• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05c
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• pp.170-175
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• 1996

경수로용 원전연료의 고연소에 따른 핵분열 가스 증가에 대비하여 플레넘 부피를 최대한으로 확보하기 위하여 연료봉 압축스프링의 부피를 최소화하는 설계 최적화에 대한 연구를 수행하였다. 연료봉 설계변경이나 제조공정에 따른 요구사항을 용이하게 반영할 수 있도록, 최적설계 Software Package인 IDESIGN을 이용하여 최적설계 프로그램을 작성하였으며, 구해진 설계변수값 부근에서 다시 반복 계산을 수행하여 설계변수들의 자릿수를 조정할 수 있게 하였다. 한편, 스프링의 좌굴특성을 향상시키기 위하여 연료봉으로부터 돌출된 스프링의 피치는 작게 하고 연료봉 플레넘 길이내의 피치는 더욱 크게 하는 부등피치 압축스프링은 균일피치의 경우와 거의 동일한 방법으로 설계되며, 각 구역의 설계값은, 스프링 제조설비를 고려하여 실험적으로 결정될 상수를 포함한, 9개의 미지수에 대한 9개의 연립방정식의 해를 구하여 결정된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.3
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• pp.275-280
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• 2016

In this study, a release test bed is designed to evaluate the dynamic behaviors of a coil spring. From the release tests, the dynamic behaviors of a coil spring are analyzed. A lumped parameter spring model was established for numerical simulation of a spring. The design variables of a coil spring are optimized by using the design of experiments approach. Two-level factorial designs are used for the design optimization, and the primary effects of the design variables are analyzed. Based on the results of the interaction analysis and design sensitivity analysis, the level of the design variables is rearranged. Finally, the mixed-level factorial design is used for the optimum design process. According to the optimum design of the opening spring, the dynamic performance of the spring-operated mechanism increases by 2.90.

• Composites Research
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• v.17 no.2
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• pp.1-8
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• 2004

The present paper is concerned with the optimum design of taper spring, in which the static spring rate of the fiber-reinforcement composite material spring is fitted to that of the steel leaf spring. The thickness and width of springs were selected as design variables. The object functions of the regression model were obtained through the analysis with a common analytic program. After regression coefficients were calculated to get functions of the regression model, optimal solutions were calculated with DOT. E-glass/epoxy and carbon/epoxy were used as fiber reinforcement materials in the design, which were compared and analyzed with the steel leaf spring. The result of the static spring rates show that optimized composite leaf springs agree with steel leaf spring within 1%.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.6
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• pp.821-826
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• 2013

When the values of design variables change, mode switching can often occur. If the mode of interest is not tracked, the frequencies and modes for design optimization may be miscalculated owing to modes that differ from the intended ones. Thus, mode tracking must be employed to identify the frequencies and modes of interest whenever the values of design variables change during optimization. Furthermore, reliability-based design optimization (RBDO) must be performed for design problems with design variables containing uncertainty. In this research, we perform RBDO considering the mode tracking of a compressive coil spring, i.e., a component of the joint spring that supports a compressor, with design variables containing uncertainty by using only kriging metamodels based on multiple responses approach (MRA) without existing mode tracking methods. The reliability analyses for RBDO are employed using kriging metamodel-based Monte Carlo simulation.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.10a
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• pp.99-105
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• 1993

본 연구에서는 세탁통 및 감속장치가 스너버(Snubber)와 지지 스프링에 의 해서 지지되는 하부지지형 세탁기를 모델로 선택하였으며, 시스템의 동특성 해석을 위하여 세탁기를 회전체를 갖는 강체 현가 시스템으로 모델링하고 운동방정식을 구하여 수치 해법을 적용하여 진동 특성을 계산하였다. 세탁기 의 진동 형태를 예측하기 위해서 밑판의 마찰 계수, 스터버의 곡률 반경, 지지 스프링 계수 및 위치 등을 진동량에 영향을 미치는 설계 변수로 선정하여 결과를 구하였으며, 이 자료들을 설계 변경시에 이용할 수 있게 하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.5
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• pp.243-250
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• 2018

In this paper, design technique using genetic algorithms(GA) for design optimization of composite leaf springs is presented here. After the initial design has been validated by the car plate spring as a finite element model, the genetic algorithm suggests the process of optimizing the number of layers of composite materials and their angles. Through optimization process, the weight reduction process of leaf springs and the number of repetitions are compared to the existing algorithm results. The safety margin is calculated by organizing a finite element model to verify the integrity of the structure by applying an additive sequence optimized through the genetic algorithm to the structure. When GA is applied, layer thickness and layer angle of complex leaf springs have been obtained, which contributes to the achievement of minimum weight with appropriate strength and stiffness. A reduction of 65.6% original weight is reached when a leaf steel spring is replaced with a leaf composite spring under identical requirement of design parameters and optimization.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.132-138
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• 2004

In a vacuum circuit breaker mechanism, a spring-actuated linkage system is used to satisfy the desired opening and closing characteristics of electric contacts. If the type and structure of the linkage system required to the circuit breaker is predetermined, the stiffness, free length and attachment points of a spring become the important design parameters. In this paper, based on the energy conservation that the total system energy is constant throughout the operating range of the mechanism, a systematic procedure for optimizing the spring design parameters is developed and applied to the simplified mechanism of a circuit breaker. Then, in order to consider the complex dynamics of the circuit breaker mechanism rather well, the developed procedure is converted to the environment of a multi-body dynamics program ADAMS.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.11 no.1
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• pp.39-44
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• 2008

A two degree-of-freedom model for the bogie and car body of an EMU(Electrical Multiple Unit) was implemented on the basis of the experimental data which was actually measured during the running test of an EMU. The air spring of the EMU was modeled using Nishimura's air spring model to accommodate viscoelastic characteristics. Numerical simulation for the variation of th e design parameters of the suspension system shows that reduction of the stiffness of the air spring by decreasing the internal pressure of the air tank or increasing the size of the auxiliary tank can reduce the bounce of the car body within the stability range of the suspension system.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.620-623
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• 2010

구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이며 정확한 해석 기술을 요구한다. 그러나 제조 공정이나 환경에 따라 달라지는 재료 물성이나 불확실성을 내포하는 피로 물성을 확정적인 값으로 이용하는 등 입력 변수의 부정확한 정보로 인해 유한요소해석 결과를 신뢰하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 실제 시험을 통해 설계의 결과를 예측하는 것은 경제적인 측면과 시간소요 면에서 한계가 따르기에 신뢰할 수 있는 유한요소해석 방법이 요구된다. 본 연구에서는 고주기의 피로 해석을 위해 유한요소해석을 이용하여 스프링의 응력-수명(S-N) 파라미터를 역 추정하고 수명을 예측해 보았다. 이를 위해 실제 산업현장에서 쓰이는 자동차 서스펜션 코일 스프링을 예제로 사용하였다. 시험 모델에 대해 불확실성을 고려한 베이지안 접근법을 이용하여 입력변수의 파라미터를 역 추정하였으며, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 얻어진 피로 물성 파라미터의 샘플 데이터를 이용해서 유한요소해석을 실시하고 신뢰수준 내에서 새로운 구조요소의 피로수명을 예측하였다.