• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권6호
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• pp.575-581
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• 2000

본 논문에서는 척추침생검 시뮬레이터에서 사용의 햅틱 디바이스인 PHANToM(sup)TM을 이용하여 사실적인 힘을 구현하는 방법을 보여준다. PHANToM(sup)TM은 툴의 끝부분에서 좌표축 방향으로만 힘을 낼 수 있는 단점이 있으며, 시스템의 구동장치의한계로 인하여 딱딱한 물체에 닿을 때 불안정한 특성을 보인다. 또한 좁은 영역 안에서 복잡한 조직들로 인한 급격한 강도 변화도 시스템의 불안정을 초래한다. 모사되는 힘은 두가지 성분으로 나뉜다. 하나는 바늘이 삽입될 때 바늘의 길이 방향으로 느껴지는 힘으로 생체 조직의 모델을 통해 값이 구해진다. 다른 하나는 바늘이 피부를 뚫고 지나간 이후에 바늘이 초기 삽입 방양을 유지 시켜주는 회전방향 힘으로 피봇을 이용하여 구현하였다. 불안정성 문제와 바늘이 튀어나오는 문제는 램핑 필터와 시간변수를 이용하여 제거하였다. 침생검 과정은 생체조직의 탄성 변형뿐 아니라 파괴가 일어나는 변형이므로 사실적인 힘을 구현하기 위해서 실험 데이터를 이용하여 삽입 깊이에 따라 탄성 계수와 마찰 상수가 변하는 모델을 제안하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권10호
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• pp.209-216
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• 1999

일반적으로 힘 제어는 힘 센서의 사용 여부에 따라 능동적 힘 제어와 피동적 힘 제어로 분류시킬 수 있다. 능동적 힘 제어는 힘 세서를 이용하여 구속력을 목표한 힘에 근접하도록 제어한다. 유연 매니퓨레이터의 함수(위치, 속도, 가속도)를 이용하여 일정한 힘에 근접하도록 제어한다. 유연 매티퓨레이터에 있어서 링크 선단의 강성 증대는 힘 제어뿐만이 아니라, 링크의 진동을 크게 유발함으로서 위치 제어에 불리하게 작용한다. 주로 사용되고 있는 힘 센서는 많은 변형 게이지(strain gauge)로 구성되어 있다. 유연 매니퓨레이터 또한 링크 선단의 변형을 측정하기 위해 변형 게이지를 사용하고 있다. 본 논문에서는 이점에 착안하여, 유연 매니퓨레이터의 선단의 탄성 변형을 측정하기 위해 장착한 변형 게이지를 이용한 위치/힘 제어를 제안한다. 먼저, 유연 매니퓨레이터의 집중 정수 모델로부터 링크의 탄성 변형과 구속력 관계를 도출한 후 이 관계를 이용하여 3차원 실험 유연 매니퓨레이터를 실시간 위치/힘 제어 실험을 수행하였다. 또한 범용 동력학 해석 소프트웨어인 ADAMS FEM 을 이용하여 해석하였다. 마지막으로, 실험 결과와 해석 결과를 비교 분석하여 본 논문에서 제안한 유연 매니퓨레이터의 위치/힘 제어의 타당성을 입증시켰다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제28회 추계학술대회
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• pp.151-159
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• 1998

디젤 엔진의 푸쉬로드 타입의 밸브 트레인에서의 힘의 전달 과정을 기구학적 응용을 통하여 구하였다. 이러한 힘의 최종 전달 단계인 캠과 평판 종동물의 접촉에서의 작용하중과 상대 운동 속도를 계산하였고 접촉면에서의 유막 두께를 고체면의 탄성변형을 고려하여 계산하였다. 특히 탄성 유체 윤활의 해석을 하는데 있어서 안정성과 수렴성이 우수한 멀티그리드 멀티레벨 기법을 사용하였으며 동하중 상태를 고려하여 유막 두께를 계산하고 기존의 정상상태의 해석해와 비교하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권6호
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• pp.255-266
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• 1997

본 논문의 목적은 내진상세를 가진 철근콘크리트 골조의 비탄성 거동 예측에서 현재 사용되고 있는 해석적 방법이 가지는 신뢰성을 검토하고 실험에서 실측할 수 없었던 내부 힘의 분포 및 변화과정을 관찰하는 것이다. 이를 위하여 이미 실험이 수행된 2경간 2층 내진상세 모멘트-저항 철근콘크리트 평면골조(1)를 대상으로 ICARC 2D 프로그램(3)을 사용하여비탄성해석을 수행하였다. 해석결과가 실험결과에 최대한 일치하도록 관련 모델 변수들을 조절하였다. 이러한 해석결과가 실험결과와 어느 정도 일치하는 지 비교하였으며, 해석결과 얻어진 내부 힘의 발전과정을 관찰한결과 다음과 같은 결론에 도달하였다. (1)전체 횡력-횡변위 관계는 실험결과에 매우 유사하게 해석결과를 얻을 수 있다. (2)구조물의 힘의 분포 및 재분재 과정에 관련하여 해석은 구체적인 정보를 제사하였으며 실험결과 나타난 균열 및 변형결과와 대체로 일치한 소성힌지 발생과 파괴메카니즘을 나타내어 그 유용성을 입증하고 있다. (3)해석결과가 대체로 실험결가아 일치하나 국부거동과 관련하여 일부분 실제거동과 상당한 차이를 나타내어, 보다 정확한 모델을 개발할 필요성을 느낀다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1947-1955
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• 2013

본 논문의 목적은 얕은 기초 하중을 받는 입상체 내의 응력의 분포와 변위를 측정하는 광탄성 기법의 적용 방안을 제시하는 데 있다. 광탄성 측정기법은 입자 집합체의 힘 전달을 시각화하기 위해 사용 되었다. 실내 모형시험은 스틸 프레임으로 경계면을 만들고 폴리카보네이트 탄성중합체로 만들어진 이차원 원형 입자들을 적층하여 구성하였다. 광탄성 시트를 원형 입자에 코팅함으로써 힘 전달의 패턴을 밝은 빛의 줄무늬 형태로 확인할 수 있었고, 광탄성 측정 기법을 통해 접촉되어 있는 입자들에서의 주 응력차의 크기, 방향 또한 측정 할 수 있었다. 변위장은 디지털 이미지 해석 기법을 사용하여 측정 하였다. 하중 재하 초기 상태와 파괴 근처의 상태에서 서로 다른 접촉력의 분포를 정량적으로 분석하였다. 파괴 이전 단계에서 관측된 광탄성 패턴과 변위장은 접촉력 사슬의 좌굴 발생 이후 즉시 사라짐을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 춘계학술대회논문집; 한국과학연구소, 21 May 1993
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• pp.80-85
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• 1993

본 논문에서는 디젤 엔진의 탄성지지계에 작용하는 엔진 기진력에 대하여 검토하고, 탄성지지계의 진동 양상과 탄성지지를 통하여 선체로 전달되는 힘 을 계산하는 과정을 정식화하였다. 또한 이 결과를 고무형 탄성지지를 갖는 선박 추진용 디젤엔진과 발전기용 디젤엔진에 적용하여 탄성지지계의 자유 진동과 강제진동 해석을 수행하고 발전기용 디젤엔진의 탄성지지계에 대해 서는 계측을 행하여 계산 결과와의 비교 검토를 행하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.34-41
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• 2003

경사기능재료 판에 대한 열탄성 변형과 응력 해석을 위해 Green 함수 방법이 채택되었다. 3차원 정상 온도분포에 대한 해는 적층판 이론에 의해 얻어진다. 열탄성 문제에 대한 기본 방정식은 각각 평면의(out-plane) 변형과 평면내(in-plane) 힘에 의해 유도되었다. 굽힙과 평면내 힘으로 인한 열탄성 변형과 응력분포는 Galerkin 방법에 근거한 Green 함수를 이용하여 해석되었다. 열탄성 변형과 응력분포 해석을 위한 Galerkin Green 함수의 특성함수들은 사각판의 제차 경계조건을 만족시키는 허용함수들의 급수 형태로 근사화 되었다. 수치예제가 수행되었으며, 경사기능재료의 물성치가 판의 열탄성 거동에 미치는 영향이 검토되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권3호
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• pp.141-149
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• 1996

마모된 공구로 절삭을 할 때 공구가 받는 힘은 칩을 제거할 때 받는 칩 제거력과 프랭크 면에 작용하는 공구와 공작물 사이의 마찰력으로 나눌 수 있다. 칩제거력은 그 힘이 전단선의 길이와 비례함을 이용하여 계산하였고, 프랭크면에 작용하는 마찰력은 공구에 작용하는 공작물의 탄성력을 고려하여 계산하였다. 절삭력은 이 두 힘의 합으로 구해졌으며 이 계산된 힘은 실제 절삭을 하는 동안 얻어진 실험결과와 비교되었다.

• 전산구조공학
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• 제8권4호
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• pp.159-171
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• 1995

한 cycle의 이력곡선 loop을 완전히 표현하기 위해서는 pinch force, drift offset, effective stiffness, unloading, reloading, tangential stiffness 등의 변수가 필요하게 된다. 각 이력 loop에 대해 이들 변수들은 에너지 소산정도에 따라 변위와 축력의 함수로 표현될 수 있다. 본 논문에서는 먼저 16개의 전단벽 실험에서 얻어진 이력곡선 데이타를 분석하여 앞에 기술된 모든 변수를 표준화된 변위(.DELTA/.DELTA.y)의 함수로 표현했으며 이를 바탕으로 이력곡선의 포락선으로 표현되는 힘-변위관계를 예측할 수 있는 6개의 step을 제시하였다. 제시된 기법으로 구해진 비탄성 힘-변위관계는 실험곡선과 비교되었으며 내진설계에 있어서 가장 중요한 요소중 하나인 구조물의 비탄성 힘-변위관계를 예측하는 편리한 기법으로 이용될 수 있음을 보였다.