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본 연구는 보행주기에 따른 맞춤형 폴리프로필렌 단하지보조기의 응력분포(stress distribution) 특성을 정량적으로 파악하기 위해 기존 광탄성(photoelasticity)실험법상의 응력동결법(stress-freezing method)을 개량하여 사용하였다. 이를 위해 먼저 인체가 직접 접촉하여 하중을 부하할 수 있는 저온 동결용 광탄성실험 재료를 개발하고, 개발된 재료를 사용하여 실제보조기와 치수오차가 없는 실험모델을 제작하였다. 그리고 이 모델을 정상 보행인이 착용한 후 5단계 보행주기에 따라 직접응력을 동결하는 방식으로 실험을 행하였다. 이후 응력분포특성을 파악하기위해 보조기를 내(medial), 외측(lateral)과 후반부(posterior)로 분리한 후, 각각의 방향에서 최고 무늬차수를 관찰하였다. 이 무늬차수를 입각기(stance phase) 5단계 보행주기에 따라 연결한 결과, 보조기의 내 외측은 보행 주기를 따라 인장응력상태에서 압축응력상태로 이동하는 응력 사이클을 얻었고, 이와 반대로 후반부는 압축에서 인장으로 응력 사이클이 이동하는 결과를 얻었다. 응력의 크기는 선행 연구 결과와 근사하게 중기 입각기의 관절목에서 최고 1.81MPa의 응력이 구해졌고, 전반적인 최저응력은 입각기 말기(toe off)에서 관찰되었다.
For this study, the improved stress-freezing method under the existing photoelastic experimental method was used to grasp the characteristics of AFO's stress distribution. first of all, photoelastic experiment material for the low temperature freezing which can be loaded by a person's direct touch was developed, with which it is possible to produce an experimental model with no size err. with a normal person wearing this model, the experiment proceeded by direct freezing based on the five stages of stance phase. The maximum pattern difference(degree) was observed in medial, lateral, and posterior direction respectively so as to grasp stress distribution feature, applying the obtained values to the five stages of stance phase, the results was the following: AFO's medial and lateral showed the circle that the stress moves from tensile to compressive condition. In posterior direction the result is reverse. That is, it moves from compressive to tensile condition. The maximum stress size was got at the Ankle joint in the middle of the stance phase as much as 1.81MPa similar to that of the preceding study. The minimum was obtained at the end of the Toe off.
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Ankle foot orthosis, Stress Optic Law, Photoelasticity, Stress freezing method
