑연 접착제의 미세구조를 분석하기 위해 라만분광법(Raman spectroscopy), X선 광전자분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 및 X선 전산화 단층촬영법(X-ray Computed Tomography)을 활용하였다. 이러한 일련의 과정을 통하여 선별한 접착성이 우수한 접착제를 적용하여 직경 50 mm급의 탄화규소 종자결정모듈을 제작하고, 이를 적용하여 고온의 상부종자용액성장 공정을 이용하여 공정 중 종자정의 탈락없이 성공적으로 직경 50 mm급의 탄화규소 단결정을 성장시켰다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.227-233
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• 2022

3D 프린팅은 다수의 레이어(layer)를 적층하여 물체를 제작하는 기법으로, 복잡한 형상을 가지는 물체를 비교적 쉽게 제작할 수 있다. 이를 건설 산업에 접목한 3D 콘크리트 프린팅(3D concrete printing)은 콘크리트 타설 시 거푸집을 사용하지 않으며, 비교적 적은 작업량과 인력이 요구되므로 경제적인 시공이 가능하나, 출력된 3D 프린팅 콘크리트는 일반 콘크리트 대비 다소 낮은 강도가 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성을 분석하였다. 3D 프린팅 콘크리트 시편 출력을 위해 Ultimaker Cura 소프트웨어로 형상 및 출력 경로를 설계하고, 이를 바탕으로 3D 프린터를 제어하는 G-code를 생성하였다. 연구에서 사용된 3D 프린터의 출력 성능과 콘크리트의 적층성, 유동성 등을 고려하여 최적의 배합비를 선정하였고, 시편 출력에 활용하였다. 시편 출력 시 동일한 치수를 가지는 몰드 시편을 함께 제작하여 비교·분석에 사용하였다. 각 시편의 물성은 휨강도 시험과 압축강도 시험을 통해 각각의 강도를 측정하였고, 비교·분석하여 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.605-619
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• 2024

The increase of reclaimed asphalt pavement (RAP) content in recycled asphalt concrete (RAC) is accompanied by the degradation of low-temperature cracking resistance, which has become an obstacle to the development of RAC. This paper aims to reveal the meso-scale mechanisms of the low-temperature fracture behavior of RAC and provide a theoretical basis for the economical recycling of RAP. For this purpose, micromechanical heterogeneous peridynamic model of RAC was established and validated by comparing three-point bending (TPB) test results against corresponding numerical simulation results of RAC with 50% RAP content. Furthermore, the models with different aggregate shapes (i.e., average aggregates circularity (${\bar{C_r}}=1.00$, 0.75, and 0.50) and RAP content (i.e., 0%, 15%, 30%, 50%, 75%, and 100%) were constructed to investigate the effect of aggregate shape and RAP content on the low-temperature cracking resistance. The results show that peridynamic models can accurately simulate the low-temperature fracture behavior of RAC, with only 2.9% and 13.9% differences from the TPB test in flexural strength and failure strain, respectively. On the meso-scale, the damage in the RAC is mainly controlled by horizontal tensile stress and the stress concentration appears in the interface transition zone (ITZ). Aggregate shape has a significant effect on the low-temperature fracture resistance, i.e., higher aggregate circularity leads to better low-temperature performance. The large number of microcracks generated during the damage evolution process for the peridynamic model with circular aggregates contributes to slowing down the fracture, whereas the severe stress concentration at the corners leads to the fracture of the aggregates with low circularity under lower stress levels. The effect of RAP content below 30% or above 50% is not significant, but a substantial reduction (16.9% in flexural strength and 16.4% in failure strain) is observed between the RAP content of 30% and 50%. This reduction is mainly attributed to the fact that the damage in the ITZ region transfers significantly to the aggregates, especially the RAP aggregates, when the RAP content ranges from 30% to 50%.

• 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.

• 구강회복응용과학지
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• 제27권2호
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• pp.197-207
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• 2011

의치상의 첨상에 사용하는 레진의 종류가 의치상의 굴곡강도와 굴곡계수에 미치는 영향을 비교하는데 있다. 국제표준규격 제 1567 호(ISO 1567:1999)를 참고로 2 가지의 의치상용 열중합레진(Lucitone199(Dentsply Int., NewYork, USA), SR-Ivocap(Ivoclar AG, Schaan, Liechtenstein))을 이용하여 길이 64 mm ${\times}$ 폭 50 mm ${\times}$ 두께 3.3 mm 의 시편을 제작하였다. 각각의 제작된 시편을 다시 두께 2.0 mm 로 규격화한 뒤 3 종류의 레진(Lucitone199 (Dentsply), SR-Ivocap(Ivoclar), Rebase II(Tokuyama Co., Ltd, Tokyo, Japan))으로 각각 1.3 mm 의 두께로 첨상을 하였다. 제작된 시편(n=10)을 증류수가 담긴 밀폐된 용기 내에 $37^{\circ}C$에서 50 시간 동안 보관하였다. 그 후 만능시험기를 이용하여 시편의 3 점 굴곡강도와 굴곡계수를 측정하였다. 지지대간의 거리는 50 mm, crosshead speed 는 5 mm/min 였다. 측정값은 One-way ANOVA 로 비교 분석하였고, Tukey test 를 이용하여 사후 검정하였다. 열중합형 레진과 자가중합형 레진으로 첨상한 군들은 모두 첨상을 시행하지 않은 대조군보다 통계적으로 유의하게 낮은 굴곡강도와 굴곡계수를 나타났다. 본래의 의치상용 레진의 종류와 무관하게 Lucitone199 을 이용해 첨상한 군이 SR-Ivocap 을 이용한 군보다 통계적으로 유의하게 높은 굴곡강도와 굴곡계수를 보였다. 자가중합형 레진을 이용한 군은 열중합형 레진을 이용한 군 보다 통계적으로 유의하게 낮은 굴곡강도와 굴곡계수를 보였다. 의치상의 첨상 시 자가중합형 레진 보다 열중합형 레진을 이용하는 것이 우수한 기계적 성질을 보였다. 열중합형 레진을 이용한 첨상 시 본래의 의치상과 같은 종류의 레진을 사용하는 것은 의치상의 기계적 성질에 영향을 미치지 않았으며 Lucitone199 를 이용한 가압주형법에서 가장 우수한 물성을 나타냈다.

• 대한치과교정학회지
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• 제37권6호
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• pp.432-439
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• 2007

초탄성 니켈-티타늄 호선의 하중값은 온도 변화에 따라 변화함이 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 온도가 변화함에 따라 니켈-티타늄 합금 호선의 하중값이 어떻게 변화하는지 알아보고자 하였다. $37^{\circ}C$ 항온 상태에서 $0.016"{\times}0.22"$ 니켈-티타늄 호선을 3.1 mm까지 변위시키는 3점 굴곡 실험을 시행하여 하중 시와 탈하중 시의 1.5mm 변위지점의 하중값을 측정하고 이 지점에서 구강내 온도 변화를 고려한 온도 변화 실험을 시행하였다. $20^{\circ}C$ 저온수 또는 $50^{\circ}C$ 고온수를 호선에 흘려보냄으로써 온도 변화를 주었다. 저온 실험은 저온수로 온도 변화를 주고 $37^{\circ}C$ 항온 온도로 회복된 후에 다시 저온수를 흐르게 하는 방법으로 10회 시행하였고 고온 실험도 동일한 방법으로 시행하였다. 그 결과 하중 시 1.5mm 변위지점의 하중값은 저온 실험 및 고온 실험 후 $37^{\circ}C$로 회복된 후에도 모두 감소된 값을 유지하였다. 반대로 실제로 치아에 가해지는 교정력으로 생각되는 탈하중 시 1.5 mm 변위 지점의 하중값은 저온 실험 및 고온 실험 후 온도가 $37^{\circ}C$로 회복되어도 모두 증가된 값을 유지하였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 온도변화를 거친 후 초탄성 니켈-티타늄 합금 호선의 하중 시 힘은 감소하였고 탈하중 시 힘은 증가되므로, 임상에서 니켈-티타늄 호선을 적용 시에는 $37^{\circ}C$에서의 하중-변위 곡선에서 나타나는 힘에 비해 더 작은 하중 시 힘과 더 큰 탈하중 시 힘이 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.

• 콘크리트학회지
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• 제2권2호
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• pp.81-92
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• 1990

콘크리트는 혼합물로서 비균질성, 이방성 및 비선형성 재료이기 때문에 그의 파괴해석에 있어서 재래의 강도 개념보다 파괴역학 개념을 적용하여 콘크리트의 파괴인성을 도입하여 평가하는 것이 보다 합리적이라 할 수 있다. 지금까지 콘크리트에 적용되어 온 파괴역학 개념은 두가지로 대별될 수 있는데 하나는 선형탄성파괴역학 개념이고 다른 하나는 비선형파괴역학 개념이다. 그러너 전자를 콘크리트에 적용하는데는 문제점과 불합리성이 지적되어 왔다. 본 연구에서는 비선형파괴역학에서 많이 이용되어온 J-적분법과 COD법을 도입하여 굵은골재의 최대치수와 노치깊이의 변화가 콘크리트의 파괴거동, 파괴에너지 및 균열성장에 미치는 영향, 균열개구변위와 파괴에너지의 관계 등을 고찰하기 위하여 콘크리트 작사각형 보를 제작하여 3점 휨 파괴실험을 수행하였다. 그 결과 굵은골재의 최대치수와 노치깊이가 증가할수록 하중-치 짐거동의 비선형성이 더욱 두드러졌고, 굵은골재 최대치수의 증가는 콘크리트의 연성을 증가시켜 보다 안정된 파괴를 유도하였으며, 균열전파경로는 굵은골재의 최대치수가 증가할수록 점점 더 직선에서 벗어나 불규칙적이었으나 노치깊이의 변화에는 거의 영향을 받지 않았다. 또한 파괴에너지는 굵은골재의 최대치수가 증가하고 노치깊이가 감소할수록 증가하였으나, 균열개구변위는 노치깊이가 증가할수록 감소하였으며 굵은골재의 최대치수의 변화에는 거의 영향을 받지 않았다.