• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.312-320
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• 2003

본 연구에서는 355 nm의 파장을 갖는 Nd:YVO$_4$ 3고주파 DPSS 레이저를 이용하여 폴리머의 3차원 미세형상 가공기술을 개발하였다. UV레이저와 폴리머의 어블레이션에 관한 메커니즘을 설명하였으며 비교적 UV영역에서 파장이 긴 355 nm파장의 영역에서는 광열분해 반응으로 가공되고 이에 따른 폴리머의 광학적 특성을 살펴보았다. 광 흡수율 특성이 우수한 폴리머가 광가공 특성이 좋은 것으로 나타났으나 벤젠구조가 많이 포함되어 있는 폴리이미드의 경우는 광분해후 다시 새로운 화학적 결합이 이루어져 가공부 면이 좋지 않은 면을 보였다. 레이저의 다중 주사방식으로 가공하기위하여 표면의 오염이 적은 폴리카보네이트를 시편으로 사용하여 3차원 적으로 모델링한 직경 1 mm와 500 $\mu\textrm{m}$의 마이크로 팬을 가공하였다. 레이저 발진 효율이 높고 유지비가 적은 355 nm의 DPSSL을 이용한 3차원 가공기술의 개발로 향후 저비용으로 빠른 시간에 미세부품을 개발하는 기술에 기여할 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.607-616
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• 2019

항공우주비행체 정적구조시험을 위한 과하중 방지를 위해 사용되는 하중제한밸브(LLV)의 파일럿 스테이지의 주요 구성품들에 대한 자유물체도 분석을 수행하였다. 이 분석을 통하여 유압작동기의 동일한 힘에서 일관성있게 포펫 개방되도록 하기 위해서는 파일럿스테이지에 있는 두 포펫의 직경비($(D_2)^{ten}/D_2)^{comp}$)가 작동기의 피스톤 면적비($A_{comp}/A_{ten}$)와 동일해야만 한다는 것을 보였다. 실험실에서 외산으로 수입하여 사용하고 있는 4개의 서로 다른 하중제한밸브의 포펫들 형상을 측정하고 대응되는 4개의 다른 용량을 갖는 유압작동기들의 피스톤 면적비들로부터 위의 분석결과가 타당함을 확인하였다. 두 개의 다른 파일럿스테이지로 수행한 "조절자 분해능시험들"의 결과들로부터 조절자 각 회전에서 얻은 Fi(포펫개방 순간의 작동기 힘)의 최대 표준편차는 각 평균값으로부터 0.3KN이고 표준편차를 각 평균값으로 나눈 무차원값으로 분석하면 최대편차는 3.7%이다. 이 결과로 부터 동일 포펫 직경비를 갖는 두 개의 파일럿스테이지들의 포펫은 각 조절자 회전에 대해 Fi/(평균 Fi) 값이 +/- 3.7% 범위에서 일관성 있게 개방되고 있음을 확인하였다. 위의 편차는 포펫 O-링의 마찰력으로부터 유발되는 것임을 보였다. 부가적으로 파일럿스테이지의 다른 주요부품인 포펫 스프링과 조절자의 주요설계인자들도 식별하였고 이들의 결정과정도 본 연구에서 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.151-160
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• 1994

지상사진측량은 최근 GIS구축을 위한 자료의 수집으로부터 각종 첨단산업분야에 그 응용이 증대되고 있다. 특히 정밀기계부품 또는 모의실험을 위한 모형제작시, 사진측량기법을 이용하여 다량의 3차원 수치 데이타를 균일한 정확도로 신속, 정확하게 획득할 수 있고 또한 이를 모델링에 이용할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 모의실험을 위한 선박모형을 monitoring하기 위해 신속하게 촬영할 수 있는 다중사진기 시스템을 구성하고 정확도 해석은 물론 network 형성을 위해 촬영기법, 기준점 수 및 배치, 미지점, 수렴촬영, 스트림 조합에 대한 오차를 분석, 이를 적용 선박모형에 대한 각 단면형상과 3차원 monitoring을 실시하였다. 연구결과, 정밀모형선박의 전면(全面)에 대한 모니터링을 통하여 개발한 다중사진기시스템의 효용성을 입증할 수 있었으며 pass point를 배치하여 3차원 데이타를 기대정확도로 얻을 수 있었으므로 구조물의 정밀해석은 물론 순간변형측정의 가능성을 제시할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.672-679
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• 2018

본 논문은 최적설계 시스템을 이용한 형상설계 방법론에 대해 설명하고 있으며, 일반적으로 3차원 해석은 설계를 위해 반드시 필요하다. 퍼지지식처리 수법과 계산기하학적 기법에 바탕을 둔 자동화된 유한요소 메쉬 생성 기법은 상용화된 유한요소해석코드와 솔리드모델러와 함께 시스템에 결합되어 있다. 또한, 다층형 신경망의 도움과 함께 개발된 시스템은 다차원 설계변수 공간에 존재하는 여러 만족하는 설계해인 디자인윈도우를 얻을 수 있게 해준다. 개발된 최적화 설계 시스템 사용된 부품을 평가하는데 성공적으로 적용하였다. 사이드 하우징 브라켓을 현장에서 사용되어지는 굴삭기의 힘과 유압브레이커의 작용하는 응력을 응력 게이지로 사이드 하우징 브라켓의 크랙 발생부위에 부착하여 최대응력이 얼마나 걸리는지를 측정하였다. 적용하는 대상을 현장에서와 동일한 조건하에서 최대응력이 허용응력보다 같거나 적게 하고, 기존형상 유지, 재질은 SM490, 중량 최소화 안전계수는 3으로 하여, 최대응력 값에 대한 해석을 수행하였다. 구조가 비교적 간단한 36톤용 사이드 하우징 브라켓을 최적화하였지만, 다른 클래스의(톤수 별) 사이드 하우징 브라켓 적용 시 품질향상에 크게 기여하리라 생각된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.233-239
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• 2004

지능재료는 안경테, 치아 교정과 같은 의료용 재료, 각종 센서 및 밸브 등의 광범위한 분야에서 적용되고 있다. 이와 같은 지적재료의 형상기억효과를 이용한 지적복합재료는 항공기의 부품, 산업구조물 및 항공산업에서도 그들 시스템의 모니터링을 위하여 사용되어 질 수 있다. 그러나 지능복합재료의 형상기억효과에 대한 분석과 시뮬레이션은 대단히 어렵다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 기지재와 하나의 강화섬유에 대한 2차원의 축 대칭 모델에 대하여 분석하였다. 상온(293K)과 고온(363K)에서 각각 해석되었으며 해석결과와 실험결과와의 강도 값을 비교 검토하였다. 더불어 음향방출 기법을 이용하여 지능복합재료(TiNi/A16061)의 예변형률과 고온에서의 미시적 손상거동을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.331-336
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• 2011

가스터빈 회전익이나 고정익 에어포일이 지닌 3 차원 곡면형상의 복잡성은 제조산업뿐만 아니라 재생정비 공정조차 어렵게 만드는 요인이다. CNC 기반기술을 이용한 공작기계와 공정 관련 프로그램들은 1990 년대부터 발달하기 시작한 컴퓨터 기술 덕분에 급속히 개발되면서 가스터빈 분야로 그 응용범위를 넓혀 나가고 있다. 특히 적응형 기능을 겸비한 5 축 동기 제어형 생산장비들은 유연한 공정능력과 손실된 부위의 형상 정보를 결정하는데 탁월한 성능을 보이고 있다. 8 축 동기제어가 가능하도록 구비된 로봇형 공정시스템은 매우 강력한 공정절차 표준화를 이룰 수 있게 할 뿐만 아니라 높은 생산성도 가져다 준다. 이 논문에서는 가스터빈 산업에서 CNC 기반기술의 응용현황을 검토하고, 부품 제조산업과 재생정비 산업의 공정비교와 개발사례를 통해 향후 전망을 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1122-1127
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• 2011

자동차 범퍼는 충돌 시 차량 충격 에너지를 흡수하여 차체를 보호하는 중요한 부품이다. 따라서 자동차 범퍼 설계의 초기 단계에서 범퍼 충돌 성능을 만족하는 범퍼 빔의 단면을 결정하는 것은 매우 중요한 요구 조건이다. 본 논문에서는 고정벽 충돌 대응용 자동차 범퍼 빔의 최적 단면 계산을 위하여 중간매개반응표면모델을 사용하였다. 자동차 범퍼 충돌 해석의 결과로 나오는 비선형성이 강한 충격력 대 범퍼 빔의 변위 결과 그래프를 중간매개반응표면모델을 사용하여 정도가 확보된 근사화된 그래프를 만들어서 범퍼 충돌 시의 범퍼 빔의 변형 결과를 구하게 된다. 본 연구의 방법을 이용하면 3차원 비선형 유한요소해석에서 요구되어지는 방대한 해석 시간을 획기적으로 줄일 수 있게 된다. 본 중간매개반응표면모델을 이용한 범퍼 빔의 변형 결과는 3차원 유한요소해석 결과와 비교하여 그 결과 정도의 타당성을 검증하였다.

• 월간 기계설비
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• 11호통권184호
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• pp.57-71
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• 2005

SHOP DWG의 현주소 어디까지 왔는가? 설계에서 제조에 이르는 전 과정을 컴퓨터로 제어하고 관리하는 기술. 캐드(CAD)와 캠(CAM)은 각각 computer-aided design,computer-aided manufacturing의 약칭으로 컴퓨터보조설계와 컴퓨터보조생산을 뜻한다. CAD는 설계도면을 한 장씩 수작업으로 제도하지 않고 설계 데이터베이스의 정보를 CRT(cathode ray tube)에서 화상을 보고 합성하면서 설계하므로 작업을 최적화 할 수 있다. CAD로 설계된 설계도의 내용은 CAM을 통해 NC(수치제어)공작기계에 정확한 작업동작을 지시하게 되며, 작업관리∙가공∙조립∙검사 등의 제조과정을 컴퓨터로 관리하여 작업속도와 제품의 정밀성을 높이게 된다. 최근에는 건축현장의 2D system이 보편화되어 있지만 건축현장의 핵심이라고 할 수 있는 기계설비의 기계실, 또는 조립화 공법 등에는 3차원 CAD∙CAM시스템이 개발되어 입체형상을 화면에 3차원으로 재현할 수 있고, 대상물의 표면적∙부피∙무게∙강도 등의 물리적 성질도 자동 계산하여 최적상태에서 현장의 시공에 적용할 수 있게 되었다. 1960년대 초 미국에서 자동차 모델∙엔진, 항공기 부품 등 의 설계에 수작업의 한계를 느껴 개발되었으며, 한국에서는 70년대 중반에 도입되어 운용되고 있다. 이에 따라 프로그램 회사들은 다양한 방법 등을 SHOP DWG에 적용하여 판매경쟁이 치열하다. (주)우진아이엔에스는 급속한 산업경제의 변화와 무한경쟁시대에 보다 나은 기술개발 투자에도 노력을 기울여, 2000년 11월 용인공장, 생산라인을 천안으로 이전, 확장 하여 배관 및 닥트의 CAD-CAM SYSTEM, P.F.P공법, 기계실3D, 블럭화배관, 닥트자동화 시스템, 설계, 용접공정을 공장화시켰으며, 신 개발품인 S.C.D(SEMI-CON DUCT)를 신설하여 모든 건축물에 맞는 필수적인 제품을 생산함으로써 선택의 폭을 넓히고, 현장 시공능력 효율을 높이고 있다. 이번 호에서는 (주)우진아이엔에스가 95년 설계팀을 발족하여 제로시스템의 3D공법을 공장 및 현장의 SHOP DWG에 적용해왔고 최근에는“서초 프로젝트A”현장에 SHOP DWG의 최대 결집체인 3D활용의 조립화 공법을 적용하여 초고층 오피스텔현장을 시공한 사례를 게재한다. 우진아이엔에스는 30여년의 기술 축척을 바탕으로 최고의 기술력과 풍부한 경험을 통해 아셈무역센타, 타워팰리스1차, 3차 및 목동트라팰리스, 분당트리폴리스, 수원삼성전자 R4, 등 국내굴지의 초고층빌딩 시공을 근거로 초고층의 기본설계를 이해하고 SHOP DWG을 통해서 기계설비공사의 향후 나아갈 지표를 제시하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.593-601
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• 2021

축류팬은 여러 산업분야에서 사용되며, 환기 및 제연을 목적으로 사용하는 송풍기의 핵심 요소이다. 유체 운동을 이용하는 축류팬의 연구는 공력성능에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구 대상은 100마력의 송풍기에 사용되는 축류팬이며, 직경 1800 mm의 대형 송풍기이다. 송풍기의 축류팬은 블레이드, 허브, 허브 캡, 보스로 구성되어 있으며, 블레이드와 허브는 중요한 구성부품이다. 공력성능에 많은 영향을 미치는 블레이드에 대한 설계는 공력성능 예측 프로그램을 이용해 3차원 점 데이터를 추출하여 이를 3D 모델링 형상을 생성하게 된다. 중요 구성부품이 절삭가공을 이용해 가공하게 되면 제품의 수정이 용이하다. 하지만, 블레이드와 허브는 다이캐스팅이나 중력주조를 통해 제작하는 환경으로 인해 금형 제작 전에 구조안전에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 축류팬 정격운전속도와 그 이상의 운전속도에서 주요 구성부품에 대한 구조안전성에 대한 특성과 취약부위에 대한 해석결과는 최대응력과 안전계수를 통해 검증하고 설계시 반영된 여유간극은 블레이드의 회전과 다른 부품과의 간섭 여부를 확인하기 위해 변위 결과를 도출하여 축류팬의 구조안전성에 대해 검증하고자 한다.

• Composites Research
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• 제22권6호
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• pp.13-17
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• 2009

본 연구에서는 컴퓨터 단층촬영 장비의 크레이들에 대한 샌드위치 복합재 3차원 형상을 결정하였고, 유한요소해석을 통해 구조성능 기준을 만족하는 적층 패턴을 제안하였으며, 균일한 X선 투과 성능을 만족하는 생산공법을 제안하였다. 크레이들 설계는 다른 부품과의 공간, 고정 방법, 헤드레스트 부품과의 조립조건을 고려하였다. 정해진 위치에 135 kg 하중이 가해질 때, 크레이들 끝단부 처짐이 20 mm 이하인 기준을 만족하는 적층패턴을 결정하였다. 생산공법 측면에서 우선 카본 소재/폴리에스터 수지로 핸드레이업을 하였으나, 기포 및 과잉수지로 불균일한 X선 투과성능을 보였다. 이를 해결하기 위해 첫 번째 층은 동일소재를 인퓨전 공법으로 하고 나머지 층은 카본 소재/에폭시 수지의 프리프레그 적용으로 X선 투과성능을 개선하였다.