• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.190-190
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• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.385-393
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• 2006

목구조의 효율적인 이용은 건설산업에 있어 자재생산에 따른 에너지의 대량소비 및 폐기물유발을 감소할 수 있어 친환경적인대응방안으로 주목받고 있다. 이러한 친환경적인 목재의 수요를 증대시키기 위해서는 중 대형 목구조를 필요로 하는데 기존의 단일부재 및 접합부로써 중 대형 목구조를 실현하는 데는 한계가 있다. 그러므로 중 대형 목구조의 가능성을 높이기 위해서는 구조용집성재의 사용 및 다른 재료를 병합한 효율적인 접합방법이 필요로 하게 된다. 본 연구는 중 대형 목구조용 2방향 라멘접합부 개발을 목표로 하여 H형강과 구조용집성재를 사용한 플랜지의 두께(None, 6mm, 9mm, 12mm)이며, 접합부의 휨 실험을 통해 강성, 강도, 구조용집성재의 응력분포, H형강 플랜지의 변형도 및 파괴형상을 파악하였다. 실험결과, H 형강의 플랜지 두께가 9mm, 12mmm인 실험체는 높은 강도와 우수한 변형능력을 발휘하였다. 또한 H 형강의 플랜지 두께가 9mm, 12mm인 실험체의 이력거동은 매우 크고 매우 높은 에너지 흡수능력을 가지고 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.169-176
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• 2003

플레이트거더의 전단내력을 평가하기 위해서는 탄성전단좌굴강도가 정확히 산정되어야 한다. 현행 설계식에서는 탄성전단좌굴강도를 계산하기 위한 웨브 플레이트의 경계조건을 4변 단순지지로 가정하고 있다. 그러나 웨브와 플랜지의 경계조건은 일반적으로 단순지지이상의 구속을 가지고 있으며, 플랜지의 두께가 웨브의 두께에 비해 두꺼울수록 고정에 가까워진다. 플레이트거더에서 웨브 플레이트의 경계조건은 플랜지와 웨브의 두께비, 스티프너의 보강간격 등에 따라 달라지게 된다. 본 연구에서는 실험과 유한요소법을 통해 플랜지와 웨브의 폭비, 스티프너의 보강간격, 특히 플랜지와 웨브의 두께비에 따른 웨브 플레이트의 경계조건을 평가하여 플레이트거더의 전단좌굴게수를 제안하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1179-1185
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• 2007

본 논문은 슬래브내의 보 상부철근의 영향을 파악하기 위한 해석적 연구로 슬래브가 있는 보-기둥 접합부에서 기존의 설계방법인 직사각형 단면 내에 상부철근을 2단으로 배근한 보와 동일량의 상부철근을 직사각형 단면에 1단만 배근하고 나머지는 보의 적정 플랜지폭 내에 분산 배치하여 상부철근의 배치에 따라 보의 휨 강도가 어떻게 변화하는지를 정량적으로 평가할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 연구 목적을 수행하기 위하여 상용화된 범용 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 모델링하고, 비선형 구조해석을 실시하였다. 플랜지폭, 플랜지(슬래브)두께 및 상부 플랜지내에서의 철근의 위치 등을 변수로 한 수치해석을 통하여 보의 최대내력을 비교 검토한 결과, 플랜지폭의 영향은 상부 인장철근을 1단으로 직사각형 단면에서 멀리 배치할수록 내력차이가 증가하는 것을 확인하였으며, 플랜지폭이 동일한 계열에서 내력이 증가되는 비율은 플랜지두께의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났고, 상부 인장철근의 위치에 따른 내력은 슬래브두께가 증가할수록 내력의 차이가 줄어드는 것으로 나타났다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.55-62
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• 2012

본 연구는 온도 증가에 따른 압축을 받는 H형 강재의 플랜지와 웨브의 국부 및 전체좌굴응력 내화해석 프로그램 개발과 플랜지와 웨브가 항복파괴전에 국부좌굴이 일어나지 않을 한계 판폭두께비의 상관값을 구하는 프로그램을 개발하는 것이다. 고온에서의 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3:Part 1.2를 근거로 하였으며, 비교, 검토를 위하여 영국 BS5950의 강재를 대상으로 온도 증가에 따른 압축을 받는 강재의 플랜지와 웨브의 파괴온도와 하중을 본 연구의 내화해석 프로그램으로 예측하였다. 본 연구는 좌굴 및 항복에 대한 내화해석 프로그램을 개발하는 것을 목적으로 하고 적용 예를 통하여 좌굴 및 한계 판폭두께비를 분석하고 개발 프로그램의 타당성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권4호통권77호
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• pp.491-498
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• 2005

본 연구는 온도상승에 따른 압축을 받는 I-형강 보의 플랜지와 웨브의 국부좌굴응력해석을 위한 컴퓨터프로그램과 항복파괴전에 I-형강 보의 플랜지와 웨브에 국부좌굴이 일어나지 않을 최적 폭-두께비를 구할 수 있는 최적알고리즘의 개발이다. 본 연구에서 사용한 고온에 있어서 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3(Eurocode3) Part1.2(2000b)를 근거하였다. 본 연구에서 국부좌굴응력과 최적 폭-두께비는 항복응력, 플랜지와 웨브의 국부좌굴계수와 폭-두께비 영향을 고려하여 해석하였다. 그리고 본 연구의 컴퓨터 프로그램을 적용한 설계 예를 들었다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.30-35
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• 2011

본 연구에서는 신형상 층고절감형 합성보에 대한 최적단면을 도출하기 위해 단면성능 계산 프로그램을 개발하여 단면성능에 대해 비교 분석을 하였다. 신형상 합성보는 상부 플랜지 하부에 바닥시스템이 위치하여 전통적인 공법에 비해 층고절감의 효과와 최적단면으로 설계시 공기의 단축과 비용의 절감은 물론 물량의 감소를 기대 할 수 있다. 그러나 단면은 기존 H형강 보와 달리 상하 비대칭으로 중립축의 위치가 중앙에 위치하지 않기 때문에 상하연단에 대한 단면계수가 같지 않게 된다. 이에 따른 상하플랜지 판요소의 두께비에 따른 매개 변수적 분석이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 단면의 상부 플랜지 두께에 대한 하부 플랜지 두께의 비에 따른 중립축위치, 단면계수의 변화추이를 분석하여 최적단면을 도출하는데 주목적을 두었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권2호
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• pp.109-123
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• 2009

임플란트 골유착의 성공과 임플란트 안정성에서 가장 중요한 것은 골의 양과 질이며 안정성을 평가하는 방법 중 하나인 주입회전력도 골질에 영향을 받는다. 임플란트를 식립할 때 모터에서 생긴 힘이 임플란트에 전달되면 임플란트는 회전력(moment)과 축력(axial force)을 갖게 되고 임플란트와 접촉한 골에서는 절삭과 압박 그리고 마찰이 일어나 응력이 생기는데 이 때 측정되는 주입회전력(insertion torque)은 골질에 따라 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 임플란트를 하악 소구치 부위 골에 식립하는 것을 가정하여 골질을 치밀골의 두께와 망상골의 밀도 그리고 하방 치밀골 존재 시로 나누고, 골의 응력과 변위를 소탄성 범위의 유한요소법으로 분석하고 유효응력(von Mises stress)과 회전력 그리고 축력을 비교 연구하여 골질이 주입 회전력에 미치는 영향을 평가하였다. 임플란트($Br{\aa}nemark$ MKIII.RP, ${\phi}3.75{\times}10.0mm$, Nobel Biocare, $G{\ddot{o}}teborg$, Sweden) 와 원통형 골모형(${\phi}9.5{\times}12.0mm$)의 유한요소 모형을 설계하고 변수로 상부 치밀골의 두께(0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm)와 치밀골 하부에 망상골의 밀도($0.85g/cm^3$, $1.11g/cm^3$, $1.25g/cm^3$) 그리고 골모형 하부에 1 mm 두께의 치밀골 유무에 따라 총 7개의 모형을 만들었으며, 임플란트가 식립될 때 발생하는 유효응력과 축력 그리고 회전력을 시간대 별로 비교하였다. 임플란트 플랜지 하연이 골의 상부를 파고드는 300 msec, 중간 정도 들어간 550 msec, 완전히 들어가 플랜지 상면이 골 표면과 일치한 800 msec로 나누어 관찰하였을 때 축력은 500 msec 전후에서, 회전력은 800 msec 전후에서 최대값를 보였으며 유효응력 분포는 서로 비슷하였다. 이 같은 실험 결과를 바탕으로 축력을 영역 별로 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $Br{\aa}nemark$ MKIII 임플란트는 플랜지가 골을 파고들 때 축력이 치밀 골에서 가장 높았고, 회전력은 플랜지가 골상부에 걸리어 축력이 급격히 감소한 이후에 최대 회전력을 보였으며, 이 때 유효응력 분포는 플랜지와 접촉하는 골 상부에 집중되었다. 2. 임플란트 식립 시 치밀골의 두께가 두꺼울수록 축력과 회전력이 높게 나타났으며 치밀골의 두께가 축력과 회전력에 가장 큰 영향을 주었다. 3. 치밀골의 두께가 1.5 mm 이상인 경우 망상 골의 밀도가 축력에 미치는 영향은 작았고, 치밀골의 두께가 0.5 mm인 경우 망상골의 밀도가 축력과 회전력에 영향이 있을 것으로 사료되었다. 4. 양측 피질골 존재 시 축력의 합은 상부 피질골의 두께가 같은 다른 경우와 비슷하였으나 부위별 촉력은 골하부에서 양측 피질골 모형이 가장 높았고, 회전력은 하방 피질골과 접촉할 때는 피질골 두께가 같은 다른 모형보다 다소 높으나 최대 회전력은 비슷하였다. 위 결과를 토대로 하악 소구치 부위에 $Br{\aa}nemark$ MKIII 임플란트 식립 시 골질과 관련된 요소 중에 치밀골의 두께가 주입회전력에 가장 큰 영향을 주며 망상골의 밀도를 높이는 술식도 일차적 안정성 증가에 유용할 것으로 사료되는 바이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.130-136
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• 2004

The rolling-stocks on conventional line have suffered wheel problems due to the incompatibility between wheel and track condition. Especially, The 1:40 coned wheel profile's wear is very severe and these increase wheel maintenance cost. Thus we designed several arc-type wheel profiles coned 1:/20 to reduce the wheel flange wear and analyzed the dynamic performance of designed profiles. Tests carried out in service line to analyse the dynamic performance and verify the wear reduction for two cases of profiles. Test results shows the equal level of dynamic performance and the improvement of wheel flange wear compared with the conical wheel profile coned 1:40.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.629-637
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• 2003

본 논문은 강교량에서 큰 응력범위가 발생하는 위치에 불가피하게 존재하는 가장 일반적인 피로 취약 상세인 면내 거셋 용접부에 대한 3단계에 걸친 피로 시험 결과를 분석 평가 하였다. 플랜지 및 부착물의 두께, 부착물의 길이와 적용강재를 변화시킨 총 57개의 피로 시험편이 제작되어 인장피로시험이 수행되었으며, 1단계 시험에서는 실물크기 및 시험체에 대한 피로 실험도 수행되었다. 실험 결과로부터 현 설계기준에 제시된 대상상세에 대한 피로강도 기준의 적정성을 평가하고, 플랜지와 용접 연결된 부착물의 두께, 길이 등의 기하학적 형상 및 적용강재의 강도가 피로강도에 미치는 영향과 균열의 발생 및 진전 거동 특성을 규명하였다. 외국의 피로실험 자료와 비교 분석한 결과 강재가 서로 달라도 유사한 피로강도를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 강종 보다는 기하학적 형상 및 용접관련사항이 피로강도에 미치는 영향이 크다는 것을 나타내며, 형상에 따라 응력집중계수의 차이가 매우 커서 거셋 부착부의 변화부 반경, 길이 및 플랜지의 폭에 따라 상세분류를 좀더 세분화 할 필요가 있는 것으로 나타났다.