• 한국정밀공학회지
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• 제21권4호
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• pp.39-47
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• 2004

In mold machining, there are many concave machining regions where chatter and tool deflection occur since MRR(material removal rate) increases as curvature increases even though cutting speed and depth of cut are constant. Boolean operation between stock and tool model is widely used to compute MRR in NC milling simulation. In finish cutting, the side step is reduced to about 0.3mm and tool path length is sometimes over loom, so Boolean operation takes long computation time and includes much error if the resolution of stock and tool model is larger than the side step. In this paper, curvature of CL (cutter location) surface and side step of tool path is used to compute the feedrate for constant MRR machining. The data structure of CL surface is Z-map generated from NC tool path. The algorithm to get local curvature from discrete data was developed and applied to compute local curvature of CL surface. The side step of tool path was computed by point density map which includes cutter location point density at each grid element. The feedrate computed from curvature and side step is inserted to new tool path to regulate MRR. The resultants were applied to feedrate optimization system which generates new tool path with feedrate from NC codes for finish cutting. The system was applied to the machining of speaker and cellular phone mold. The finishing time was reduced to 12.6%, tool wear was reduced from 2mm to 1.1mm and chatter marks and over cut on corner were reduced, compared to the machining by constant feedrate. The machining time was shorter to 17% and surface quality and tool was also better than the conventional federate regulation using curvature of the tool path.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.163-176
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• 2017

개별요소법(Discrete Element Method, DEM)은 토목공학 등 입자형태의 재료를 다루는 분야에서 다양하게 이용된다. 본 연구에서는 DEM 기법에 근거한 입자 역학 전용 해석 상용 소프트웨어를 사용하여 면판형 토압식 쉴드TBM 굴착성능을 평가하기 위한 수치 해석을 수행하였다. TBM에 대한 해석은 커터헤드의 회전속도가 다른 두 가지 조건에 대해 수행되었다. 해석 모델의 직경은 6.64m이며 6개의 스포크를 갖는 것으로 작성되었다. 또한, 37개의 프리커터와 98개의 스크래퍼가 각 스포크에 모델링 되었다. 해석결과를 통해, 커터헤드면과 쉴드, 절삭 도구에 작용하는 압축력과 커터헤드면에서 발생하는 저항 토크의 크기를 검토하였으며 스크루 오거를 통해 배출되는 토사량에 대해서는 각각 단위 시간당 배토량과 누적 배토량을 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.1-7
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• 2003

모우드 중첩법은 구조 동역학 문제의 선형 거동해를 위해서 가장 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 모우드 중첩법의 큰 장점은 보통 저차 모우드의 작은 수 만으로 구조물의 거동해석이 충분하다는 것이다. 그러나 많은 수의 자유도를 갖는 거대 구조물에서는 수렴속도가 느리고, 정확한 모우드 중첩법이 되기 위해서는 많은 수의 모우드 수가 필요하게 된다. 모우드 중첩법의 부정확성은 사용되는 모우드 수의 절삭에 의해서 발생된다. 이러한 단점들은 모우드 가속도법에 의해서 극복될 수 있다. 조화하중을 받는 단순보에 대하여 예제해석을 수행하였으며, 두 방법에 의해서 절점 변위들의 수렴성을 비교하였다. 비교적 낮은 주파수를 갖는 하중에 대하여 모우드 가속도법은 저차 모우드 1개만으로도 좋은 결과를 얻을 수 있었으며, 이 방법은 수치해석에 있어서 더 경제적이며 또한 정확한 해가 된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.665-671
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• 2010

To improve the gear noise quality, gear tooth grinding machine are widely used in automotive industry. While using the gear profile grinding machine to improve the gear tooth quality of the transmission, several defects such as chattering, tooth waves that cause the gear noise occasionally happened. But it is very difficult to solve that problem, because there is no one who knows the setting up the optimal grinding condition appropriately. The abnormal manufacturing conditions which make the gear noise make the engineer to spend a lot of time, effort, and money. Due to demands for solving the serious abnormal gear noise happened in the automatic transmission in the mass product stage, the vibration checking process in the worm wheel axis, work rotation and fixed axis of the grinding machine were adapted to find the root causes. As a result, gear profile wave are affected by the work rotation axis's unbalance which is caused by worm wheel feeding speed. And a primary and the secondary grinding feeding speed, cutting oil, work fixed forces are also proved as the important factors. After setting up the grinding condition reported in this paper, it was adapted successfully to the grinding machine to manufacture the new automatic transmissions' gear. The gear noise was dramatically disappeared and the process and the results will offer good guides to the engineers who manufacture the gear with the grinding machine.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권2호
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• pp.109-117
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• 2023

In this study, the effect of the shape of the specimen and the feedrate of the dental ultrasonic surgical instrument on the cutting force and surface roughness of the specimen is analyzed. Experimental specimens were made of SAWBONES artificial bone materials in square and spherical specimens. In addition, the cutting feedrate of the surgical instrument was controlled through the developed moving system. The cutting force generated when cutting the specimen was measured through a force sensor. After the experiment, the cutting surface of the specimen was observed through a three-dimensional optical microscope and the surface roughness was measured. Through one-way ANOVA, the effect of each specimen shape and feed rate on surface roughness was analyzed. As a result of the experiment, the cutting force increased proportionally in the initial feed rate increase stage, but the increase in cutting force decreased as the feed rate continued to increase. Also, the cutting force showed a difference according to the shape of the specimen. The spherical specimen with a relatively small cutting surface area had less cutting force than the square specimen. However, as a result of one-way ANOVA, it was found that the specimen shape and feed rate did not affect the surface roughness. In future studies, it is expected to be used for comparative analysis of ultrasonic surgical instruments and correlation analysis between cutting factors.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.26-26
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• 2011

Fe계 TiC 합금은 미량의 합금원소를 첨가시켜 경화능, 내식성, 내마모성 성질을 개선한 특수 공구용 재료로서 현재 절삭, 내마모성, 광산, 금형재료 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 금속과 세라믹의 복합재료인 초경합금은 비열처리용 공구강으로 WC, TiC 등의 4, 5, 6족 금속탄화물에 Co, Ni, Fe등의 철족이 결합금속으로 소결한 복합재료로 WC-Co계 초경합금이 주종을 이루고 있으나, 전략 소재로서 고가인 Co 원료를 대체하기 위한 재료로서 초경재료의 고경도와 공구강의 경제성 및 가공성의 장점을 이용한 Fe-TiC계 초경합금의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe기지에 서브마이크론 크기의 미세한 TiC 입자가 균일하게 분산된 Fe-TiC 복합분말을 경제적으로 제조하기 위해 순수한 Fe, Ti 원료분말에 비해 단가가 낮고 미세 분쇄가 용이한 FeO, $TiH_2$ 분말을 고에너지 밀링 후 반응 열처리 시키는 유사 기계화학적 공정을 시도하였다. 조성비 Fe-30wt%TiC 복합분말을 제조하기위해 마이크론(micron) 크기의 FeO, $TiH_2$, C 분말을 사용하였고, 1단계로 FeO와 C을 고에너지 밀링으로 혼합 후 반응시켜 환원시키는 공정과 2단계로 이렇게 환원된 분말과 TiH2를 고에너지 밀링으로 다시 혼합, 분쇄한 후 반응열처리 하는 두 단계 공정을 사용하였다. FeO의 환원 단계에서는 $700{\sim}1,000^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간 유지하였고, 고에너지 밀링 시 밀링시간, 회전속도를 변수로 두고 실험하였다. 환원된 분말은 수평관상로를 이용해 아르곤분위기에서 $1,000{\sim}1300^{\circ}C$까지 1시간 유지하여 반응열처리시켜 Fe-TiC 복합분말을 제조하였다. 준비된 복합분말을 XRD와 FE-SEM, EDS, 입도분석기 (LPSA) 등을 이용해 분말의 형태와 특성, 상, 조성, 입도, 분산도 등을 조사하였다. 제조된 Fe-TiC 나노복합분말을 방전플라즈마소결(SPS) 과 상압소결 실험을 진행하였다. Fe-TiC 복합분말 제조공정의 첫 번째 단계인 FeO의 환원반응은 $800^{\circ}C$이상의 온도에서 Fe로 환원이 진행됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 반응열처리공정에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 TiC가 형성됨을 XRD 상분석을 통해 확인할 수 있었고, $1,100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 반응열처리를 했을 때 XRD 분석결과와 산소 조성 분석 결과로부터 반응의 완결성과 순도에서 최적 온도 조건임을 확인하였다. 온도를 $1,300^{\circ}C$로 증가시킬 경우 반응의 완결성에 큰 변화가 없는 반면 분말입자간의 목형성이 일어나 가소결 되는 것을 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 또한 최적조건으로 제조된 Fe-TiC 복합분말의 입도분석과 FE-SEM/EDS 관찰/분석을 시행한 결과 평균 입도 0.6 ${\mu}m$의 미세한 Fe-TiC 복합분말 내에 Fe분말 주변과 내부에 나노크기의 TiC입자가 균일하게 분산되어 존재하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1121-1140
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• 1992

본 연구에서는 부착형 칩절단구의 경사면 대신에 원고면으로 형성한 형태 칩 절단구를 고찰하고, 재래형과 비교하여 더 효과적인 칩절단구를 개발 실용화하고자 한 다. 가공법으로서는 연속칩의 처리가 가장 곤란한 선삭을, 공작물로서는 연속칩이 가장 잘 생성되는 SM 20 C의 연강을, 공구재료로서는 P계열의 초경합금을 써서 저속에 서 고속절삭속도까지 시험하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.23-39
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• 2002

본 논문은 아스팔트 포장의 소성변형 저항성 추정을 보다 쉽게 하기 위하여 새로운 시험법 및 장비를 개발하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 다양한 종류의 아스팔트 혼합물을 사용하여 소성변형 저항성과의 상관성이 높게 나타나는 변형강도를 개발하기 위하여 하중봉의 직경(D) 3, 4cm, 각 봉의 하단을 다양하게 원형절삭(r)한 김 테스터를 개발하였다. 이를 이용하여 마샬시험과 같이 공시체를 $60^{\circ}C$에 수침처리하고 같은 속도의 정하중을 공시체에 다짐방향으로 가하여 최대하중 ($P_{max}$)과 이때의 수직 변위 (y)를 구하였다. 변형강도는 개발된 식 $K_D = 4P_{max}/{\pi}(D-2(r-\sqrt{2ry-y^2}))^2$으로 구하였으며 소성변형 특성치와 평균 $R^2$이 0.77이상의 높은 상관성을 보였다. 따라서 이 시험방법은 마샬안정도보다 훨씬 소성변형과의 상관관계가 큰 측정치를 얻을 수 있는 방법임을 알 수 있었으며, 특히 기존의 마샬시험기를 그대로 사용하고 공시체도 기존의 방법대로 제조 및 처리하도록 하여 적용이 빠를 것으로 판단된다. 향후 다양한 골재입도, 최대치수, r 등에서도 타당성과 상관성 검증을 통해 시험법을 표준화한다면 실용화 가능성이 매우 클 것이다.

• 구강회복응용과학지
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• 제38권3호
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• pp.127-137
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• 2022

지르코니아는 다양한 공정과정을 거쳐서 제작되며, 각각의 요소는 최종 보철물의 물성에 영향을 줄 수 있다. 특히 밀링과정과 소결과정이 모두 지르코니아 보철물의 최종 완성도(integrity)에 영향을 미칠 수 있다. 밀링머신은 대부분 초정밀 5축 가공방식을 채택하고 있으며 어떤 방식을 사용하고 밀링기구를 어떻게 관리하는가에 따라서도 결과가 달라진다. 밀링블록은 절삭의 효율성과 심미재현성에 따라 선택하는데 물성의 변화를 야기할 수 있음은 주의해야 한다. 소결방식은 입자성장과 광학적 특성에 영향을 미칠 수 있는데 속도를 조절하는 최근의 방식에 대해서는 추가적인 연구가 동반되어야 정확한 평가가 이루어질 수 있다. 소결온도 뿐 아니라 온도 유지시간도 최종결과물에 영향을 줄 수 있다.