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저작압, 직경, 길이 변화에 따른 임플란트 응력 분포 분석
Analysis of Stress Contour Plot of Implant Depending on Masticatory Force, Length, and Diameter 원문보기

EDISON SW 활용 경진대회 논문집. 제5회(2016년), 2016 Mar. 22, 2016년, pp.240 - 245  

남영준 (연세대학교 토목환경공학부) ,  윤승현 (연세대학교 토목환경공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, stress contour plots depending on length, load, and diameter of the implant are presented. Depending on the condition and amount of cortical bone, process of implanting can be difficult and stress becomes important. Therefore deciding the right length and diameter of implant is critic...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 골 유착성 임플란트를 단순화시킨 모델을 이용하여 단일 구치 수복 후 저작 시 나타나는 폰 미제스 응력분포를 파악하고 실제 임플란트에 나타나는 응력값, 응력 분포와 비교하고자 한다. 또한 임플란트의 길이와 직경의 변화에 따른 응력 변화를 분석하고자 한다.
  • 생역학적 연구의 목적은 저작하중의 전달 체계와 그 과정에서 발생하는 응력에 대한 시술자의 이해를 높이고, 다양한 골질과 관련하여 최선의 매식 설계와 치료계획을 수립함과 동시에 시술 결과에 대한 분석과 이해를 돕는 데에 있다. 이에 본 연구에서는 골 유착성 임플란트를 단순화시킨 모델을 이용하여 단일 구치 수복 후 저작 시 나타나는 폰 미제스 응력분포를 파악하고 실제 임플란트에 나타나는 응력값, 응력 분포와 비교하고자 한다.
  • 생역학적 연구의 목적은 저작하중의 전달 체계와 그 과정에서 발생하는 응력에 대한 시술자의 이해를 높이고, 다양한 골질과 관련하여 최선의 매식 설계와 치료계획을 수립함과 동시에 시술 결과에 대한 분석과 이해를 돕는 데에 있다. 이에 본 연구에서는 골 유착성 임플란트를 단순화시킨 모델을 이용하여 단일 구치 수복 후 저작 시 나타나는 폰 미제스 응력분포를 파악하고 실제 임플란트에 나타나는 응력값, 응력 분포와 비교하고자 한다. 또한 임플란트의 길이와 직경의 변화에 따른 응력 변화를 분석하고자 한다.

가설 설정

  • 임플란트 모델의 단순화와 응력의 수치적 계산을 위해 모든 재료에 대해서 기계적 특성이 한 재료의 내부에서는 균일하다는 균질성(homogeneity), 재료의 기계적 특성이 어느 방향으로나 모두 동일하다는 등방성(isotropy), 구조의 변형이나 변위는 적용된 힘에 비례한다는 선형탄성(linear elasticity)을 갖는 것으로 가정하였다 (Kang, 2002). 그리고 하악 구치부에 임플란트가 가장 많이 쓰이고 저작 시 가장 큰 힘이 들어가기 때문에 하악 구치부의 임플란트를 모델링 하였다.
  • 최대 전단 변형 에너지 이론(the maximum distortion energy theory)라고도 불리는 이 가설은 ‘변형 에너지가 그 재료의 항복 에너지보다 크면 소성변형을 일으킨다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폰 미제스 항복조건은 언제 쓰이는가? 물체가 파괴됨에 따라서 그 물체를 하나의 부품으로 이루고 있는 건축물이나 기계가 작동을 멈출 수 있기 때문이다. 파괴를 예측하는 여러 가지 방법 중 폰 미제스 항복조건(Von mises yield criterion)은 금속 등 연성 재료의 파괴를 예측하기 위해 사용된다. 이 논문에서는 폰 미제스응력을 임플란트에 적용하여 분석 및 비교를 하였다.
유한 요소 해석법이란 어떠한 방법인가? 또한 임플란트 주위 골에 가해지는 응력의 효과를 예측하는데 있어서는 유한 요소 해석법(Finite Element Analysis)이 유용한 수단이 되어왔다. 유한 요소 해석법은 가장 널리 보급된 수치 해석 방법으로, 해석 대상을 유한개의 요소로 분할하여 영역을 대표하는 접점을 정한 후 이 접점의 지배 방정식을 연립 1차 방정식에 근사시켜 푸는 방법이다.
어떠한 현상을 파손이라 하는가? 철, 티타늄과 같은 연성재료는 응력 임계치를 초과하면 재료가 다시 회복하지 못하는 소성변형(Plastic deformation)을 하고 콘크리트나 유리 같은 취성재료는 균열(Crack)이 발생한다. 이러한 현상들을 파손(Failure)라고 하며 이를 수치적으로 분석하기 위해 파손이론의 개념이 필요하다.
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