• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.169-176
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• 2002

This paper is concerned with development of an enhanced quadratic Mindlin plate bending element. The behavior of the proposed plate element is further improved by the coupled use of non-conforming displacement modes, the selectively reduced integration scheme, and the assumed shear strain fields. The improvement may be attributable to the fact that the merits of these improvement techniques are merged in the formation of the new element in a complementary manner. The proposed quadratic finite element passes the patch tests, does not show spurious mechanism, and does not produce shear locking phenomena even with distorted meshes. It is shown that the element produces reliable solutions through numerical tests for standard benchmark problems. It is also noted that the element is applicable to transient dynamic analysis of Mindlin plates.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제33권4호
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• pp.485-502
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• 2009

A new 8-node serendipity quadrilateral plate bending element (MQP8) based on the Mindlin-Reissner theory for the analysis of thin and moderately thick plate bending problems using Integrated Force Method is presented in this paper. The performance of this new element (MQP8) is studied for accuracy and convergence by analyzing many standard benchmark plate bending problems. This new element MQP8 performs excellent in both thin and moderately thick plate bending situations. And also this element is free from spurious/zero energy modes and free from shear locking problem.

• Knee surgery & related research
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• 제30권4호
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• pp.284-292
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• 2018

Purpose: As the number of total knee arthroplasties (TKAs) increases, the incidence of femoral periprosthetic fractures after TKA is also increasing. This review aimed to suggest a new surgically oriented classification system for femoral periprosthetic fractures. Methods: We investigated the classifications, and current treatment trends for femoral periprosthetic fractures after TKA by means of a thorough review of the relevant literature. Results: Numerous studies reported good results of surgical treatment with modern fixatives including locking compression plates and retrograde intramedullary nails. However, few classifications of femoral periprosthetic fractures reflect the recent developments in surgical treatment. Conclusions: We recommend that surgical management be considered the first-line treatment for femoral periprosthetic fractures after TKA. Our new classification will help in deciding the surgical treatment option for femoral periprosthetic fractures after TKA.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.295-303
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• 2004

본 연구에서는 등방성 및 복합적층판 해석을 위해 추가변형률을 갖는 개선된 4절점 Reissner-Mindlin 평판휨요소를 제안하였다. 전단잠김현상과 가상적인 제로에너지모드를 제거하기 위해 비적합 변위모드와 Bubble 함수식에 근거한 새로운 형태의 전단변형률을 추가함으로써 횡방향 전단거동을 개선하였다. Andelfinger와 Ramm(1993)이 제시한 기본적인 추가변형률은 면내거동을 개선시키고자 그대로 적용하였다. 1차전단변형이론에 근거한 새로 개발된 4절점 평판요소를 '14EASP'라 명하였다. 14EASP 유한요소의 특징과 성능을 평가하고자 몇가지의 수치해석예제를 적용하였으며, 다른 유한요소 및 해석적인 해와 비교하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 14EASP는 보다 안정적이고, 수렴성이 빠르며, 특히 요소형상이 왜곡된 경우에도 정확한 결과를 도출하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.589-600
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• 1997

냉간성형된 데크플레이트는 건물의 바닥슬래브에 콘크리트 타설시 거푸집용으로만 주로 사용되었으나, 콘크리트와의 일체성을 높임으로써 주인장재 역할을 할 수 있는 합성용 데크가 등장하고 있다. 본 논문은 새로 개발된 합성용 데크의 구조성능 평가를 위한 연구의 결과를 제시하고 있다. 신형상의 데크는 콘크리트와 데크사이의 합성효과를 개선하기 위하여 locking rib와 dove tail 및 강력한 엠보싱이 추가되었다. 콘크리트와 데크플레이트사이의 합성효과를 규명하기 위하여 28개의 실험체가 실험되어 졌다. 본 연구의 중요, 변수는 스팬, 데크플레이트 두께, 지지조건, 지지점에 전단연결재의 유무등이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.311-320
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• 2005

본 논문에서는 평판구조물의 정적 및 동적해석에 사용할 목적으로 성능이 향상된 평판유한요소를 제시하였다. 이 요소는 비적합변위형과 선택적 감차적분방법 그리고 대체전단변형률장을 복합적으로 적용하여 각각의 장점들을 포함하는 향상된 거동을 보여주고 있다. 또한 비적합변위형의 적용으로 발생되는 조각시험의 실패 문제점을 해결하기 위하여 직접수정법을 평판유한요소의 개선에 사용하였다. 대표적인 검증문제에 대한 수치해석작업을 통하여 본 연구에서 개발한 요소는 가상적인 제로에너지모드 및 전단잠김현상의 발생과 같은 문제를 나타내지 않음을 알 수 있었다. 특히 찌그러진 형상으로 모형화 한 경우에 있어서도 전단잠김현상이 발생하지 않았다. 본 연구에서 수행한 동적반응해석 시험에 있어서도 이론해와 잘 일치하는 결과를 보여주었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권1호
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• pp.83-114
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• 2003

A new simple 3-node triangular flat-shell element with standard nodal DOF (6 DOF per node) is proposed for the linear and geometrically nonlinear analysis of very thin to thick plate and shell structures. The formulation of element GT9 (Long and Xu 1994), a generalized conforming membrane element with rigid rotational freedoms, is employed as the membrane component of the new shell element. Both one-point reduced integration scheme and a corresponding stabilization matrix are adopted for avoiding membrane locking and hourglass phenomenon. The bending component of the new element comes from a new generalized conforming Kirchhoff-Mindlin plate element TSL-T9, which is derived in this paper based on semiLoof constrains and rational shear interpolation. Thus the convergence can be guaranteed and no shear locking will happen. Furthermore, a simple hybrid procedure is suggested to improve the stress solutions, and the Updated Lagrangian formulae are also established for the geometrically nonlinear problems. Numerical results with solutions, which are solved by some other recent element models and the models in the commercial finite element software ABAQUS, are presented. They show that the proposed element, denoted as GMST18, exhibits excellent and better performance for the analysis of thin-think plates and shells in both linear and geometrically nonlinear problems.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제31권3호
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• pp.199-209
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• 2010

The locking compression plates-distal femur(LCP-DF) are being widely used for surgical management of the extra-articular complex fractures of the distal femur. They feature locking mechanism between the screws and the screw holes of the plate to provide stronger fixation force with less number of screws than conventional compression bone plate. However, their biomechanical efficacies are not fully understood, especially regarding the number of the screws inserted and their optimal configurations. In this study, we investigated effects of various screw configurations in the shaft and the condylar regions of the femur in relation to structural stability of LCP-DF system. For this purpose, a baseline 3-D finite element (FE) model of the femur was constructed from CT-scan images of a normal healthy male and was validated. The extra-articular complex fracture of the distal femur was made with a 4-cm defect. Surgical reduction with LCP-DF and bone screws were added laterally. To simulate various cases of post-op screw configurations, screws were inserted in the shaft (3~5 screws) and the condylar (4~6 screws) regions. Particular attention was paid at the shaft region where screws were inserted either in clustered or evenly-spaced fashion. Tied-contact conditions were assigned at the bone screws-plate whereas general contact condition was assumed at the interfaces between LCP-DF and bone screws. Axial compressive load of 1,610N(2.3 BW) was applied on the femoral head to reflect joint reaction force. An average of 5% increase in stiffness was found with increase in screw numbers (from 4 to 6) in the condylar region, as compared to negligible increase (less than 1%) at the shaft regardless of the number of screws inserted or its distribution, whether clustered or evenly-spaced. At the condylar region, screw insertion at the holes near the fracture interface and posterior locations contributed greater increase in stiffness (9~13%) than any other locations. Our results suggested that the screw insertion at the condylar region can be more effective than at the shaft during surgical treatment of fracture of the distal femur with LCP-DF. In addition, screw insertion at the holes close to the fracture interface should be accompanied to ensure better fracture healing.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.328-333
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• 2013

본 연구에서는 유리섬유/폴리프로필렌 복합재료 고정판을 인조골에 체결하여 실제 골절치료 시술 상황을 모사하였으며, 고정판의 적합성을 판단하기 위하여 수분 흡수율, 스크류의 체결 상태, 하중 조건의 변화에 따른 피로 실험을 진행하였다. 실험 결과 0~12주 동안 수분 흡수가 이루어진 모든 시편에서 기대 수명인 65만 사이클을 넘는 100만 사이클 이상의 피로 수명을 가짐을 확인하였다. 스크류 체결 상태는 골절부의 변형률 차이에 주목할만한 영향을 미치지 못하였다. 본 논문에서는 유리섬유/폴리프로필렌 복합재료 고정판을 다양한 환경조건 하에서 압축-압축 피로실험을 수행하여 기계적 우수성을 입증하였으며, 이 결과는 향후 금속 고정판을 복합재료 고정판으로 대체하기 위한 관련 연구에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.95-100
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• 2008

대칭 및 비대칭 적층판의 거동을 연구하기 위하여 가변형률과 고차전단변형이론을 바탕으로 4절점 판 유한요소(HSA4)를 개발하였다. 개발된 판 요소는 적층 판의 두께 방향으로 나타나는 전단변형의 포물선 분포를 고려하기 위하여 Reddy의 고차전단변형이론을 도입하였다. 특히 전단변형을 고려한 판 요소에서 발생하는 전단과대현상을 해결하기 위하여 가변형률을 채용하였다, 본 연구를 통하여 개발한 판요소는 고차전단변형이론을 도입하여 각 절점당 7개의 자유도를 가지므로 요소전체에 28개의 자유도로 판의 변형을 표현하게 된다. 개발된 유한요소의 성능을 검증하고 우수성을 보여주기 위해 다양한 두께를 가지는 대칭 및 비대칭 적층 판에 대한 수치해석을 수행하였으며 그 결과를 다른 고차전단변형이론에 의해 도출된 참고해들과 비교하였다.