• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.190-190
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• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권2호
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• pp.19-26
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• 2003

광통신용 광학부품의 신뢰성 특성은 솔더 조인트의 열 사이클에 따른 소성(Plastic)과 크립(Creep) 변형에 가장 큰 영향을 받는다. 열 사이클에 따른 소성과 크립 변형 증가로 인해 정렬 틀어짐이 발생하며 이는 광손실 변화의 주요인이 된다. 또한, 소성과 크립 변형량이 증가 또는 계속 누적이 될 경우 솔더의 피로수명 한계로 인해 제품 불량 발생의 원인이 된다. 이러한 열적 사이클에 따른 광부품의 신뢰성을 확보하기 위해 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 적용하였다. 소성과 크립 변형의 변화량을 유한요소해석으로 계산하고 이를 크립 피로 파괴(Creep-Fatigue) 수명 예측 모델에 적용하여 그 수명을 예측하였다. 솔더와 모재와의 계면 또는 솔더 내부에서 생성되는 온도에 따른 소성과 크립 변형을 파악하기 위해 텔코디아(Telcordia)의 광부품 신뢰성 온도 사이클(-40 to 75)을 적용하였다. 승온과 냉각 속도의 변화에 따른 영향을 검토하기 위해 1/min, 10/min 및 50/min으로 변화를 주고 유지 시간을 1시간으로 고정할 경우의 결과를 비교 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.311-320
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• 2014

풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로써 풍력발전시스템의 출력성능, 에너지변환효율, 하중 및 동적 안정성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 주요부품으로 분류된다. 따라서 최적의 블레이드 설계결과를 얻기 위해서는 시스템 특성이 고려된 공력-구조 통합설계가 중요하며, 국제표준 또는 인증기관의 가이드라인에 따른 설계평가를 통해 구조건전성의 검증이 요구된다. 본 연구에서는 블레이드 설계 인증 시 요구되는 평가항목 및 판정기준에 대한 상세해설과, (사)한국선급의 인증기준에 따른 2 MW 급 블레이드(KR40.1b)에 대한 설계평가 결과를 제시하였다. 유한요소 해석에 의한 극한 강도, 좌굴 안정성, 한계 허용 팁 변형과 누적 손상 법에 의한 피로 강도 해석결과가 검토되었으며, KR40.1b 블레이드는 모든 평가항목에 대한 구조 건전성을 만족하는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.153-162
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• 2007

치환공법을 적용하여 연약지반 상에 시공되는 보강토 옹벽에 대해 연약지반의 두께 및 강성, 치환깊이와 옹벽높이의 변화에 따른 옹벽의 거동을 연약지반 압밀현상과 시공단계를 함께 고려하는 유한요소해석으로 검토하였다. 옹벽의 거동은 벽체에 발생하는 변위와 침하량, 옹벽 기초지반에 발생하는 전단변형율로 표현하였다. 거동에 따른 옹벽의 안정성은 변위와 전단변형율의 한계값을 문헌연구로부터 정하고 이를 기준으로 평가하였다. 해석결과로부터, 옹벽의 거동은 연약지반 두께(t)와 강성, 치환깊이(d), 옹벽높이(h)의 변화에 따라 모두 영향을 받지만, 특히 d와 h의 변화에 민감한 것을 규명하였다. 또한, 옹벽의 안정성 유지를 위해 요구되는 d/h 값은 t와 h의 변화에 대하여 크게 영향을 받지 않음을 보였다. 이러한 결과로부터 연약지반 상 보강토 시공 구간 내에서 옹벽 높이가 변화하지만 그 변화정도가 극심하지 않은 경우에, 적정 치환깊이를 d/h로 나타낸 일률적인 값으로 제안할 수 있다는 결론을 얻었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제37권6호
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• pp.407-420
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• 2007

교정 치료에서 발치공간 폐쇄는 치열을 이루는 모든 치아의 연속적인 이동으로 이루어지므로 그 기전은 복잡하다. 특히 전치부 치축을 적절히 유지하면서 구치부 고정원을 조절하는 과정은 정교함을 요하기 때문에 입체적 분석을 통한 치아이동 양상에 대한 이해가 필요하다. 지금까지의 유한요소 분석은 초기 응력분포를 관찰하여 치아 이동양상을 예측해 보는데 그쳤지만 이러한 양상만으로 정확한 치아이동 결과를 추정하는 데에는 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 3차원 유한요소 모델을 이용하여 상악 제1소구치 및 제2소구치 발치공간 폐쇄 시 전치부와 구치부의 입체적인 이동 양상을 단계별로 비교하여 그 기전을 규명하고자 하였다. 자연치의 크기 및 형태를 갖는 상악 치아들과 브라켓, 교정용 호선 및 치조골부를 3차원 레이저 스캐너로 스캐닝한 후 사면체 요소의 유한요소 모델을 제작하였다 $0.017"{\times}0.025"$ 스테인레스 강 호선에 제작된 bull 루프 후방에 $10^{\circ}$ gable bend를 부여하고 한 번에 2 mm씩 12회 활성화시켜 발치공간을 폐쇄시켰다. 그 결과 제1소구치를 발치한 경우 제2소구치 발치에 비해 전치부의 후방 이동량이 많았으며 구치부의 전방 이동량은 더 적게 나타났다. 전치부에서는 제f, 2소구치 발치 모두 비슷한 미약한 정출을 동반하였고 치축의 변화량은 제1소구치 발치에서 더 크게 나타났다. 또한 제2소구치 발치 시 고정원의 협측 이동량이 더 크게 나타났다

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.164-175
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• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-16
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• 1990

콘크리트 원전(原電) 차폐(遮蔽) 구조물(構造物)은 발생(發生) 가능(可能)한 각종(各種) 자연재해(自然災害) 또는 사고하중하(事故荷重下)에서도 안전성(安全性)이 보장(保障)되어야 한다. 그러나 현행(現行) 설계(設計) 규준(規準)은 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 개념(槪念)에 의한 것이 아닌 재래적(在來的)인 설계(設計) 개념(槪念)을 그대로 사용(使用)하고 있는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 구조물(構造物)의 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)와 FEM 해석(解析) 결과(結果)를 기초(基礎)로한 랜덤 진동(振動) 이론(理論)에 의한 확률적(確率的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)에 대해 연구(硏究)하였다. 한계상태(限界狀態) 모형(模型)은 보다 실제적(實際的)인 방사능(放射能) 누출(漏出) 한계(限界) 균열(龜裂)에 대한 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)로 정의(定義)하였으며, 강도(强度) 한계상태(限界狀態)의 경우(境遇)와 비교(比較)하였다. 종래(從來)의 일반적(一般的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)과는 달리 유한요소(有限要所) 해석(解析) 결과(結果)를 랜덤 진동이론(振動理論)에 결합(結合)하여 한계상태(限界狀態) 확률(確率)을 계산(計算)하므로써 지진하중(地震荷重) 등 각종(各種) 동적(動的) 하중(荷重)에 대한 보다 정확(正確)한 신뢰성(信賴性) 해석(解析)이 가능(可能)하게 되었다. 하중(荷重) 및 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)에 대해서는 가용(可用)한 국내외(國內外) 자료(資料)를 우리 실정(實情)에 맞게 수정보완(修整補完)하였으며, 특히 지진하중(地震荷重)의 경우, 설계(設計) 지진하중(地震荷重)은 한반도(韓半島) 지반(地盤) 가속도(加速度)에 대한 확률적(確率的) 연구(硏究) 결과(結果)를 종합(綜合)하여 산정(算定)하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.173-176
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• 2009

본 논문은 유동과 구조물간의 상호작용으로 인해 유체나 구조, 한 쪽 분야에서의 접근으로는 한계가 있는 고체 로켓 내부 유동-구조-연소 결합 문제를 해결하기 위해 FSI를 이용한 전산해석을 목적으로 한다. ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) 기술 방식을 도입하여 계산 격자의 움직임을 허용하면서도 격자에 대한 연속체 입자의 상대운동이 가능하도록 하였다. 유체 영역의 해석 프로그램은 2차원 압축성 비정상 유동 해석을 위한 오일러 방정식을 ALE 형태를 변형시켜 적용 하였고, 고체 영역의 해석 프로그램은 ALE를 고려한 2차원 동적 유한 요소 방법을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.379-384
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• 2014

가스터빈엔진의 가장 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고온, 고압축비, 고속 회전이라는 가혹한 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경과 디스크와 블레이드가 가지는 큰 회전 에너지로 인해 디스크 및 블레이드에 의해 유발되는 파손은 항공기 손상 혹은 탑승자의 피해로 이어지는 재해적 고장 혹은 한계 고장으로 이어진다. 그러므로 디스크와 블레이드의 구조적 건전성의 마진을 충분히 확보하기 위해서 본 연구에서는 디스크의 취약 부위인 도브테일의 형상을 최적화하고, 그 해의 강건성을 확인하기 위해 치수 공차와 피로 수명의 산포와 같은 불확실성에 대하여 신뢰도 해석을 수행하고자 한다. 이 결과를 통해 결정론적 방법인 최적설계의 필요성과 함께 한계를 확인하고, 향후 신뢰도 기반 최적설계의 필요성을 인지하고자 한다. 이를 위해 비선형 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.807-812
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• 2015

리튬 전지는 에너지 밀도가 높고, 소형화 및 경량화가 가능한 이차전지로서 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치로 노트북, 휴대폰, 파워-툴 및 자동차 등에 널리 사용되고 있는 에너지원이다. 특히, 파워-툴이나 자동차와 같은 응용분야에서는 고율 충방전을 필요로 하는데, 본 논문에서는 리튬 전지의 고율 방전 특성에 대해서 상용 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 전기화학 시뮬레이션을 진행하여 실험 결과와 유사한 전기화학 모델을 완성하게 되었다. 또한, 이러한 전기화학적 해석 모델을 이용하여 고율 방전용 리튬 전지의 한계 방전 전류가 63A 정도라는 것을 해석적으로 예측 할 수 있었고, 이를 바탕으로 고율 방전 시 리튬 전지의 거동에 대해서 이해할 수 있게 되었다.