• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.932-938
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• 2001

This study is concerned with the shape optimization of stem for the artificial hip prosthesis with unbonded cement mantle. The artificial hip prosthesis with unbonded cement mantle allows a stem to slip on cement mantle because of polished stem surface. Unbonded cement mantle type has several advantages compared with bonded cement mantle type, for example, small micro motion, preventing stress shielding and so on. In this study, 2-dimensional axisymmetric model was developed with considering characteristics of unbonded cement mantle. Moreover, optimal shape of stem was obtained by using feasible direction method. The objective of this optimization is maximizing supported vertical loading. The slip motion and stresses of stem, cement mantle and bone is used for constraints. The optimal shape which obtained by this study has slope of 0.15 in proximal part and maintains the width about 5mm in distal part In addition, simplified 3-dimensional analysis which applying optimal shape is carried out. The result of 3-dimensional analysis showed that optimal shape has some advantages for cement mantle stress. However, more realistic 3-dimensional analysis which including bending effect, complex geometries etc. is needed in further research.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.61-66
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• 2010

A virtual manufacturing system that is composed of JMatPro, a material modeler and $DEFORM^{TM}$-HT, a finite element package is applied to the hot press forming process: high temperature material properties for each phase such as flow stress, elastic modulus, Poisson's ratio, thermal expansion coefficient, in addition to TTT curve are predicted by JMatPro and taken into $DEFORM^{TM}$-HT to predict the material behavior considering phase transformation and heat transfer simultaneously. In order to verify the accuracy of computation, the residual stress and the springback were compared with the experimental measurements. Both the predicted and measured principal residual stresses and amount of springback were in good agreement. It was also found that the residual stresses generated from hot press forming are not negligible as it has been generally assumed, although the springback deformation is quite small.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.200-206
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• 2011

The mechanical properties of the most widely used cryogenic materials, i.e. austenitic stainless steel (ASS), aluminum alloy and invar steel, strongly depend on temperatures and strain rates. These phenomena show very complicated non-linear behaviors and cannot be expressed by general constitutive equation. In this study, an unified constitutive equation was proposed to represent the effect of temperature and strain rate on the materials. The proposed constitutive equation has been based on Tomita/Iwamoto and Bodner/Partom model for the expression of 2nd hardening due to martensite phase transformation of ASS. To simulate ductile fracture, modified Bodner/Chan damage model was additionally applied to the model and the model validity was verified by comparison of experimental and simulation results.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권6호
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• pp.124-138
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• 1998

Particles reinforced MMCs have many advantages over monolithic metals including a higher specific modulus, higher specific strength, better properties at elevated temperatures and better wear resistance. SiC$_p$/A16061 composites have good results in its mechanical properties. This work investigates SiC$_p$/A16061 composites in the microscopic view and compares the analytical results with the experimental ones. The discrepancy of the material properties between the reinforced particle, SiC$_p$, and the matrix material, A16061 appears to be so significant. Especially the coefficient of thermal expansion(CTE) of A16061 is 5 times larger than that of SiC$_p$. Thermal residual stress in MMCs is induced at high temperatures. The shape of particle is various but the theoretical model is not able to consider the nonuniform shape. Particle distribution is not homogeneous in experimental specimen. However, it is assumed to be homogeneous in simulation model. The shapes of particles are assumed to be not only perfect global but hexahedral shapes. The types of particle distribution are two - simple cubic array(SC array) and face-centered cubic array(FCC array).

• 한국항공우주학회지
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• 제44권6호
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• pp.484-491
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• 2016

본 연구의 목적은 항공기 메커니즘 구조물에 사용되는 금속 소재 토크바를 복합소재를 이용하여 무게절감이 가능한 구조물을 개발 하는것에 있다. 토크바에 주어진 하중조건 및 구조물의 설계 경계조건에 부합하는 유한요소모델을 이용하여 구조해석을 수행 하였다. 이를 바탕으로 최적화된 복합소재의 적층 조건 및 토크바의 두께 요건을 설정하였다. 설계요건에 맞게 제작된 시제품을 이용하여 복합소재 토크바의 비틀림 시험을 실시하였으며, 동구조 시험을 통해서 토크바의 강도 및 강성 요구조건을 만족한다는 것을 증명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.996-1005
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• 2000

본 논문에서는 저유전체의 한 면에 고유전체를 부착하는 기존의 광대역 기법을 개선하여 새로운 광대역 세라믹 유전체 안테나를 제시하였다. 제안한 광대역 기법을 사용하여 광대역 안테나를 설계할 수 있었으며 대역폭의 감소문제를 줄일 수 있었다. 본 논문에서 제안한 세라믹 유전체 안테나의 경우 10dB 반사손실에서 대역폭을 33.9%까지 증가시켰으며 세라믹 유전체 안테나의 특성은 실험치와 유한요소법을 사용한 해석치가 잘 일치함으로써 확일할 수 있엇다. 제안한 세라믹 유전체 모델을 사용하여 PCS 및 IMT-2000 이중대역에서 사용이 가능한 광대역 안테나를 설계, 제작하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.109-116
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• 2012

새로운 형태의 교량 거더인 CFTA(Concrete filled and tied tubular steel arch) 거더의 비선형 거동에 대해 고찰한 후, CFTA 거더의 대량 공장 생산시 콘크리트 충진 불량으로 발생할 수 있는 결함인 거더 안의 빈 공간을 탐지하는 새로운 방법을 제안하였다. CFTA 거더 안의 비대칭성 콘크리트 충진 불량 결함을 구조물의 대칭 거동을 이용하여 탐색하였으며, 수치해석과 실험을 통해 제안된 방법을 검증하였다. 제안된 방법을 수치적으로 검증하기 위해 3차원 유한요소모델을 사용하였으며, 실험적으로 검증하기 위해 CFTA거더의 정적 실험자료를 사용하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권6호
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• pp.551-559
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• 1998

장경비가 큰 탄화규소를 탄소와 규소간의 고온연소반응으로 제조하기 위하여 공정변수에 따른 연소거동과 미세조직의 변화를 조사하였다. 연소합성된 생성물은 주로 $\beta$-SiC이며 연소반응이 충분히 진행되지 못하였을 경우에는 미량의 잔류 반응물과 $\alpha$-SiC가 관찰되었다. 생성된 탄화규소의 평균입도는 약 5$\mu\textrm{m}$로 작았으며, $1300^{\circ}C$ 이상의 예열 조건에서 장경비가 30이상인 탄화규소를 합성할 수 있었다. 압분 강도가 69MPa인 분말의 성형체에서 평균 연소 온도와 평균 전파 속도는 각각 약 $1425^{\circ}C$와 2.1mm/sec 범위이며, 연소 온도는 흑연 분말을 사용하였을 경우가 탄소 섬유를 사용한 경우보다 약 $10^{\circ}C$ 높았다. 연소 반응을 임의로 중단시킨 시편의 계면을 EDX와 Auger 전자 현미경으로 분석한 결과 상호 확산층이 관찰되지 않았다. 이는 탄화규조의 연소합성이 용해-석출 모델에 의하여 진행됨을 시사한다. 예열 온도에 따른 연소 반응 중의 온도 분포를 유한 요소법으로 해석함으로써 $2500^{\circ}C$의 초기 연소 개시 온도에 대하여 예열 온도 $300^{\circ}C$에서는 연소파가 거의 전파할 수 없으며 예열 온도가 $1300^{\circ}C$에서는 시료 내부에 자체 전파가 가능한 $2000^{\circ}C$이상의 온도 구역이 존재함을 알았다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.318-321
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• 2009

Transformation plasticity is that when a phase transformation of ferrous or non-ferrous alloys progresses even under an extremely small applied stress compared with a yield stress of the material, a permanent deformation occurs. One of widely accepted description for the transformation was proposed by Greenwood and Johnson [1]. Their description is based on an assumption that a weaker phase of an ideal plastic material could deform plastically to accommodate the externally applied stress and the internal stress caused by the volumetric change accompanying the phase transformation. In this study, an implicit finite element model was developed to simulate the deformation behavior of a low carbon steel during phase transformation. The finite element model was coupled with a phase field model, which could simulate the kinetics for ferrite to austenite transformation of the steel. The thermo-elasto-plastic constitutive equation for each phase was adopted to confirm the weaker phase yielding, which was proposed by Greenwood and Johnson [1]. From the simulation, the origin of the transformation plasticity was quantitatively discussed comparing with the other descriptions of it.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.17-23
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• 2009

콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 수분의 평형조건은 재료의 자기이력거동으로 표현되는 물의 증발에 대한 수착등온선 관계로 설명된다. 본 논문은 화재시 콘크리트 부재 내부의 수분변화를 예측하고자 하는 것으로 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 또한 고온에서 콘크리트의 수분확산 특성치에 대해서도 모델식을 제시하였다. 이러한 해석기법의 정확성을 검증하기 위하여 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 수분증발로 인하여 수분이 감소되는 효과를 포함한 전반적인 부재 내부의 수분이동현상이 실제 실험데이터와 거의 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.