• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.29-35
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• 1999

접촉하는 두 물체 사이의 접합부에서는 국북적인 응력집중현상이 발생하여 기계 구조물의 마멸이나 파손의 직접적인 원인이 된다. 기존의 방법들은 복잡한 수식 처리와 반복 계산 때문에 접촉특성에 따라서 해석하기에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 마찰이 있는 접촉문제를 반복계산 없이 효과적으로 해석하기 위해서 선형상보성 접촉조건과 가상일의 원리로부터 접촉요소를 개발하여 이를 사용한 유한요소 해석발법을 제안하였다. 연구결과로 평면 및 곡면 접촉문제나 다물체 접촉문제를 기존의 해석방법에 비해 훨씬 편리하고 정확하게 접촉현상을 규명할 수 있었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1995년도 제22회 학술대회
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• pp.48-53
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• 1995

본 연구에서는 윤활유막의 접촉압력 거동문제를 다른 각도에서 유한요소기법으로 해석하고자 한다. 즉, 혼합기가 폭발하게 되면 피스톤과 실린더 사이의 윤활유막이 순간적으로 초고압을 받아서 윤활유막은 밀폐된 공간에서 마치 폴리머처럼 거동할 것이라고 가정할 수 있다. 이와 같은 현상은 극히 짧은 시간에 국부적으로 일어날 것으로 예상되며, 이러한 작동조건에서 피스톤 링의 접촉면 형상에 따른 피스톤 압축링-윤활유막 사이의 접촉압력 거동문제를 미시적일 측면에서 유한요소기법으로 피스톤의 동적문제를 해석하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1021-1030
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• 2017

본 논문은 유한요소 열해석 시 불일치하는 격자 접촉면의 열교환계수를 효과적으로 계산하는 방법에 대해 논의한다. 원래 유한요소해석은 두 경계면 사이의 격자가 일치해야 하는데, 복잡하고 다양한 재질의 형상들의 접촉면을 모두 일치하기 위해서는 많은 수고와 계산량이 소요된다. 본문은 이를 극복하기 위해 서로 다른 두 격자면의 접촉 열교환계수를 각 절점으로 효과적으로 분배하는 새로운 기법을 제안하였다. 제시된 기법의 지향점을 서술하고 이를 위해 격자면의 형상에 의존성이 낮은 절점 가중치 분배 기법을 서술하였다. 그리고 이를 3차원의 곡면 접촉면에도 적용하여 제시한 방법론의 범용성을 확인함으로서 열해석을 포함한 여타 유한요소 해석 기법에도 적용 가능함을 알 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.81-81
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• 2003

최근 유한요소법을 이용하여 절삭가공을 해석하는 연구가 많이 발표되고 있다. 이 때 가장 문제되는 점이 피삭재에서 칩으로 분리하는 조건이다. 일반적으로 칩 분리 조건이라 일컬어지는 이 조건을 어떻게 설정할 것인가에 대해 현재까지도 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재까지 제시된 칩 분리 판별 조건은 두 가지 유형 - 기하학적, 물리적으로 나눌 수 있다. 기하학적 칩 분리 조건은 공구 끝단과 바로 앞 요소의 거리를 기준으로 정해진 특정한 값에 도달하면 요소가 분리되는 혹은 없어지는 방법을 이용하는 것이며(Fig. 1 참조), 물리적 칩 분리 조건은 요소 내의 소성변형률 혹은 변형률 에너지 밀도함수 등의 값을 기준으로 분리시키는 방법이다. 본 연구에서는 상용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였으며 이 프로그램에서 제공하는 element birth/kill 기법을 이용하여 기하학적 판별조건에 도달하면 공구 끝단 앞의 요소가 사라지는 방법을 취하였다. Fig. 2는 절삭가공을 위한 유한요소 모델링을 나타낸다. 칩-공구 접촉 부위에 접촉요소를 사용하였으며, 피삭재의 왼쪽과 아래쪽 부위는 각각 변위구속을 하였다. 공구의 이동은 변위경계조건의 값을 변화시킴으로써 구현하였다. 절삭력을 비교함으로써 해석결과의 타당성을 검토하였으며, 피삭재 내의 응력, 변형률 분포 등을 살펴보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.583-588
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• 2015

완전접촉 문제를 이론적으로 해석하기 위해서 점근해법이 많이 사용된다. 점근해로서의 응력장은 특이항 만으로 구성되므로 접촉경계로부터 멀어질수록 정확도가 감소한다. 이에 반해 유한요소해석 방법은 요소크기의 제한으로 인해 완전접촉 문제에서의 응력특이성을 엄밀히 표현할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 이론적 해법을 보조하고 또 그와 비교하기 위해 응착접촉 상태에 있는 완전접촉 문제를 이론적으로 해석한 후, 모아레 실험 및 유한요소해석 방법으로 접촉부 부근의 응력장을 분석하였다. 실험은 알루미늄과 구리 합금을 접촉각 $120^{\circ}$, $135^{\circ}C$로 가공하여 수행하였으며 모아레 무늬로부터 얻은 변위장과 유한요소해석을 수행한 결과와 비교하였다. 이로부터 타당성이 확보된 수치적 방법을 이용하여 실험조건에서의 일반화 응력확대계수와 접촉부 응력장을 구하여 이론 해와 비교하였으며, 접촉경계로부터 멀어질 때 나타나는 이론과 수치 해의 차이를 분석하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.43-46
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• 2009

열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1237-1242
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• 2011

족저부의 압력 분포를 해석하기 위하여 인체에 근접한 족부 상세 해석용 모델을 개발하였다. 이 상세 해석용 모델은 족부의 단층촬영 영상(CT scan image)으로부터 밀도 차이에 따라서 골격부와 피부 및 피하조직을 각각 3D CAD 모델로 변환한 후에 결합하여 구성하였며, 근육과 뼈, 피부 모두를 반영한 3D 족부 유한요소해석 모델로 개발하였다. 개발된 3D 족부 유한요소모델에 대하여 NASTRAN의 접촉해석을 수행하여 족저압의 분포를 계산하였으며, 이러한 결과는 균일분포압력을 작용시키는 당뇨병 환자용 신발 설계의 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.550-553
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• 2010

본 논문에서는 seta와 spatula로 구성된 게코(gecko) 접착 시스템의 해석을 위한 새로운 adhesive beam contact model을 제시한다. adhesive contact 해석에 있어서 기존의 JKR model은 nano pillar와 같은 형태의 접촉방식의 해석에는 매우 유용하지만, seta와 같이 보(beam)의 형상을 가지는 구조물의 접촉방식의 해석에는 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 seta와 같은 보의 형상을 가지는 접촉 시스템의 해석을 위해 adhesive beam contact model을 제시하고, 유한요소 해석을 통하여 접촉면에서의 불균일한 응력분포 상태가 분리 메커니즘에 미치는 영향에 대한 해석 결과를 제시한다. 또한 spatula의 기하학적 형상과 보의 접촉각(contact angle)등이 seta adhesion system의 분리 메커니즘(detachment mechanism)에 미치는 영향에 대한 결과를 제시한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1092-1103
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• 1989

본 논문에서는 기존의 금속성형의 유한요소해석에서 사용한 바 있는 기하적경 계조건을 직접 유한요소방정식에 대입하는 방법들을 비교검토하고 3차원박판성형에 적용하기 위하여 개선된 방법을 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1281-1293
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• 2013

현수교 주케이블용 평행강선 스트랜드(PPWS) 소켓의 엄밀한 수치해석을 위한 유한요소해석 모델을 제안하였고, 제안된 해석 모델을 이용하여 소켓의 거동을 분석하였다. 개별 강선과 소켓 내부 주입 합금재의 영향을 고려한 직교 이방성 재료 모델을 적용하였고, Coulomb 마찰 및 표면접촉 모델을 도입하여 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 접촉 상태를 구현하였다. 인장 실험으로부터 측정된 소켓 외면의 변형율과 유한요소 해석 결과를 비교하여 제안된 유한요소 해석 모델의 타당성을 검증하였고, 마찰계수의 변화에 따른 소켓의 거동을 해석하였다. 해석 결과, 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 마찰은 소켓과 주입 합금재에 발생하는 응력 집중을 크게 완화 시켰으며, 소켓 설계법에서 정의된 수직응력식은 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 접촉응력 분포에서 상하부 사분위값의 평균을 대표하는 것으로 나타났다.