• 한국기계가공학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.73-80
• /
• 2014

A camera module that gathers visual information via aerial observation reconnaissance is equipped inside a gimbal structure. This gimbal structure system must reduce dynamic responses in order to obtain clear images under all circumstances. Among many design specifications for this system, there is MIL-STD-810G as a shock standard. This specification indicates a limitation of the acceleration of the camera module under a base shock excitation on the gimbal structure. The satisfaction of this condition can usually be proved by experiment, because it includes bearings and dynamic isolators made of rubber. Numerical analysis must be proposed for design improvement of the gimbal structure. To achieve this goal, transient response analysis for the base shock excitation was performed using the finite element method. Experimental results were compared with numerical solutions and it is shown that the present method is useful.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
• /
• pp.491-496
• /
• 2008

A HEV-relay plays a significant role as a mechanical switch which determines the operation of a gasoline engine or an electric motor in a hybrid electric vehicle (HEV). The HEV-relay has critical two problems in the operating process. First, the unstable current can occur in the operating process of the HEV-relay due to the severe bounce between moving and fixed electrode. Second, noises occur due to impact between electrodes in HEV-relay. In this research, spring properties such as stiffness and initial compression force, and electrode shape are designed to reduce the bounce time and noises caused by impact between moving and fixed electrode. The operating process of HEV-relay is simulated using LS-DYNA3D as explicit finite element code. The optimum spring properties are determined using the response surface method (RSM) as the design methodology, and the electrode shape is newly designed through the modifying the stiffness of moving and fixed electrode.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.32-38
• /
• 2020

본 연구에서는 1차원 충돌해석 방법을 이용하여 기존 철도차량 화물차량의 충돌 가속도 분석을 통해 기존 차량의 문제점을 확인하고, 충돌 안전성 향상 대안을 제시하고자 한다. 화물 철도차량의 국내 충돌사고 사례 및 유럽 및 북미 규격 분석을 통해 입환충격 상황과 충돌사고 상황 시나리오를 선정하였다. 차량의 질량과 연결기의 하중-변위 특성을 고려하여 화차용 1차원 충돌해석 모델을 개발하였으며, 상용 유한요소 해석솔버인 LS-DYNA를 이용한 1차원 충돌 해석을 수행하였다. 해석 결과 충돌속도 10km/h 이내의 입환충격 상황에서 화차의 가속도 레벨은 EN 12663 규격에서 제시하는 2g 이하로 안정된 수준으로 예측되었지만, 충돌속도 15~30 km/h 사이의 충돌사고 상황에서는 연결기의 완충용량 부족으로 차체의 변형 및 가속도 레벨의 증가가 예측되어 차체 구조 및 적재 화물의 안전에 취약한 구조임을 확인하였다. 충돌안전성 향상 방안으로 화차에 재료의 소성변형을 이용한 비가역적 충돌에너지 흡수장치를 적용하여 동일 시나리오로 충돌해석을 수행하였고, 기존 차량 대비 최대 12% 수준으로 가속도 레벨이 감소된 것을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.1-11
• /
• 2017

격실 내부에서의 폭발로 인한 인원의 피해를 분석하였다. 특히 격실 내에서 폭압 전파에 영향을 미치는 돌출된 장애물의 유무에 따른 인원 피해를 비교하였다. 격실 내에 장애물이 없는 경우에 경험적 고속처리모델을 이용하여 폭압을 예측할 수 있다. 하지만 격실 내부에서는 폭압 프로파일이 개활지에서와 달리 복잡하며 의자와 같은 구조물이 존재하는 경우에는 경험적 고속처리모델 적용이 불가하다. 따라서 장애물이 있는 격실 내부 폭압은 유한요소해석을 이용해 획득하였다. 또한 개활지의 폭압 프로파일을 기준으로 개발된 Friedlander 압력-충격량 곡선을 격실 내부에서의 복잡한 폭압 전파로 인해 피해평가에 적용할 수 없어, Axelsson 단자유도 모델을 적용하여 인원 피해를 분석하였다. 장애물이 있는 경우 인원의 흉벽 속도는 26에서 76 퍼센트(%) 만큼 감소되었으며 격실내 인원피해 또한 감소되었다.

• Composites Research
• /
• 제32권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2019

본 연구에서는 전기 자동차의 주요 부품 중 하나인, Battery Module의 품질 Issue 및 부품특성 개선을 위해 복합재료를 사용하여 구조보강 하였으며, 단일소재의 단점을 극복할 수 있는 Hybrid 개념의 기구 구조 최적화를 수행하고 성능을 비교하였다. 이를 위해 고전 적층 판 이론(Classical Laminated Plate Theory, CLPT)에 따른 복합재료 주요 설계 변수 도출 및 복합재료 물성 예측 알고리즘에 대해 연구하였으며, 설계된 복합재료의 기계적 물성을 바탕으로 유한요소해석(FEM)을 통해 Battery Module의 성능을 검증하였다. 이를 통해 자동차 Battery 부품의 안정성 및 경량화 등의 부품 특성 개선 여부를 확인할 수 있었다. 최종적으로 검증결과에 따르면 Selective Composite Patch로 보강된 Hybrid Battery Module은 기존 Al Battery Module에 비해 30%의 중량 감소 및 제품 두께 32.5%를 줄일 수 있고, 충격 성능 유지 등 Hybrid 구조의 장점을 입증하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.77-86
• /
• 2008

본 연구에서는 유연솔더인 63Sn37Pb와 무연 솔더인 95.5Sn4.0Ag0.5Cu와 97Sn2.5Ag0.5Cu BGA(Ball Grid Array) 패키지를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)에 위치에 따라 장착하고 보드레벨의 낙하시험(Board Level Drop Test)을 실시하여 충격에 대한 유 무연 솔더의 특성을 분석하였고 4점굽힘시험(board Level 4-point Bending Test)을 실시하여 굽힘에 대한 솔더볼의 기계적 저항특성을 분석하였다. 또한 유한요소법(Finite Element Modeling, FEM)을 이용해 낙하시험과 4점굽힘시험에서 솔더 조인트에 미치는 응력과 변형률을 해석하였으며, 시험 설계 시에 솔더 조인트의 응력변화에 영향을 미칠 수 있는 변수를 고려하여 해석하고 결과를 비교 분석하였다. 낙하시험과 4점굽힘시험에서 모두 무연솔더는 유연솔더보다 2배 이상 높은 신뢰성을 보였으며, PCB의 중앙에 위치한 패키지는 외각에 위치한 패키지 보다 매우 낮은 신뢰성을 보였다. 유한요소법을 통해 해석한 결과 최외각 솔더에서 가장 큰 응력이 발생하였고, 솔더의 조성과, 시험설계변수에 의해 응력의 발생 정도가 다름을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.190-198
• /
• 2011

프리캐스트 콘크리트제품은 빠른 시공, 노동력 절감, 높은 품질확보의 장점을 가지고 있어 옹벽구조물 분야에도 많이 적용하고 있다. 본 논문에서는 철도에 적용되는 프리캐스트 프리스트레스트로 제작된 옹벽의 동적안정성을 평가하기 위하여 이동열차 하중 재하상태에서의 수치해석을 수행하였다. 해석에는 2차원 유한요소 해석이 적용되었다. 궤도에 작용하는 이동열차하중은 이동하중에 대한 충격력을 대표하는 조도성분의 위상각 자료와 열차자중을 대표하는 준정적 하중을 조합하여 사용하였다. 해석에는 노반과 옹벽구조물의 시간영역 변위, 응력, 가속도 결과값을 이용하여 옹벽의 동적안정성을 평가하였으며, 평가결과 충분한 적용성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권11호
• /
• pp.843-850
• /
• 2020

본 연구의 목적은 국내 위험물 운송용 탱크화차의 충돌안전설계 가이드라인 제안을 위해 해외 충돌안전 기준에 따른 국내 위험물 운송화차에 대하여 비선형 충돌해석을 하여 위험성을 평가하고, 구조적 취약부를 분석하는데 있다. 유럽의 EN 12663-2에서 규정하는 화차의 완충시험 및 북미 49CFR179에서 규정하는 탱크 펑크시험기준을 분석하였으며, 상용 유한요소 해석 솔버인 LS-DYNA를 이용하여 각각 기준에 따른 비선형 유한요소모델을 모델링하였다. EN 규격의 완충시험 해석결과 충돌속도 6 km/h 이하에서는 소성변형이 발생하지 않을 것으로 예측하였지만, 8 km/h 이상의 충돌속도에서 중앙연결기를 통한 하중 전달으로 차체의 센터실 후방 및 탱크 중앙 지지부에서 소성변형을 확인하였다. 북미 법규의 탱크 펑크시험 해석결과 국내 탱크화차는 두부 충돌모드에서 충돌차량의 운동에너지를 4 % 이상 흡수시 두부의 코너부에서 탱크 외벽의 파괴가 발생하였으며, 측면 충돌모드에서 운동에너지 30 % 이상 흡수시에 충격체가 접촉하는 탱크 외벽의 파괴가 발생하여 내부 적재물의 누출을 예상하였다. 국내 유류 운송용 탱크화차의 해외 충돌안전 기준의 만족을 위해서는 차체 구조보강 설계 및 탱크 방호설계 수준을 향상시킬 필요가 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.753-756
• /
• 2002

In this study, it is attempted to obtain the optimum size of holes in 15 square plate models where a hole exists on every quadrant of a plate, and to get eigenvalues by performing free vibration analysis far each model. Moreover, the specimen is produced from optimized square plate and eigenvalue of each plate is measured through the shocking load. And then the result is compared with that of finite element analysis. For free vibration analysis of the square plate, the boundary condition of finite element analysis and experiment is assumed as both ends support. From the results of this study, it is known that more stable structures can be designed by changing the natural frequency which is dependent on the location of holes and further studies are considered to be necessary for the basic design information.

• 한국안전학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.9-17
• /
• 2001

The purpose of this research is to analyze the impact resposes(impulsive stress and strain etc.) of anisotropic materials subjected to the low-velocity impact. For this purpose, a beam finite element program based on modified higher-order beam theory for anisotropic materials are developed and used to simulate the dynamic behaviors [contact force, displacement of ball and target, strain(stress) response histories] according to the changes of material property, stacking sequence, velocity and dimension etc.. Test materials for simulation are composed of $[0^{\circ}/45^{\circ}/0^{\circ}/-45^{\circ}/0^{\circ}]_{2s} and [90^{\circ}/45^{\circ}/90^{\circ}/-45^{\circ}/90^{\circ}]_{2s}$ stacking sequences. Finally, the results of this simulation are compared with those of wave propagation theory and then the impact responses and wave propagation phenomena are investigated.