• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.85-85
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• 2017

무동력 복합작업기는 치즐쟁기와 디스크의 배열에 따라 작업성능이 좌우된다. 프레임과 디스크, 치즐쟁기에 가해지는 기본적인 힘의 상태를 확인하기 위한 정적 구조해석을 수행하였다. 복합작업기는 디스크는 $18^{\circ}$가 경사진 형태로 전면9개 후면9로 총 18개, 치즐쟁기(Chiselplow)는 4개로, 디스크는 모두 18개이다. 정적인 상태에서 끄는 견인력은 100마력, 150마력, 200마력으로 하였으며 Inventor의 해석 시스템은 힘을 N으로 사용하기 때문에 각 마력에 부가되는 하중을 N으로 치환하여 사용하였다. 구속조건은 frame과, disc, chisel plow에 맞닿는 면을 구속하고, 힘의 방향은 프레임과 트랙터의 연결면, 디스크 날과 땅의 접촉면에 적용했다. front /rear 디스크는 이론상으로는 양 디스크가 쌍으로 마주하고 있어서 스캔데이타를 중심으로 모델링한 결과를 바탕으로, 전후면 디스크해로우의 해석을 수행하였다. 조립 또는 사용상의 문제점이나 자연적인 유격에 의해 어느 정도 대칭이 되지 않을수 있으나 그 정도에 따라 진동과 내구성에 문제가 될 수도 있기에 한쌍에 대해 모델링을 통한 해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 디스크에 작용하는 폰미세스 응력은 극한강도에 미치지 않은 것으로 나타났으며 Frame의 최대 폰 미세스 응력을 제외하면, 대부분의 응력은 항복강도에 현저히 미치지 못하는 수치이고, 프레임의 경우는 150마력, 200마력으로 힘을 가할 때 항복강도는 넘는 수치이지만 극한인장강도에는 미치지 못하는 수치인 것을 알 수 있었다. 100마력에 폰 미세스 응력의 최대값은 0.161918 MPa이고 프레임 강의 항복강도인 207MPa와 디스크의 항복강도인 250MPa에 못 미치는 수치이다. 150마력과 200마력의 힘으로 회전할 때의 폰 미세스 응력의 최대값은 0.286425MPa과 0.381921 MPa로 항복강도인 250MPa에 크게 못 미치는 수치이다. 그 이유는 디스크해로우 방식의 복합작업기는 견인저항력이 작게 설계되고 작업속도를 개선하기 위한 목적으로 사용되기 때문으로 사료된다. 벤치마킹 기대의 Rear 디스크도 마찬가지로 각도는 $18^{\circ}$이며, 동일한 구속조건을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 해석결과는 모두 항복강도 이내로 예측 되었다. 디스크에 최대로 응력이 미치는 부분은 디스크와 프레임이 연결되는 허브 부분이다. 각도가 커짐에 따라 응력이 증가하므로 이를 감안한 설계인자 도출이 가능하다. 마력과 각도가 증가함에 따라 디스크 해로우에 작용하는 폰미세스 응력과, 접촉압력이 증가하므로 이에 대한 검토와 동적하중인 로드프로파일을 적용한 해석을 수행하여 내구수명 특성에 대한 연구를 수행할 계획이다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.73-73
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• 2017

가축의 영양소 요구량 유지, 비육, 증체, 생산, 번식, 계절환경에 따라 달라지는 변동요인을 감안하여 하루 동안에 필요로 하는 영양소 요구량을 충족하도록 여러 종류의 사료를 혼합한 TMR(Total Mixed Ration)사료의 중요성이 커지고 있다. 이에 가축의 생산성 향상(등급 향상)과 축산농가의 영농비용 절감, 생력화를 위해 범용적으로 사용가능한 TMR플랜트의 개발이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 사료비절감을 위한 식품부산물 발효탱크의 개발을 통해 발효탱크 밑 부분을 구성하고 있는 스위프오거와 이를 고정하면서 Z축으로 회전하는 고정부를 대상으로 하여 시각화 할 수 있는 FEM 시뮬레이션 기법을 이용하여 작업 중 적용되는 하중에 대해 충분한 구조 안전성을 가지고 있는지 해석하였다. 스위프오거의 재질은 SM45C, 작용하는 하중은 감속기의 출력량, RPM을 이용하여 토크 값을 구하고 조사료와 부산물사료가 포함된 TMR사료의 무게와 스위프오거의 단면적을 이용하여 압력 값을 도출하였다. 하지만 부산물사료가 발효되면서 저장탱크를 통해 배출되기 때문에 전체 사료 무게가 줄어 스위프오거에 작용하는 압력 또한 작아지는 것을 확인하였다. 이에 본 연구에서는 저장탱크에서 TMR사료가 배출되기 직전의 가장 높은 압력 상태를 가정하였다. 이 가정을 통해 토크 값은 $1.4N{\cdot}m$, 압력 값은 43 Mpa으로 나타났고 이를 바탕으로 구조해석을 진행하였다. 그 결과 스위프오거는 고정단 부근에서 최대 폰 미세스 응력 310 Mpa이 발생하여 구조적으로 가장 취약한 것으로 나타났다. 하지만 이는 SM45C의 항복강도인 343 Mpa 보다 낮아 안전한 것으로 분석된다. 또한 사료가 배출되면서 스위프오거에 작용하는 압력이 작아져 폰 미세스 응력도 작아지는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1587-1592
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• 2010

복합하중 하에서의 샌드위치 시편내의 응력분포에 시편의 형상과 하중조건이 미치는 영향을 수치해석을 통하여 고찰하였다. 상용 유한요소해석 프로그램인 NASTRAN 을 사용하여 세 종류의 형상계수를 가지는 시편들에 대하여 평면변형률, 2 차원 해석을 수행하였으며, 각각의 시편에 대하여 각각 다른 복합변위각을 가지는 네 종류의 복합변위를 적용하였다. 수치해석의 결과는 복합변위각이, 즉 전단변위의 수직변위에 대한 상대적인 크기가, 응력 불균일분포영역의 크기에 미치는 영향이 전단응력과 폰 미세스(von Mises)응력의 경우에만 나타나고 수직응력의 경우에는 나타나지 않음을 보여준다. 또한 복합변위각이 증가함에 따라 전단응력의 불균일분포영역의 크기는 감소함에 비해서 폰 미세스 응력의 불균일분포영역의 크기는 증가한다. 추가로, 형상계수가 증가함에 따라, 즉, 시편의 길이의 높이에 대한 상대적 크기가 커질수록, 복합변위 하에서의 응력 불균일분포영역의 크기는 현격하게 감소한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.139-144
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• 2004

Dynamic crack initiation in ductile steel is investigated by means of impact loaded 3 point bend(PB) specimens. Results from non-viscoplastic and viscoplastic materials are compared. Their materials are applied with various impact velocities and static strain rates. The specimen has the size 320${\times}$750 mm with a thickness of 10 mm. A modified 3PB specimen design with reduced width at the ends has been developed in order to avoid the initial compressive load of the crack tip and also to avoid the uncertain boundary conditions at the impact heads. Numerical simulations are made by using the FEM code ABAQUS. Therefore, their results are plotted by shapes of the von Mises plastic stress and equivalent plastic strain of the specimens applied by various impact velocities.

• 한국기계가공학회지
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• 제7권2호
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• pp.16-22
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• 2008

This study was analyzed dynamically by finite element method about the results of experiments which materials were applied by dynamic load. And they were compared with each other as the simulation data applied onto dynamic impact velocities of 6.4, 16.7 and 18.47m/s. The crack energy release rate, von-Mises stress and the displacement according to the load applied by block were calculated numerically by computer. As the numerical simulation data of specimen analyzed in this study approached the experimental data, the inspection of this specimen model suggested in this paper could be reasonable for the numerical simulation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.208-213
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• 2015

In this study, two models due to the configuration of caliper cylinder among the parts of automotive brake system are studied by structural and fatigue analysis. As the maximum equivalent stress at model 2 becomes 1.5 times lower than model 1, model 2 can endure load higher than model 1. In case of fatigue damage analysis on model 1 and 2, model 1 has the damage area more than model 2. Fatigue damage at model 1 happen more than model 2. These study results can be effectively utilized with the design on caliper cylinder by anticipating prevention against its damage and investigating durability.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.21-25
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• 2012

In this study, the safest model can be selected by the simulation result of structural safety analysis according to the shape of impact bar affected at side door of automobile. The open sectional model of semicircle type has the lowest deformation and stress among 4 kinds of models. As the weight of this model has 30% in comparison with other models, it becomes most economical and stable. As the open sectional model of cap type the highest deformation and stress among 4 kinds of models, it becomes weakest. The closed models with circular and rectangular types has the stress far lower than cap type. The maximum deformation is shown at the center part of impact bar but the maximum stress occurs at the joint part between impact bar and frame.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.198-204
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• 2004

Dynamic fracture is investigated in plate applied by impacting bar. Numerical simulations of the experiments are made by using a finite element method(FEM) code, LS-DYNA. The eroding surface-to-surface contact allows between impacting bar and impacted plate. The occurrence of hourglass deformations in an analysis can invalidate results and hourglass energy is minimized to obtain the good accuracy of result. Total, internal and kinetic energies, von Mises plastic stress and X,Y,Z velocities of impacting bar are analyzed in this study.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.22-28
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• 2006

금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.50-58
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• 1994

To examine the residual stress field resulting from stamping process for the lower control arm of a car, the explicit finite element analysis is performed for the stamping process by way of the ABAQUS Explicit. The residual stress is obtained in terms of the Von Mises stress and other parameters such as equivalent plastic strain, the change of blank thickness, the final configuration of the blank and the spring back effect are also considered. Moreover, discussed is the convergence of the explicit FEM versus the punch sped and the element discretization