Kim, Jae Woong;Jang, Beom Seon;Kim, Yong Tai;Chun, Kwang San
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제5권3호
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pp.348-363
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2013
The use of I-Core sandwich panel has increased in cruise ship deck structure since it can provide similar bending strength with conventional stiffened plate while keeping lighter weight and lower web height. However, due to its thin plate thickness, i.e. about 4~6 mm at most, it is assembled by high power $CO_2$ laser welding to minimize the welding deformation. This research proposes a volumetric heat source model for T-joint of the I-Core sandwich panel and a method to use shell element model for a thermal elasto-plastic analysis to predict welding deformation. This paper, Part I, focuses on the heat source model. A circular cone type heat source model is newly suggested in heat transfer analysis to realize similar melting zone with that observed in experiment. An additional suggestion is made to consider negative defocus, which is commonly applied in T-joint laser welding since it can provide deeper penetration than zero defocus. The proposed heat source is also verified through 3D thermal elasto-plastic analysis to compare welding deformation with experimental results. A parametric study for different welding speeds, defocus values, and welding powers is performed to investigate the effect on the melting zone and welding deformation. In Part II, focuses on the proposed method to employ shell element model to predict welding deformation in thermal elasto-plastic analysis instead of solid element model.
To develop baseball catcher leg guards, 3-dimensional (3D) methodologies, which are 3D human body data, reverse engineering, modeling, and printing, optimized guard design for representative positions. Optimization was based on analysis of 3D body surface data and subjective evaluation using 3D printing products. Reverse engineering was used for analysis and modeling based on data in three postures: standing, $90^{\circ}$ knee flexion, and $120^{\circ}$ knee flexion. During knee flexion, vertical skin length increased, with the thigh and knee larger in anterior area compared to the horizontal dimension. Moreover, $120^{\circ}$ knee flexion posture had a high radius of curvature in knee movement. Therefore, guard designs were based on increasing rates of skin deformation and numerical values of radius of curvature. Guards were designed with 3-part zoning at the thigh, knee, and shin. Guards 1 and 2 had thigh and knee boundaries allowing vertical skin length deformation because the shape of thigh and knee significantly affects to its performance. Guard 2 was designed with a narrower thigh and wider knee area than guard 1. The guards were manufactured as full-scale products on a 3D printer. Both guards fit better in sitting than standing position, and guard 2 received better evaluations than guard 1. Additional modifications were made and an optimized version (guard 3) was tested. Guard 3 showed the best fit. A design approach based on 3D data effectively determines best fitting leg guards, and 3D printing technology can customize guard design through immediate feedback from a customer.
소성변형에 대한 저자들의 이론(제1보)을 요업재료, 금속, 합금 및 단결정들에 적용하였다. 그 결과 다중 결정에서는 dislocation 운동과 grain boundary 운동이 실험조건에 따라 함께 또는 분리되어 나타나는 반면 단결정에서는 dislocation 운동만 나타났다. 유동식에 나타나는 파라미터$({\alpha}_{d1},\;1/{\beta}_{d1})와\;({\alpha}_{gj}/X_{gj},\;1/{\beta}_{gj})$ (j = 1 or 2) 및 활성화엔탈피 ${\Delta}H_{k1}^{\neq}$ (k = d 혹은 g)를 구하여 예측한 소성변형은 실험과 잘 일치함을 보았다. 여기서 첨자 d1는 첫번째의 dislocation 유동단위, gj는 j번째 grain boundary 유동단위를 나타낸다. 활성화엔탈피에 대하여 ${\Delta}H_{d1}^{\neq}$는 bulk의 자체확산에 대한 활성화엔탈피와 일치하고 ${\Delta}H_{g1}^{\neq}$는 grain boundary 자체확산에 대한 활성화엔탈피와 일치하였다. 이 사실은 저자들의 이론의 정당성을 보이고 있다.
흙막이벽체 시공 중 버팀대에 문제가 발생하여 변형되거나 제 기능을 상실하게 되면 흙막이벽체에 과다한 변형의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 모형시험을 통해 시공 중 흙막이벽체의 버팀대 일부가 기능을 상실하게 되었을 때 흙막이 벽체의 거동특성 및 배면에 인접한 터널의 거동을 파악하고자 하였다. 연구 결과, 흙막이벽체의 변형으로 인해 배면지반의 토압이 재배치되고 지표변위를 발생시켜 인접한 터널의 변형에 영향을 미쳤으며, 터널에서 가장 가까운 측벽에 위치한 버팀대를 제거하였을 때 흙막이벽체 변형 및 터널변형이 가장 크게 나타났다. 터널의 위치에 따른 평균 전이토압은 터널 심도가 0.65D에서 2.65D로 깊어짐에 따라 평균 25.6% 증가하였으며, 흙막이벽체와 터널과의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가함에 따라 전이토압이 평균 16% 증가하였다. 버팀대 제거에 따른 흙막이벽체의 수평변위는 제거되는 버팀대 부근에 집중되는 경향을 보였으며 버팀대 제거위치가 하부로 내려갈수록 수평변위는 비선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 터널 내공변위는 토피고 1.15D, 수평거리 0.5D일 때 최대 내공변위가 발생하였고, 토피고 2.65D, 수평거리 1.0D에서 최소 내공변위가 발생하였다. 가상파괴면이 터널의 중심부를 통과하는 범위인 토피고 1.15~1.65D, 수평거리 0.5D에서 터널의 내공변위가 크게 증가하는 것으로 검토되었으며, 최대 내공변위와 최소 내공변위의 차이는 약 2배 정도 발생하였다.
석영의 파동소광은 암석의 변형정도를 나타낼 수 있는 좋은 지표로서 사용할 수 있다. 암석의 변형도를 결정하기 위해 석영의 파동소광 강도(IWE: Intensity of Wavy Extinction)를 편광현미경, 디지털 카메라, NIH Image(또는 Scion Image)로 측정하였다. 파동소광이 나타나는 석영입자의 한 부분이 편광현미경 상에서 최대 소광이 될 때 IWE를 측정하며, 이때 나타나는 파동소광이 나타나는 아입자경계에 수직방향으로 측정을 시도했다. 본 연구에 사용된 NIH Image는 파동소광을 보여주는 각 부분의 광도를 256단계의 흑백 농담변화로 나타낼 수 있다. 이를 이용하여 측정 길이에 대한 농담변화로 IWE를 구하였다. 이렇게 획득한 IWE를 $5^{\circ}$ 단위로 묶어 돗수분포표로 처리하였으며. 자료의 분포특성상 히스토그램의 최빈값과 중간값 사이의 중간값을 그 암석의 대표 IWE로 정의하고, 이를 다시 5단계의 변형대(무변형, 저변형, 중변형, 고변형, 최고변형)와 변형 지수(Dl, D2, D3, D4, D5)로 묶었다. 이 측정방법을 이용하여 경남 언양지역의 언양화강암과 양산단층과의 상관관계를 분석한 결과, 양산단층에서 멀어질수록 변형도가 낮아지는 결과를 얻었다.
Rapid prototyping (RP) technologies are mainly performed by layered manufacturing (LM) process which manufactures 3D physical objects by depositing 2D sections in a direction. Thus, deformations are apt to occur in overhanging area of the RP processed part. Also, excessive adhesion between part and platform of the RP apparatus is generated. In order to prevent these problems, most of the RP technologies adopt support structure. Main element to support a part in the support structure is strand. In actual field, however, the number of strand is determined by the software operating reference guide or RP system operator's experience. In this paper, a methodology to determine the optimal strand spacing is presented through experiments and measurements for the SL part deformation by change of strand spacing and part weight in the support structure of the stereolithography.
This paper presents a 3D last design system utilizing an uniform foot pressure FFD method. The proposed uniform foot pressure FFD(UFPFFD) is operated on the rule of foot pressure unbalance analysis and FFD. The deformation factor of the UFPFFD is constructed on the FFD lattice with the foot pressure unbalance analysis on the measured 3D foot bottom shape. In addition, the control points of FFD lattice are decided on the anatomical point and the foot pressure distribution. The 3D last design result obtained from the proposed UFPFFD is saved as a 3D dxf data format. The experimental results demonstrate that the proposed last design guarantees the balanced foot pressure distribution against on the conventional last design method.
Small BAseline Subset (SBAS) 기법은 기선 거리가 짧은 다중시기의 간섭도를 이용하므로 화산과 같은 산악지역을 관측하는데 효과적이다. 본 연구에서는 SBAS기법을 이용하여 알라스카 알류산 열도에 위치한 시구암 화산의 지표 변위에 대해 2차원으로 분석을 수행하였다. 본 연구를 위해 1992년부터 2008년까지 201트랙과 473 트랙의 ERS-1/2 위성자료를 수집하였으며, 각각의 자료에 대하여 차분 간섭기법(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar, DInSAR)과 SBAS 알고리즘을 적용하였고, 지표 변위에 대한 시계열 분석을 수행하였다. 또한, LOS 방향의 지표 변위도를 이용하여 수평 방향과 수직 방향의 지표 변위를 계산하였다. 그 결과, Pyre peak 주변에서 LOS 방향으로는 연간 -1~2 cm의 침하가 나타났으나, 수직 방향으로 계산한 결과는 연간 -2~3 cm의 침하가 나타났고, 수평 방향으로는 수축과 팽창이 반복되었다. 수직 방향과 수평 방향에서의 관측은 화산 활동에 대한 영향을 잘 설명할 수 있기 때문에, 마그마원의 움직임을 감시 할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
This paper investigates the effect of strain rate on the anisotropic deformation behavior of advanced high strength steel sheets. Uniaxial tensile tests were carried out on TRIP590 and DP780 steel sheets at strain rates ranging from 0.001/sec to 100/sec to determine yield stresses and r-values at various loading angles from the reference rolling direction. R-values were determined by the digital image correlation technique. Hill48 and Yld2000-2d yield functions were tested for their capability to describe the plastic deformation anisotropy of the materials. Initial yield loci were constructed using the Yld2000-2d yield function, which adequately described the anisotropic behavior of the materials. The shape of the initial yield loci was found to change with different strain rate, and the anisotropic behavior decreased with increasing strain rate.
본 논문에서는 이동 최소 자승법을 기반으로 이미지에 나타나는 객체의 강체 변형을 근사함으로써 자연스러운 변형 결과를 획득할 수 있는 빠른 속도의 3차원 형상 변형 기법을 제안한다. 본 연구에서는 이동 최소 자승법을 강체변형에 맞게 수정하여 각각의 점들이 이동되는 최적의 위치를 계산하는데 소요되는 계산량을 감소시키면서 변형된 결과의 강체성도 그대로 유지하고 있다. 복잡한 기하 형상이라도 점이나 타원형 핸들의 조작을 통해 쉽고 직관적이며 상호작용이 가능한 속도로 변형이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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