• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.19-25
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• 2010

본 논문은 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재와 PVC 폼 코어로 제작된 철도차량용 복합재 대차프레임의 금속재 체결부 볼트 위치 최적화 연구에 대해 서술했다. 최적화 해석은 APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용한 서브모델링 기법을 적용하였으며 부분문제 근사방법에 의한 최적화를 수행하였다. 이때, 최적화 해석에 적용된 서브모델링 기법은 관심영역을 포함한 부분모델에 대한 계산을 재수행 함으로써 해석에 소요되는 시간을 절약하고 상세한 결과를 도출 할 수 있다. 복합재 대차프레임의 구조해석은 JIS E 4207에 의거하여 수행하였다. 서브모델링 기법을 적용한 복합재 대차프레임의 최적화 해석은 전체모델에 대한 결과에 비해 요소망 밀도의 조절을 통한 해석시간 절약과 상세한 결과를 얻을 수 있으며, 또한 볼트위치의 최적화로 인해 보다 낮은 Von-Mises 응력값이 나타남을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제5권2호
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• pp.89-95
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• 2017

제품을 개발하는데 있어서 경량화와 원가절감이라는 두가지 요소는 가장 중요한 화두이다. 특히 대형 LCD 로봇은 최대 $3{\times}3m$ 이상의 글라스를 7m 높이까지 상하, 전후로의 직선운동과 선회축을 중심으로한 회전운동을 하면서 작업공정간 이송을 가능케 하는 대형 구조물이다. 따라서 지나치게 무거울 경우에는 클린룸내 설치에 문제가 있을 수 있고 반송물의 정확한 이송을 위하여는 고강성이 요구되며 대량 생산을 위한 연속작업을 충분히 감당할 수 있는 내구강도를 확보하여야 한다. 따라서 경량화, 고강성, 고강도 제품에 대한 요구는 갈수록 증가하고 있다. 현재 개발되고 있는 11 세대 대형 LCD 승강프레임은 이러한 요구조건을 충족하기 위하여 최적설계 기법을 적용하여 기존 제품 대비 경량화와 고강성 요구조건을 만족하였으며 용접부에 대한 상세 수명평가로 내구강도에 대한 신뢰성을 확보하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.983-989
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• 2011

본 연구에서는 경제요소법을 이용한 프레팅 마멸 예측을 위한 수치적 알고리즘을 개발하였다. 반무한체 해석을 통해 사각조각면위의 균일분포하중과 탄성변형량의 관계로부터 접촉 계면의 응력을 계산하였고 Archard wear 모델을 이용해 각 격자의 마멸 깊이를 계산하여 접촉면의 형상을 예측할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 본 연구의 정확성을 검증하기 위해 McColl 등의 연구와 비교하였고 개발된 알고리즘을 구접촉 모델에 확장하여 그 유용성을 확인하였다. 아울러 프레팅 해석의 효율적인 계산을 위해 한 step당 사이클 증가량인 step cycle이 해의 정확성에 미치는 영향을 검토하여 step cycle 설정의 중요성을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.517-528
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• 2008

이 논문에서는 철근과 콘크리트 사이의 부착-슬립을 실제적으로 고려한 철근콘크리트 접합부의 이력 손상 모델을 제안하였다. 슬립을 가시화하기 위해 콘크리트와 철근의 변위장이 서로 다른 프레임 요소를 개발하였다. 파이버 단면 개념으로부터 콘크리트, 철근 그리고 부착에 대한 적합방정식을 정의하였다. 부분적인 제하 및 재재하 상태를 고려하기 위해 철근 이력곡선의 수정이 이루어졌다. 단조증가 상태의 국부적 부착응력-슬립 관계는 손상 계수에 따라 슬립이 역전될 때마다 갱신하였다. 구속된 콘크리트에 매입된 철근 시험체와 기초에 정착된 철근콘크리트 기둥 시험체, 그리고 보-기둥 부재의 수치해석을 통해 모델의 정확성을 검증하였고, 부착-슬립 효과를 고려함으로써 하중 이력에 따른 에너지 소산 정도를 평가할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.913-920
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• 2011

본 논문은 4-매 주자직 유리섬유/에폭시 적층 복합재가 적용된 철도차량 경량 대차프레임의 피로 수명 및 강도 평가에 대해 기술한다. 대차프레임 경량화 재질로 적용된 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재료의 피로특성 평가를 위하여 경사, 위사 그리고 $0^{\circ}/90^{\circ}$ 방향으로 적층된 시험편에 대하여 인장-압축 피로시험을 수행하였다. 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재료의 피로시험은 5Hz의 주파수, -1의 응력비(R), $10^7$의 피로수명을 갖도록 하였다. 또한, JIS E 4207의 하중조건에 따른 대차프레임의 피로강도 평가를 Goodman 선도를 통하여 수행하였다. 유리섬유/에폭시 적층 복합재 경량 대차프레임의 피로수명 및 강도 평가기준을 만족하였으며, 무게를 고려할 경우 기존 대차프레임 재질인 SM490A 금속재에 비하여 우수한 피로특성을 갖는다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.487-495
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• 1998

스페이스 프레임 구조물은 내부 기둥이 없는 대공간을 덮을 수 있다는 장점 때문에 현재의 많은 구조가와 설계자들에게 큰 관심을 받고 있다. 본 연구에서 다루는 강성구조 이산화시스템인 스페이스 트러스는 기하학적 비선형항이 포함된 대변형 이론을 이용한 유한요소법을 응력해석 방법으로 사용하며, 비선형최적화에 적합한 GINO(General Interactive Nonlinear Optimizer) 프로그램을 이용하여 구조물에 대한 전체체적을 목적함수로 하고 부재의 축력강도, 세장비, 처짐 및 국부좌굴 등으로 제약조건식을 유도하여 최적 설계를 하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1565-1574
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• 2000

Surface edge crack subjected to contact stresses is analysed. A punch with corner radii is considered to press the semi-infinite plane. Partial slip problem is solved when a shear force is applied to the punch. Dislocation density function method is used to solve the present mixed mode crack problem. The crack length of positive K1 is examined, which is affected by the ratio of the flat portion to the total width of the punch. Surface traction during one cycle of the shear force is evaluated to simulate the fretting condition. The compliance change of the contact surface is also investigated during the shear cycle. It is found that the crack grows during only a part of the cycle, which may be termed as effective period of crack growing. A design method for restraining the fretting failure is discussed, from which recommendable geometry of the punch is suggested.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권3호
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• pp.51-63
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• 1999

무기 충전제를 고충전시킨 에폭시 수지 조성물이 반도체 패키지의 신뢰성에 미치는 영향을 검토하였다. Ouchiyama 등의 모델로부터 최대충전밀도를 향상시킴으로써 고충전을 달성할 수 있는 방법을 제시할 수 있었으며, 최대충전밀도가 증가함에 따라 에폭시 수지 조성물의 점도가 감소하였고, 흐름성이 개선되었다. 충전제 함량이 증가함에 따라 흡습 특성이 향상되었고 열팽창계수를 낮춤으로써 저응력화를 달성할 수 있었으나, 임계 충전제 함량 이상에서는 금속 리드프레임과의 접착강도가 저하되었다. 따라서 에폭시 수지 조성물의 균형 있는 신뢰 특성을 얻기 위해서는 충전제 함량을 적정하게 선택해야 하며, 충전량을 더욱 높여 고신뢰성을 얻기 위해서는 최적의 충전제 조합을 선정하여야 함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권4호
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• pp.511-517
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• 2005

Fretting fatigue is often the root cause of the nucleation of cracks at attachments of structural components. Since fretting fatigue damage accumulation occurs over relatively small volumes, the subsurface cyclic plastic strain is expected to be rather non-uniformly distributed in polycrystalline materials. The scale of the cyclic plasticity and the damage process zones is often on the order of microstructure dimensions. Fretting damage analyses using cyclic crystal plasticity constitutive models have the potential to account for the influence of size, morphology, and crystallographic orientation of grains on fretting damage evolution. Two-dimensional plane strain simulations of fretting fatigue are performed using the cyclic properties of Ti-6Al-4V. The crystal plasticity simulations are compared to an initially isotropic $J_{2}$ theory with nonlinear kinematic hardening as well as to experiments. The influence of initially isotropic versus textured microstructure in the presence of crystallographic slip is studied.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.367-374
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• 2012

박판 폐단면을 갖는 프레임과 같은 보가 warping 조건하에서 동적 거동 특성이 어떠한가를 시뮬레이션과 시험을 통하여 제시하였다. 비틀림 모멘트를 받는 보는 단면은 비틀림 뿐만 아니라 warping에 의해서 변형을 일으키게 된다. 어떤 박판 단면을 갖는 보에서는 warping이 매우 커서 축방향과 전단방향 응력을 발생하고 보의 비틀림에 저항이 크게 된다. 이 논문에서는 유한요소에서 warping restraint factor가 보의 변형 거동과 동적 모드에 미치는 영향을 살펴본다. 유한 보 요소와 박판 요소 모델을 사용하여 정적변형과 고유주파수 및 모드해석을 시뮬레이션하며 이 결과를 시험 결과와 비교한다.