• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1122-1127
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• 2011

자동차 범퍼는 충돌 시 차량 충격 에너지를 흡수하여 차체를 보호하는 중요한 부품이다. 따라서 자동차 범퍼 설계의 초기 단계에서 범퍼 충돌 성능을 만족하는 범퍼 빔의 단면을 결정하는 것은 매우 중요한 요구 조건이다. 본 논문에서는 고정벽 충돌 대응용 자동차 범퍼 빔의 최적 단면 계산을 위하여 중간매개반응표면모델을 사용하였다. 자동차 범퍼 충돌 해석의 결과로 나오는 비선형성이 강한 충격력 대 범퍼 빔의 변위 결과 그래프를 중간매개반응표면모델을 사용하여 정도가 확보된 근사화된 그래프를 만들어서 범퍼 충돌 시의 범퍼 빔의 변형 결과를 구하게 된다. 본 연구의 방법을 이용하면 3차원 비선형 유한요소해석에서 요구되어지는 방대한 해석 시간을 획기적으로 줄일 수 있게 된다. 본 중간매개반응표면모델을 이용한 범퍼 빔의 변형 결과는 3차원 유한요소해석 결과와 비교하여 그 결과 정도의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3567-3573
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• 2009

본 연구에서는 MR유체를 특징으로 하는 대시포트형 마운트를 제안하고, 자극 형상 및 구조의 변화가 MR유체 마운트의 감쇠력에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 자극의 유효길이와 코어 중심부의 구조를 달리하여 MR 유체 마운트를 제작하였다. MR유체 마운트에 자기장을 형성하기 위하여 공급하는 전류의 세기를 변화시켰을 때의 감쇠력 변화와 전류를 공급하지 않은 경우의 감쇠력 변화를 측정하였다. 또한, 가진 변위는 일정하게 유지한 상태에서 MR엔진마운트에 가해지는 가진 주파수를 변화시켜 감쇠력의 변화를 측정하였다. MR유체마운트로부터 전달되는 힘은 가진 주파수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 공급하는 전류의 세기가 증가함에 따라 전달되는 힘은 증가하여 나타났다. 자기장이 형성되는 MR마운트에 유효길이 변화에 대해서는 전달력의 변화가 나타나지 않았다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.288-295
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• 1999

지하 터널굴착으로 인하여 발생한 집중응력은 터널 주변의 암반에 변형이나 파괴를 쉽게 발생시킨다. 따라서 터널을 지하에 굴착할 경우에는 이러한 문제점들을 사전에 예측하는 것이 좋은데, 그 예측방법으로는 계측자료를 이용하는 방법과 컴퓨터 수치해석을 통한 방법이 있다. 본 논문은 후자의 방법을 이용하여 터널 굴착 후 터널 주변 암반에 나타나는 시간 경과에 따른 암반의 진행적 파괴 거동을 해석하였으며, 본 해석을 위해 반복(Iteration)기법을 Hoek-Brown이론과 접목하여 사용하였다. 또한, 터널 형상이 서로 다른 3가지 모델을 이용하여, 터널간 이격거리와 내공변위 그리고 집중 응력의 변화 양상 등을 검토하였으며, 본 연구의 결과를 국내에서 많이 사용하고 있는 Mohr-Coulomb 이론을 적용하였을 때 얻어지는 결과와 비교 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.429-438
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• 1994

3차원 유한요소 모델을 사용하여 여러 wing들로 구성된 3차원 다중 구조물의 해석을 수행할 경우에는 입력자료 작성시 번거로움과 긴 해석시간 및 큰 용량의 컴퓨터가 필요하게 된다. 본 연구에서는 이런 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 해석모델들을 제안하였으며 이들 해석모델에는 3차원 다중 구조물에서 계산의 간편성 때문에 통상 무시되어 온 바닥슬라브의 면내변형이 고려되어져 있다. 본 연구에서 제안하는 해석모델에서는 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물을 하나의 구조물로 취급하는 종래의 방법 대신에 각 wing 구조물들과 이들 wing 구조물을 서로 연결시켜주는 연결부로 이상화하기 때문에 다양한 형태(Y. U, H 등)의 구조물에도 쉽게 적용할 수 있다. 제안된 해석모델의 정확성은 두가지 구조방식의 예제 구조물에 대하여 3차원 유한 요소 모델과 제안된 해석모델로부터 구한 해석결과(구조물의 고유 진동주기, 모드형상, 임의 절점에서의 변위에 대한 시간이력)의 비교로부터 검증되었으며 그 결과 제안된 해석모델은 여러 wing들로 구성된 3차원 구조물에 대한 근사적인 모델로 적합함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.22-26
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• 2009

본 논문은 여러 가지 주름댐퍼를 갖는 안전헬멧의 변형거동 및 변형율 에너지 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 안전헬멧은 외부의 충격력을 차단하고, 충격에너지를 흡수하는 것으로 감쇠효과 기능을 갖고 있다. 주름댐퍼를 갖는 3가지의 헬멧모델은 헬멧의 정상부에 최대의 충격력을 가하였을 때 변위량과 변형율 에너지 특성치를 상호간에 비교하였다. 계산한 FEM 해석결과에 의하면, 외부로 돌출한 주름댐퍼는 헬멧의 감쇠효과를 증가시키는 기여도가 높다는 것이다. 본 연구에서 둥근형상의 주름댐퍼는 전달되는 충격에너지를 효과적으로 흡수할 것이라는 사실이다. 따라서 안전헬멧의 하단부에 둥글고 기다랗게 주름댐퍼를 설치한 헬멧을 새로운 설계인자로 고려할 것을 추천한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.589-597
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• 2010

강구조물의 점검시 피로균열이 발견되는 경우에는 보수 보강 시행의 결정과 구조물의 점검주기 결정을 위한 균열의 현재 상태평가와 앞으로의 균열진행 정도에 대한 정량적인 예측이 요구된다. 피로균열에 대한 손상도 평가는 파괴역학 파라미터를 이용한 균열진전속도와 취성파단의 여부 결정이 대표적인 방법으로 파괴역학에 관한 전문적인 지식과 함께 수치해석 프로그램의 활용능력이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 피로손상도 평가 방법에 관한 다양성을 확보하고, 파괴역학에 대한 전문적인 지식이 없는 기술자가 피로균열에 의한 강구조물의 손상도를 간편하게 평가 할 수 있는 방법을 개발하기 위한 첫 단계로, 관통균열 시험편을 이용한 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 피로균열 표면으로부터 측정된 COD(Crack Opening Displacement)의 크기와 측정위치를 이용하여, 균열진전속도를 추정하기 위한 파라미터를 도출하고, 그 타당성을 분석하였다. 그리고 관통균열이 있는 시험편의 형상, 응력범위, 그리고 응력비에 상관없이 COD를 이용하여 피로균열진전속도를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.279-287
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• 2013

세장한 부재에 압축력이 작용할 때, 부재는 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 상실하고 파괴에 도달하게 된다. 이러한 현상으로 인한 부재의 파괴는 종국적으로 구조체에 위해를 가하게 되어 붕괴원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 세장한 부재에 압축력이 작용할 경우 부재가 탄성좌굴이 발생하기 이전에 항복하도록 유도하는 장치(응력제한장치)를 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 특히, 본 논문에서는 응력제한장치로서 면외저항판 방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험의 변수는 면외저항판의 두께 및 저항판의 경사도이다. 실험 및 해석결과 면외저항판 실험체는 항복후 소성영역에서 내력의 큰 저하없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효성이 확인되었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.34-40
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• 2008

FEM과 다구찌의 설계기법을 이용하여 헬멧의 주름댐퍼에 걸리는 수직방향 변위량, von Mises 응력, 변형률 에너지를 주름댐퍼의 돌출길이와 두께, 주름댐퍼의 상단코너반경과 하단코너반경의 함수로 각각 분석하였다. 주름댐퍼의 형상에 대한 최적의 설계요소는 헬멧에 전달되는 외부의 충격력에 의해 형성되는 충격에너지를 흡수할 수 있는 감쇠용량, 즉 변형률 에너지를 높여줄 수 있다는 측면에서 대단히 중요하다. 본 연구에서 다구찌 설계법에 기반한 최적설계는 주름댐퍼의 돌출길이 L = 20 mm, 두께 t = 2 mm, 상단코너반경 $R_1=4\;mm$, 하단코너반경 $R_2=3\;mm$로 계산되었다. 주름댐퍼의 설계에 가장 큰 영향을 미치는 핵심요소는 주름댐퍼의 두께와 돌출길이고, 이들 설계요소는 헬멧의 충격에너지 흡수용량을 나타내는 변형률 에너지 증가에 대한 기여도가 높다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.619-626
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• 2007

고무 블록의 마찰에너지에 관한 연구는 고무 마모 연구를 위한 기초 연구이자 마찰과 마모의 관계를 규정짓는 중요한 연구이며, 지금까지의 마모 이론은 대부분 마찰에너지에 근거하여 전개되어 오고 있다. 하지만, 대부분이 실험이나 유한요소 해석에 기초한 연구이며, 해석적 방법에 의한 연구는 많이 이루어지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 에너지 방법을 이용하여 재료 물성, 블록의 형상, 수직 및 전단하중, 블록 이동 속도의 함수로 표현되는 마찰에너지를 해석적으로 구하고 그 결과를 시험 결과와 비교 검토하였으며, 이를 통해 마모 특성 해석의 정확도를 높일 수 있는 기반을 마련하였다

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권4호
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• pp.423-429
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• 1998

인두는 구강과 위장, 비강과 폐의 중간에서 능동적으로 구강을 통해 섭취되는 음식물과 비강을 통해 흡입되는 공기의 통로역할을 하는 주요한 기관이다. 본 연구는 유한요소기법을 이용한 인두의 3차원 구조의 재구성 과정을 거쳐 인두의 생체역학모델을 구현하여 각단면에서의 단면적을 유한요소모델의 시뮬레이션 결과에 의한 변위를 이용하여 산출하여 최적화 과정을 거쳐 인두의 기능시 내부에 생성되는 압력의 연속적인 압력분포를 추정할 수 있었다. 즉 인두내의압력에 대한 형상의 변형을 관찰하여 각 단면에서의 단면적을 산출하고 이를 실제의 CT영상자료와 비교하여 최적화 고장을 거쳐 각 부분에서의 추정 압력구배를 구하였다. 모델 시뮬레이션 결과 추정된 압력구배는 10-55 mmHg범위에 분포되어 있으며 전체 인두부 가운데 상부의 4레벨의 압력분포는 아부의 그것과 다른 형태를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 인두의 생체역학모델은 인두기능장애를 가진 환자군에 적용하여 비교 분석할 경우 임상자료로서 유용할 것으로 사료된다.