• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.6
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• pp.870-875
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• 1986

In this study, full-rounded tip curve of rack and its mating fillet curve of pinion in Involute-circular arc composite tooth profile are derived. Mechanical characteristics are calculated analytically, i.e., Specific sliding, Nominal bending stress at working root circle and the Contact factor of the arc of contact in circular arc part to the arc of double contact. These characteristics compared with standard involute tooth profile are improved in circular arc part of composite tooth profile. To obtain more efficient composite tooth profile, we studied these characteristics with regard to the changes of unwound angle and radius of circualr arc. And a design method of composite tooth profile is suggested. Composite tooth profile are compared with standard involute tooth profile.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.2
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• pp.29-33
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• 2011

Research about the geometry design of lead pin was carried based on the normal or shear stress of the interface between a lead pin and a PCB in terms of delamination failure. The taguchi method with four design factors of three levels and FEA(Finite element Analysis) are carried under $20^{\circ}$ bending and 50 ${\mu}m$ tension of lead pin. The contact width, d2, between head round and copper pad in PCB is the highest affection factor among design factors by analysis of contribution analysis. Equivalent von Mises stress of 18.7% reduction design is obtained by the parameter design of the taguchi method. Maximum normal stress occurred at contact position between solder outer surface and a Cu pad in PCB. Also, maximum shear stress happened at contact position between solder outer surface and SR layer of PCB. From these calculated results, delamination of the PGA package may be occurred from outer interface of solder to inner interface of solder.

• Tribology and Lubricants
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• v.9 no.2
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• pp.1-8
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• 1993

기어가 비교적 큰 하중과 고속의 운전상태에서 사용되는 경우 되풀이 응력에 의한 피로를 대상으로 하는 면압이나 굽힘강도 이외에 치면에서 발생되는 긁힘이나 융착(瀜着) 또는 용착(溶着)을 대상으로 한 스코어링(scoring) 강도를 고려하여야 한다. 스코어링은 주로 치의 이끝 부분에서 접촉방향으로 긁힘이 나타나는 손상으로 특징지워진다. 미국기어제조협회(AGMA)에서는 윤활막 파손에 의한 금속과 금속과의 접촉에 기인하여 발생되는 여러형태의 손상, 예를 들면 scuffing, seizing, galling 등을 광범위하게 스코어링으로 통칭하고 있다. 미국계통의 기술분야에서는 스코어링을 고온 스코어링(hot scoring)과 저온 스코어링(cold scoring)으로 구분하고 있다. 고온 스코어링은 고속 운전시 표면의 섬광온도(flash temperature)에 기인한 용착과 접촉방향으로 재료를 이탈시키는 형태를 나타내고, 저온 스코어링은 저속의 기어에서 윤활막 파단으로 표면에 줄질(filing)한 듯한 손상이 발생되는 것을 나타낸다. 유럽에서는 고온 스코어링 손상은 스커핑이라 하고 저온 스코어링손상만을 스코어링이라 부르고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.29-29
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• 1997

각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.55-59
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• 2012

This study performs the bending and contact stress analyses for a pair of mating gears during rotation. The interested gears are used for a railway reducer. In general, the railway reducer needs high speed rotation, which leads to a large gear ratio. Thus, it is not easy to apply finite element method to investigate the strength performance, since the size of a gear is much larger than that of a pinion. In this study, the bending and contact stresses determined from FEM are compared with the values determined from the ISO code.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.97-103
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• 2008

In general, the strength of gears is calculated using the formula of AGMA or JGMA. But these formula can not be applied directly to the strength calculation of the rack and pinion of steering gear assay, because of complex tooth and contact shapes. So Lewis bending stress and Hertzian contact stress formula are generally used for the design of rack and pinion of steering gear assay. But these formula do not also give the exact stress of rack and pinion. In this paper, comparing the finite element analysis results and the experimentally measured values, it is shown that the finite element modeling technique of the rack and pinion of steering assay is reasonable.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.11a
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• pp.111-116
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• 2001

본 논문에서는 유체기계에서 사용되고 있는 홀로제트밸브의 감속기에 대하여 APM S/W로 시뮬레이션(simulation) 하였다. 수압과 외부의 힘에 의해서 전달되는 베벨기어의 설계검증 및 재설계 관하여 시뮬레이션을 하였다. 도면의 재원을 변경시키지 않고 기어의 수명을 시뮬레이션한 결과 SM45C를 Martempering하여 사용할 시 기어의 수명이 짧아 적절치 못하였고 고주파열처리강, 질화열처리강을 사용할 경우 기어의 수명시간이 12,957-20,983시간 이였고 침탄강을 사용할 시 기어의 수명은 영구적이었고 소재의 경도가 우수할수록 더 많은 허용굽힘응력과 허용접촉응력을 받을 수 있다는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증된다. 그리고 기어의 검증결과로 기어를 다시 설계할 경우 고주파나 질화강으로 하여 기어의 잇수가 1-3개만 늘어나고, 피치원의 지름이 4-12mm늘어나면 영구적으로 사용할 수 있고 침탄강을 사용할 시 치폭이 3mm줄어들고, 기어 잇수가 1-3개 줄어들고 피치원의 지름이 4-13mm 줄어들어 감속기를 경량화 시킬 수 있다는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증되었다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.69-80
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• 2001

본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.9
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• pp.1027-1032
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• 2012

Two types of very small multiplying gears and arrays have been developed for new dental hand-pieces, and the increased speed ratios, modules, number of teeth, gear diameters, and gear types were calculated based on the dynamics of the machinery. The contacting and bending strengths were evaluated for gear teeth with two design concepts using AGMA equations and finite element analyses, and the contacting stresses on teeth with and without DLC (diamond-like-carbon) coating layers were calculated. Fatigue and tension tests were performed to obtain an S-N curve, the Young's modulus, and the strength of the gear material, and these were utilized in the analyses. Slightly larger stresses were found for 2-axis-type gears than for other types of gears, and the S-N curves showed that a gear lifetime of 109 cycles was satisfied. The contacting stresses in gears coated with DLC were reduced by 30%. A new prototype model of a hand-piece with small gears was successfully fabricated and tested.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.1-6
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• 2015

Transmission of a tracked vehicle designed for multiple functions such as steering, gear-shifting, and braking is a core component of heavy vehicle to which the power is transferred based on combined technology of various gears, bearing, and fluid machineries. Robustness and durability of transmission, however, have been issued due to a large number of driving units and sub-components inside its body. The bevel gears are major components for the transmission of power in a transmission. Increasing the tooth surface roughness and chamfering of the bevel gears, especially, we aim to improve the quality of transmission. In this study, design structural evaluation is conducted on bevel gears of transmission for tracked vehicle using the ROMAX-DESIGNER program. By doing so, design safety of the bevel gears has been evaluated based on the gear strength theory of ANSI/AGMA 2003 B97 standard.