• Composites Research
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• v.14 no.6
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• pp.9-15
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• 2001

In the present work, a linear static analysis is presented for thin-walled prismatic box-beams made of generally anisotropic materials. A mixed beam theory has been used to model and carry out the analysis. Several different constitutive assumptions for the shell-wall of the beam section are assessed into the beam formulation. Simple layup cases of box-beams representing bending-torsion or extension-torsion coupled configuration have been considered and tested to clearly show the effects of elastic couplings of the beam. A detailed finite element structural analysis using the MSC/NASTRAN has been carried out to validate the current analytical results. Numerical results show that appropriate assumptions for the constitutive relations are important and crucial for the accurate prediction of beam stiffness constants and also thor the beam behavior.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.492-495
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• 2009

본 논문에서는 유한대판법(Finite Strip Method, FSM)을 이용하여 복합재료로 구성된 박판구조물의 좌굴해석을 수행하였다. 유한대판법에서의 변위장은 정현곡선으로 구성된 X방향 성분과 여현곡선의 Y방향 성분으로 구성되어 있는 면내성분, 면외성분으로 횡방향으로 3차 다항식과 보 진동함수를 사용하여 구성되었다. 각 적층판의 강성을 두께방향으로 적분하여 전체 강성을 구하고 최소 포텐셜 에너지 이론을 사용하여 구한 평형방정식에 대입하여 전체 강성행렬을 구하였다. 자유도의 감소로 인한 해석시간의 단축, 입력자료 작성 및 출력이 쉬운 점들이 유한대판법을 이용한 좌굴해석의 장점이다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2002.04a
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• pp.512-519
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• 2002

본 연구에서는 임의의 형상의 다중세포 단면을 갖는 복합재료 블레이드에 대한 유한요소 구조해석을 수행하였다. 보 해석 모델은 구조연성 효과와 단면 벽의 두께, 횡 전단변형, 비틀림과 연관된 워핑 및 워핑구속효과 등을 고려하고 있다. 블레이드 힘-변위 관계식은 Reissner의 반복족에너지 함수를 이용한 혼합이론을 적용하여 유도하였다. 이 관계식은 굽힘 및 전단에 대해서는 Timoshenko 보의 형태로 그리고 비틀림 변형은 Vlasov 이론으로 근사하고 있다. 결과적인 [7×7] 구조강성 행렬은 전단변형 및 전단강성계수들을 특이한 가정에 의존하지 않고도 해석적으로 기술하고 있다. 본 정식화 과정을 통해서 구한 보 이론을 이중세포로 구성된 에어포일 형상의 복합재료 블레이드에 적용하였으며, 기존의 실험 연구 및 다차원 유한요소해석 결과들과 비교 연구를 수행하여 본 해석모델의 타당성을 보이고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.05a
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• pp.414-419
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• 2001

In this research, reliability based optimum design is presented for the thin walled beam structures. Deterministic and stochastic optimum design are compared for the thin walled beam structures. Monte Carlo simulation is used for stochastic optimum design with consideration of probabilistic distribution of representative section properties of the thin walled beams with the Response Surface Method.

• Proceedings of the KSR Conference
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• 2001.10a
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• pp.281-286
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• 2001

최근, 경제적 이점과 전단강도의 증가효과로 인하여, 파형 Plate의 사용이 증가하여 있다. 일반 Plate에 대해서는 현재 거의 모든 시방서에 설계기준이 제시되어 있으나, 파형 Plate의 전단강도에 대한 규정은 제시되지 않은 실정이다. 따라서 설계자가 파형 Plate의 여러 기하 조건에 따른 전단강도의 관계를 알아보았으며, 수치해석에는 8절점 박판 쉘요소를 사용했다. 수치해석을 통하여 파형 Plate에 있어서 파형의 크기, 곡률, 파형 Plate의 두께에 따라 전단강도를 결정할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안식은 파형 Plate가 일반 Plate에 비해 상당히 큰 전단강도를 갖는다는 것을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.216-216
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• 2004

본 논문은 우리가 일상 생활에서 접하는 에어컨의 핵심 부품인 열 교환기의 제작과정 중에서 확관 공정에서의 확관속도 최적화에 관한 것이다 여기서 열 교환기는 구멍 뚫린 박판형태의 방열핀과 이 구멍을 통과하는 구리재질의 관인 헤어핀의 2가지 주요 부품으로 구성되어있다 그리고 확관기(Fig. 1)에 있어서의 확관공정은 Fig. 2에서 보는 바와 같이 소성변형을 통한 관의 반지름 방향의 팽창으로 방열핀과 헤어핀을 결합시켜주는 높은 정밀도를 요구하는 작업이다.(중략)

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.13 no.1
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• pp.20-26
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• 2014

In this paper, yield stress, tangent modulus and failure strain were varied to ascertain the influence of impact response such as impact force histories and residual energy. And the buckling behavior of FML(Fiber Metal Laminates) were analyzed using numerical method. A number of analyses on FML and aluminum panel were conducted for shear and compression loading to compare the capability of stability. And to evaluate the static performance, static analysis has performed for box beam structure. Low-velocity impact analysis has performed on FML made of aluminum 2024 sheet and glass/epoxy prepreg layers. And the buckling and static performance of FML have been compared to aluminum using the analysis results. For the comparison of structural performance, similar analyses have been carried out on monolithic aluminum 2024 sheets of equivalent weight.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.208-216
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• 1995

대형선박, 항공기, 초고층 건축물 등은 얇은 박판 형태의 보로 이상화하여 구조 및 진동해석을 수행할 수 있다. 이러한 형태로 이상화한 구조물은 비틀림 강도면에서 매우 취약함을 보이고, 굽힘-비틀림 진동은 단면형상에 따라 연성도가 심화된다. 상하 굽힘 진동은 탄성거동 영역에서 도심과 전단중심이 일치하는 대칭 진동(Symmetric vibration) 현상을 보인다. 그러나, 수평 굽힘 진동은 도심과 전단중심의 차이가 커질수록 즉, 연성도가 높아질수록 비틀림 진동과 복합되어 복잡한 비대칭 진동(Antisymmetric vibration) 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 연성효과에 의한 수평 굽힘 진동과 비틀림 진동 현상에 대한 연구를 수행하였고, 진동계산을 위해서 전달행렬법(Transfer Matrix Method)을 사용하였다. 수치계산은 첫번째로, 도심과 전단중심의 차이가 매우 작아 연성도를 무시할 수 있을 정도의 구조물에 대해서 일반적인 수평 굽힘 진동 현상과 비틀림 진동 현상을 연구하였다. 두번째로, 연성도가 매우 심할 경우에 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 Timoshenko 보의 이론과 Vlasov 보의이로네 따라 각각 계산을 수행하였다. 마지막으로, 첫번째와 두번째 구조를 결합한 경우에 대해서 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 연구하였다. 이 경우에 두 구조물의 결합부에서 비틀림 강성과 Warping 강성의 심한 변화로 인한 불연속 경계면이 발생하게 되고 이때의 진동해석을 위해서 보 이론에 기초를 두고 상당히 높은 정확도를 제공하는 Haslum[2] 등과 Pedersen[3]이 제시한 이론을 이용하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.4
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• pp.18-23
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• 2004

In this paper, material non-linear behavior of PZT wafer(3203HD, CTS) under high electric field and stress is experimentally investigated and the non-linearity of the PZT wafer is numerically simulated. Empirical functions that can represent the non-linear behavior of the PZT wafer have been extracted based on the measured piezo-strain under stress. The functions are implemented in an incremental finite element formulation for material non-linear analysis. New definition of the piezoelectric constant and the incremental strain are incorporated into the finite element formulation for a better reproduction of the non-linear behavior. With the new definition of the in incremental piero-strain the measured non-linear behavior of the PZT wafer has been accurately reproduced even for high electric field. For validation of the measured non-linear characteristics and the proposed approach, a PZT bimorph beam actuator has been numerically and experimentally tested. The predicted actuation displacement, based on the material nonlinear finite element analysis, showed a good agreement with the measured one.