• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.432-439
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• 2015

MEMS 고체 추력기 모듈은 MEMS 고체 추력기와 MEMS 추력기 제어보드로 구성된다. MEMS 고체 추력기는 학문적 연구개발 목적으로 개발되었기 때문에 발사환경을 고려한 설계 및 시험이 이루어지지 않아 이를 큐브위성에 탑재 및 궤도검증을 위해서는 설계 시 추력기 모듈로의 발사 하중이 최소화 되도록 하는 위성체 시스템 레벨에서의 설계노력이 요구된다. 본 논문에서는 MEMS 고체 추력기의 조립 및 시험과정에서의 탈장착 용이성 및 발사환경에서의 구조건전성 확보를 위해 브래킷을 이용한 구조설계를 제안하였으며, 준정적해석과 랜덤해석 및 진동시험을 통해 설계의 유효성을 검증하였다. 또한, 본 논문에서 제안한 스프링 핀을 이용한 MEMS 추력기와의 전기적 체결방식은 발사 진동에서의 구조건전성 확보에 유효함을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.33-43
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• 2011

본 연구에서는 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 단일 현장타설말뚝의 간편해석(기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석)을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 영향인자에 따라 검증하였으며, 단일 현장타설말뚝에 적용된 철근량을 분석하여 말뚝의 최소 철근비 적용성을 평가하였다. 본 연구결과, 기존 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 가상,고정점을 통한 해석법은 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동파악이 어려움을 알 수 있었다. 또한 재료의 비선형성을 고려한 해석결과, 말뚝부에서 발생하는 휨모멘트는 말뚝재료의 균열모멘트 이내에서 모두 발생하였으며, 수평변위도 허용 수평변위 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 단일 현장타설말뚝의 말뚝부에는 최소철큰비 기준인 0.4% 철근량만을 배근하여도 안정성이 확보되는 것을 알 수 있었으며, 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 상하부 일체해석으로 가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.771-780
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• 2010

본 논문에서는 제작이 용이한 십자형 구조를 기본구조로 사용하여 판스프링 고정단을 가진 유연한 6축 로드셀을 설계하였다. 이를 위하여 유한요소법해석을 이용하여 강체 고정단과 판스프링 고정단에 대한 변형 분석을 하였으며 이로부터 특성이 우수한 6축 힘/토크 센서를 설계하였다. 변형률 분포를 이용하여 각 축의 하중에 대한 출력변형률이 비슷한 수준이 되도록 스트레인 게이지 위치를 정하고 상호간섭 변형률이 최소화 되도록 이들로 연결된 브리지회로를 구성하였다. 강체 고정단 대신에 스프링판 고정단을 이용하면 고정 경계부의 조건을 변화시킬 수 있어서 십자형 로드셀의 특성을 획기적으로 개선시킬 수 있었다. 치수 변경을 통하여 설계된 6축 로드셀에 대한 상호 간섭오차는 모든 축에서 0으로 계산되었으며 각 축에서 발생하는 출력변형률 값도 $400\;{\mu}m/m$의 비슷한 수준으로 결정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1-6
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• 2018

하이드로포밍 기술은 지난 20년간 자동차부품의 적용을 중심으로 비약적인 발전을 해 왔다. 이 기술은 자동차 산업응용분야에 많은 장점을 가지고 있는데 이는 더 나은 구조적 강건성, 부품수 감소에 기인한 비용절감, 재료절약, 무게감소, 낮은 스프링백현상, 개선된 강도, 내구성 향상, 설계 유연성 등이다. 하이드로포밍 부품의 성형성 검토를 위하여 다양한 컴퓨터 시뮬레이션 기술 등이 발달해 왔으며 이를 통해 성형 가능성을 검토하는 것과 동시에 성형을 위하여 벤딩 공정, 프리포밍공정, 다이클로징 공정 등의 효율적인 공정을 수립하여 하이드로포밍 부품들을 설계하고 있다. 이에 본 연구에서는 하이드로포밍 부품 설계 시 고려사항 중 성형량, 부품의 단면길이(하이드로포밍 프레스 용량에 맞는), 최소 곡률(하이드로포밍 압력에 따른 곡률 영향 평가) 등을 제시하고 실제 자동차용 리어 서브-프레임 부품의 단면분석을 실시함으로써 하이드로포밍 성형을 위한 설계 방안을 제시하고자 한다. 아울러 하이드로포밍 공정인자 중 프리벤딩, 축피딩, 유압 압력, 프레스 하중, 마찰 등의 효과를 분석하여 이들 공정이 직접적인 하이드로포밍 성형에 필요인자 인지 등을 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.379-385
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• 2013

차량의 제동시 쏠림 현상은 크게 타이어에 의한 원인과 현가시스템, 조향시스템 등의 차량구조의 이유로 발생한다. 그 중 차량구조의 원인은 드래그링크 방식의 조향시스템과 판스프링 형태의 현가 스프링 때문으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 차량동역학 해석 프로그램인 ADAMS/CAR 를 사용하여 제동시 쏠림의 발생 원인에 대해 분석하였다. 제동시 드래그링크와 판스프링의 거동을 확인하고 그로 인해 발생하는 쏠림을 최소화 시키기 위해 최적화 프로그램인 Visual DOC 를 사용하여 쏠림을 감소시키기 위한 조향 연결점의 위치를 결정하였다. 설계 변경된 차량의 K&C (Kinematic & Compliance) Test 시뮬레이션을 통해서 다른 특성에 미치는 영향이 없음을 보였고, 전차량 제동시뮬레이션을 통해 제동시 쏠림이 감소함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권6호
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• pp.599-607
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• 2011

본 논문에서는 별도의 외부 격리 구조물이나 추가 모터가 필요 없는 XY 선형 모션 스테이지를 위한 반발력 보상 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 이동 가능한 마그넷 트랙, 스프링, 추가 질량을 포함한 자체 반발력 보상 구조를 가지고 있으며 이송용 모터 코일과 마그넷 트랙의 상대 위치를 검출할 수 있는 전용 센서를 개발하여 고정밀 추력 및 위치를 제어에 적용하였다. 먼저 반발력 보상 시스템을 모델링하고 모의 시험을 통해 이동 거리, 가속도, 하중, 허용 가능한 장비 크기와 같은 설계 요소를 최적화 하였다. 반발력 보상 시스템이 구비된 XY 모션 스테이지를 제작하였으며, 해당 시스템의 성능을 실험적으로 검증하였다. 실험결과 10m/$s^2$ 가감속 시에 85%의 반발력이 반발력 보상 시스템에 의해 흡수되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.71-78
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• 2014

대형냉장고의 도어 힌지는 냉장고 도어의 개폐 동작을 원활하게 하고, 도어의 하중과 도어개폐로 인한 충격을 견디는 구조 안전성이 요구된다. 하지만, 도어 힌지는 복잡한 힌지 메커니즘과 민감한 구조 안전성으로 인해 설계 시 어려움이 많다. 본 논문에서는 스프링 응답 특성, 공간제약, 구조강도 성능을 만족하는 메커니즘을 설계하고, 메커니즘을 둘러싼 외부 프레임의 부피를 최소화하여 힌지의 생산 단가를 절감하고자 한다. 이를 위해 PIDO(progress integration and design optimization) 기술을 이용하여 모든 설계절차를 자동화함으로써 설계의 효율성을 높이는 성과를 거두었으며, 최적화 결과 목표로 하는 힌지 메커니즘 성능과 구조안정성을 개선하면서 힌지 프레임 질량의 24%를 절감하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.300-310
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• 2008

본 논문에서는 국내철도차량안전기준의 충돌안전 요구사항을 만족하는 동력 분산형 고속전철의 충돌안전도 개념설계에 대하여 연구하였다. 국내안전기준에는 36km/h 열차 대 열차 충돌, 15ton 변형체 장애물과 110km/h 충돌 등 2가지 중충돌 사고에 대한 충돌안전성능을 요구한다. 한국형 분산형 차세대고속열차는 17ton 축중의 동력집중형 KTX와 달리 13ton 축중을 가지는 2TC-6M로 구성된다. 이론적 수치적 해석을 통하여 주요 압괴구조 및 부품의 평균압괴하중과 변형량을 에너지 흡수 관점에서 충돌안전도 개념설계안으로 도출하였다. 도출된 개념 설계안은 1차원 막대-스프링-댐퍼-질량 동역학 시뮬레이션 결과로부터 국내 충돌안전기준을 잘 만족시킬 수 있음을 보였다.

• 전산구조공학
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• 제9권3호
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• pp.199-207
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• 1996

원통관에 휨모멘트가 작용하면 변형후 단면은 타원형상을 갖게된다. 단면의 타원화에 의해 단면이 감소하게 되면 휨강성이 감소하게 되며, 따라서, 휨모멘트-곡률관계가 하중점감형으로 된다. 이 휨강성의 감소현상을 Brazier이론 또는 Brazier현상이라고 한다. 적층평판에 있어서도 각층의 재료상수가 뚜렷하게 다른 경우 원통관에서의 Brazier현상과 유사한 현상이 발생한다. 본 논문에서는 평판에서의 Brazier현상을 규명하기 위하여 3층 적층모델을 만들어 각층의 재료정수가 현저히 다른 경우 어떠한 현상이 일어나는 가를 실험적으로 규명하였고, 이론해석을 위하여 스프링모델을 사용하였다. 본 논문의 모델에서 알 수 있듯이 중간층의 재료상수가 상하층 요소의 재료상수 보다 뚜렷하게 작은 경우 중간층의 거동이 현저히 크게됨을 알 수 있었다. 즉, 본 논문에서 채택한 모델의 경우에 있어서도 원통관에서 일어나는 Brazier형상이 일어나고 있음이 실험적 그리고 해석적으로 규명되었다 .

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.201-212
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• 1999

탄성 경계에 의해 지지된 보는 브레이스된 보나 철도 궤도와 같은 구조 부재로서 사용된다. 이러한 탄성 경계는 단면의 임의의 점에 위치할 수 있다. 본 논문은 탄성 경계를 가진 보의 탄성 좌굴에 미치는 경계의 편심과 강성의 효과를 고찰하였다. 유한 요소 정식화를 통해 탄성 경계를 가진 보-요소와 해석 프로그램을 개발하였다. 탄성 경계는 탄성 스프링 요소를 사용하였으며 탄성 경계의 편심을 고려하기 위하여 옵셋(offset) 기법을 사용하였다. 보-요소는 딤 자유도를 고려하여, 요소당 14개의 자유도를 갖는 직선 보-요소를 사용하였다. 많은 수치 해석을 통해, 본 연구에서 개발한 좌굴 해석 프로그램이 탄성 경계를 가진 보의 탄성 좌굴 하중과 모드를 정확하게 산출함을 알 수 있다.