• 한국기계가공학회지
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• 제13권5호
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• pp.50-56
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• 2014

A technique based on the finite element method (FEM) is used in the simulation of metal cutting process. This offers the advantages of the prediction of the cutting force, the stresses, the temperature, the tool wear, and optimization of the cutting condition, the tool shape and the residual stress of the surface. However, the accuracy and reliability of prediction depend on the flow stress of the workpiece. There are various models which describe the relationship between the flow stress and the strain. The Johnson-Cook model is a well-known material model capable of doing this. Low-alloy steel is developed for a dry storage container for used nuclear fuel. Related to this, a process analysis of the plastic machining capability is necessary. For a plastic processing analysis of machining or forging, there are five parameters that must be input into the Johnson-Cook model in this paper. These are (1) the determination of the strain-hardening modulus and the strain hardening exponent through a room-temperature tensile test, (2) the determination of the thermal softening exponent through a high-temperature tensile test, (3) the determination of the cutting forces through an orthogonal cutting test at various cutting speeds, (4) the determination of the strain-rate hardening modulus comparing the orthogonal cutting test results with FEM results. (5) Finally, to validate the Johnson-Cook material parameters, a comparison of the room-temperature tensile test result with a quasi-static simulation using LS-Dyna is necessary.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.131-131
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• 2018

최근 절삭공구산업은 자동차, 항공기, IT, 선박, 에너지 등 첨단산업의 증가로 인해 CGI, CFRP, 내열합금 등 난삭재의 수요가 증가하고 있다. 난삭재는 고내열, 고경도, 초경량 같은 특성을 지니며 우수한 기계적 물성을 갖지만 가공의 어려움이 있어 산업에 적용하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 가공기술 중 하드 코팅은 공구코팅비용 대비 공구의 표면경도와 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 대표적인 하드코팅으로는 AlN계, TiN계 코팅이 있다. 이러한 코팅의 경우 높은 기계적 물성과 우수한 내마모성으로 인해 절삭공구의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있으며 절삭공구산업에서 각광받고 있다. 기존 선행연구 결과에 따르면 질화물 코팅의 우수한 물성은 질화물(Nitride) 생성 및 질화 공정에 의한 코팅층의 고밀도화에 의해 나타난다고 알려져 있다. 그 중에서 AlCrN coating은 우수한 내마모성 및 향상된 고온경도를 갖고 있다. AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가하여 기존 AlCrN coating의 기계적 특성을 더욱 향상 시킨 coating은 일반적인 고성능 코팅 대비 공구수명이 길다고 알려져 있으며, 전반적으로 우수한 특성에 의해 전 세계적으로 습식 및 건식 기계 가공 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가한 coating의 우수한 기계적 특성의 원인을 규명하기 위해 텅스텐카바이드(WC) 기판 위에 아크 이온 플레이팅 장비를 이용하여 AlCrN based coating을 증착 시킨 sample을 분석하였다. 결정구조 및 상 분석을 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시하였으며, 미세 구조를 분석하기 위해 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM), 투과 전자현미경(TEM) 분석을 실시하였다. 또한 코팅층의 화학적 성분 분석을 위해 EDX분석을 실시하였으며 기계적 특성 평가를 위해 나노압입시험(Nano-indentation test)을 진행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.651-669
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• 2018

본 연구에서는 유전자 프로그래밍과 개체군집최적화기법을 이용하여 픽 커터의 비에너지를 예측하기 위한 모델을 제안하였다. 기계굴착장비의 굴진성능을 평가하는 것은 터널의 설계 초기 단계에서 매우 중요하며, 비에너지를 이용한 기계 굴착장비의 굴진성능평가방법은 모든 기계굴착공법에 적용될 수 있는 표준화된 방법이다. 본 연구에서는 코니컬형상의 픽 커터가 암석을 절삭할 때 요구되는 비에너지와 암석의 강도특성, 절삭조건 간의 상관관계를 분석하고자 하였으며, 선행연구를 통해 총46개의 선형절삭시험 결과를 수집하여 분석에 활용하였다. 본 연구에서 제안한 예측모델을 이용하여 산정된 픽 커터의 비에너지는 다중선형회귀분석에 비해 작은 평균제곱오차를 나타내었으며, 결정계수 또한 본 연구에서 제안한 모델이 다중선형회귀분석에 비해 우수한 예측결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권3호
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• pp.225-231
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• 2019

목적: 본 연구의 목적은 적층 가공법, 절삭 가공법 및 직접법에 의해 제작된 임시 수복용 레진의 파절강도와 굴곡강도를 비교하는 것이다. 재료 및 방법: 각각 다른 방법들로 제작된 5가지 방법의 임시 수복용 레진을 조사하였다: Stereolithography apparatus (SLA) 3D 프린터를 이용한 적층 가공법(S3Z군), 두 가지 digital light processing (DLP) 3D 프린터를 이용한 적층 가공법(D3Z군, D3P군), 절삭 가공법(MIL군), 전통적인 방식의 직접법(CON군). 파절강도 시험은 각 방법을 이용하여 소구치 형태의 시편을 준비하였고, 굴곡강도 시험은 각 방법을 이용하여 직사각형의 바 형태의 시편 ($25{\times}2{\times}2mm$)을 준비하여 universal testing machine (UTM)을 사용하여 평가하였다. 결과: 적층 가공을 이용해 제작된 S3Z군, D3Z군, D3P군의 파절강도는 MIL군 및 CON군의 파절강도와 유의한 차이가 없었다 (P > .05/10 = .005). 한편, S3Z군, D3P군, MIL군의 굴곡강도는 CON군의 굴곡강도보다 높았으나 (P < .05), D3Z군의 굴곡강도는 CON군보다 낮았다 (P < .05). 결론: 본 연구의 한계 내에서 적층 가공법으로 제작된 임시 수복용 레진은 절삭 가공법과 기존에 사용되었던 직접법에 의해 제작된 임시수복용 레진과 임상적으로 유사한 파절강도, 굴곡강도를 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.48-48
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• 2000

진공부품에 사용되고 있는 재료는 여러 가지 있으나 회주철품은 진동 감쇄 및 흡진성이 우수하여 소음 발생이 적고, 조직 중에 흑연이 존재하므로 주강에 비하여 자기윤활작용이 있으며, 말차계수가 적어 마찰면의 면입이 높은 경우에도 소손 등의 이상 마멸현상이 적어 진공펌프, 내연기관, 공작 기계등과 같이 강인성과 내마멸성을 요구하는 부품에 많이 이용되어 왔다, 이 회주철도 대별하면 여러 종류가 있고, 진공 펌프용 재질은 주로 회주철 중에 ASTM A형으로 도면에 명기되어 있다. 따라서 본 제품을 개발하는 과정중에 연속 주조법으로 제조된 ASTM형이 기존의 재료에 비하여 내기밀성, 내마면성, 내피로성 및 기계적 성질등이 우수함을 확인하여본 재질로 개발하였고, 시험한 연구 결과를 발표하고자 한다. 실험은 ASTM A형으로 주조하기 위하여 용해된 용탕을 사형 주형에서 GC200으로 주조하고, ASTM D형은 D사의 연속 주조기에서 직경 30mm로 주조하였다. 이와 같이 주조된 사료를 일정한 크기로 시험편을 만들어 인장 강도, 경도, 피로한도, 피로성, 절삭성, 내유압성, 소입성과 내마멸성을 시험하였다.

• 기계저널
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• 제33권2호
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• pp.145-151
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• 1993

전자산업이 고도화되어감에 따라 전자기술은 소재 . 기계분야와 복합된 기술의 발전이 가속화 되어 가고 있다. 특히 이 글에서는 응력해석 CAE 기술이 전자부품산업에 적용되는 사례를 소 개하고자 한다. 그 중 하나는 하드디스크의 정밀부품 중의 하나인 스핀들 모터용 Hub의 절삭 가공시 고려하여야 하는 탄성 변형량을 해석하고 이를 적용하는 사례이고 또 하나는 Audio Deck의 Capatan Shaft를 지지하는 플리스틱 Base가 신뢰성 시험도중 또는 고온 부하시 발생하는 크리프현상을 해석하여 적용하는 사례이다. 이 글에서 소개하는 두 가지 사례는 전자부품산업에 응력해석 CAE를 적용할 수 있는 예들 중 빙산의 일각에 불과할 뿐이고, 이와 유사한 전자부품에 응력해석 CAE를 적용할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.403-413
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• 2015

본 논문은 복합지반에서 쉴드 TBM 커터헤드의 회전속도 제어에 관한 실험적 연구이다. 복합지반에서는 암반을 굴착하는 디스크커터와 더불어 커터비트의 절삭 성능이 매우 중요하다. 이 연구에서는 특히 풍화토와 풍화암으로 이루어진 복합지반의 커터비트의 성능평가에 초점을 두었다. 이 연구를 위하여 실험실용으로 개발된 쉴드 TBM 커터비트 평가 장비를 이용하여 실내시험을 실시하였다. 복합지반은 공학적 상사성을 고려하여 조성하였다. 조성된 복합지반에서 쉴드 TBM 커터헤드 회전속도를 2, 3, 4 rpm으로 적용하여 각 커터비트에 작용하는 절삭력을 측정하고 회전에 따른 절삭력의 변화를 분석하였다. 실험결과로 부터 커터비트에 작용하는 절삭력은 지반경계부에서 급상승하는 경향을 보여주었다. 또한 이러한 상승되는 절삭력의 크기는 쉴드 TBM 커터헤드의 회전속도가 클수록 크게 나타났다. 이러한 결과로부터 복합지반에서 쉴드 TBM 커터헤드의 회전속도를 빠르게 할 경우 커터비트에 가해지는 위험요소가 더 크다는 것을 보여주고 있다. 따라서 복합지반조건에 현장 TBM 굴착 시 회전속도의 제어가 필요한 것으로 나타났으며 감속시키는 것이 비트에 가해지는 리스크를 저감시킬 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.1172-1182
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• 1993

본 연구에서는 버형성중의 파단을 파단전의 소성변형의 과정이 파단에 영향을 미치는 연성파단(ductile fracture)으로 간주하여 McClintock의 연성파단에 관한 모델 을 이용하여 버형성중의 파단변형도를 얻었다. 이 파단변형도가 인장시험으로부터 얻 은 파단변형도와 커다란 오차가 없음을 확인하여 편의상 인장시험에서의 파단변형도를 버형성중의 파단발생 판정기준으로 사용하였다. 버형성이 시작된 이후에 공구인선부 에서의 피삭재의 변위의 발달에 관한 모델이 제시되었고 파단변형도와 최대변형량과의 비교로부터 파단위치와 각도가 결정된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.139-146
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• 2010

본 연구는 포스트텐션 콘크리트 포장(PTCP: Post-Tensioned Concrete Pavement)에 고속축중계(WIM: Weigh-in-Motion)를 설치한 포장 시스템의 거동을 분석하기 위하여 수행되었다. PTCP는 일차로 폭으로 기존의 아스팔트 포장을 절삭하여 제거한 후에 시공되었다. PTCP는 슬래브의 연장이 길기 때문에 긴장을 통해 프리스트레스를 적절히 작용시키기 위해서는 슬래브와 하부층과의 마찰이 적어야 하며 이러한 영향을 시험시공을 통해 우선적으로 분석하였으며, 환경하중에 따른 슬래브의 종방향 거동도 분석하였다. 시험시공을 통해 얻은 결과를 바탕으로 공용중인 도로에 WIM 센서를 설치한 PTCP를 시공하였으며 이러한 포장체가 환경하중을 받을 때의 컬링 거동을 측정하여 특성을 분석하였다. 연구결과 PTCP 슬래브 상부의 일부를 절삭하여 WIM 센서를 설치하더라도 PTCP의 거동은 이에 영향을 받지 않는 것을 알 수 있었으며, WIM 센서의 정밀 측정에 부합되는 PTCP 시스템을 시공할 수 있는 기반을 마련하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.531-555
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• 2011

본 연구에서는 암반대응형 TBM의 소요 사양 산출과 커터헤드 설계를 위한 통계모델을 도출하고자 하였다. 이를 위하여 다양한 암반 조건에서 수집된 871개의 TBM 굴진자료와 51개의 암석 선형절삭시험 결과에 대해 다변량 회귀분석을 실시하여, 다양한 암석 특성과 절삭 조건을 고려한 최적 모델을 도출하였다. 회귀분석을 통해 도출된 설계모델들을 2개의 쉴드터널 현장에 적용한 결과, 커터 관입깊이, 커터 작용력 및 커터 간격과 같은 TBM 핵심 설계항목의 예측결과들이 실제 현장의 굴진결과와 잘 부합되는 것으로 나타났다.