• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.13-19
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• 2018

본 연구에서는 위상최적화에 기초한 발전설비용 버터플라이 밸브 디스크 부품의 경량설계가 수행되었다. 이때 상용 유한요소해석 소프트웨어가 사용되었으며 기존 상용 밸브 디스크의 외형을 유지시키면서 내부의 불필요 공간을 제거하여 경량구조를 갖도록 하였다. 먼저 밸브 디스크의 원판과 브라켓을 분리하여 각각 최적설계 하였다. 최적의 형상이 선정되면 이들을 조립하여 3차원 경량 밸브 디스크 모델을 완성하였다. 이후 이 모델에 설계 압력을 적용하여 유한요소해석 후 구조적 안전성을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제38권4호
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• pp.228-239
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• 2008

식립 후 힘의 부하가 조기에 이루어지는 마이크로임플란트의 경우 식립 시의 골응력 혹은 스트레인의 관리가 그 안정성에 있어 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 3D 유한요소법을 사용하여 교정용 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생하는 응력(스트레인)을 해석하였다. 0.9 mm 직경으로 미리 드릴링한 1mm 두께 피질골에 마이크로임플란트(AbsoAnchor SH1312-7, Dentos, Daegu, Korea)가 식립되는 전체 과정(10회전, 식립 깊이 5 mm)의 모사를 위해 총 1,800 step의 유한요소해석을 실시하였다. 식립 진행과 더불어 생기는 나사산 주위 피질골의 기하학적 형상변화를 유한요소해석에 반영하기 위하여 지속적인 remesh를 실행하였으며, 빠른 수렴을 위해 마이크로임플란트는 강체로, 피질골은 강소성체로 모델링하였다. 해석 결과, 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생되는 스트레인은 임플란트 주위골 전체에서 정상적인 골개형을 위한 한계치로 보고되고 있는 $4,000\;{\mu}$-strain을 상회하였고, 나사산 첨부 인접골에서는 스트레인이 100% 이상에 달하였다. 계산된 피질골 식립토오크는 약 1.2 Ncm 정도로 가토 경골에 동일 모델의 마이크로임플란트을 식립하며 측정한 값에 약간 미달하였으나 근접한 수치를 보였다. 본 연구를 통해, 마이크로임플란트의 식립과정을 3D 유한요소법으로 재현할 수 있음을 확인하였고, 또한 마이크로임플란트 식립에 의해 피질골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.65-71
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• 2016

최근 개방형 소스 기반의 저가 3 차원 프린터의 출현에 의해 3 차원 프린팅에 대한 관심이 고조되고 있다. 3 차원 프린팅은 기존 제조업의 진입장벽을 낮추고 유연성을 높일 것으로 기대되며, 저비용으로 개인맞춤형 제품의 제작이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 뱀 모양을 형상화한 비대칭 형상의 독특한 안경테를 설계하였고, 사용자의 안면 특성을 반영하여 개인맞춤형으로 설계하였다. 또한 3 차원 프린팅으로 제작된 안경테의 구조적 안전성을 평가하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 이때 적층방향별 인장시험을 통해 확보한 직교이방성 물성을 반영하였다. 해석을 통해 가장 안전성이 높게 평가된 적층 방향으로 프린팅을 수행하였고, 제작된 안경테는 조립과정에서 파손 없이 조립됨을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.43-49
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• 2005

방사선물질을 수송하기 위한 용기는 가상 사고조건에서도 안전해야만 한다. 운반용기 설계요구조건은 실험 및 유한요소 해석을 통해 구조적 건전성을 확보하여야 한다. 최근에는 실험보다 유한요소해석을 이용한 방법이 상대적으로 비용이 적기 때문에 주로 사용된다. 그러나 기계적인 반응이 복잡하기 때문에 프로그램을 적용하는 사용자의 방법에 의해 결과가 결정되고 해석하는 동안 여러가지 문제를 발생시킬 수 있다. 본 논문에서, 유한요소해석은 LS-DYNA3D와 ABAQUS/Explicit을 이용하여 운반용기의 9m 자유낙하충격실험에 대한 해석기술과 여러가지 손상을 갖는 경우를 발견하기 위해 연구하였다. 운반용기의 각각의 경우를 비교하고 사용후 핵연료 운반용기의 낙하 실험에 대해서 신뢰할 수 있는 비교적 간단한 해석 기술을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1601-1610
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• 1991

본 연구에서는 3차원 스트레칭 문제의 2차원화가 가능한 주요 단면에 대해서 박막요소와 적층 셸(degenerated shell) 요소를 혼합하여 사용하는 선택적 M/S 방법을 이용하여 2차원 문제로 해석하였다. M/S변환 조건으로는 변형형상의 기하학적 조건 을 고려하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.25-34
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• 2008

프리스트레스트 띠장을 적용한 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 프리스트레스트 띠장을 적용한 흙막이 시스템의 거동을 규명하기 위하여 3 차원 유한요소 모델이 적용되었다. 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 모델링 절차와 방법이 제시되었다. 지반, 벽체, 버팀보 및 프리스트레스트 띠장 시스템을 구성하고 있는 띠장, 받침대, 강선에 대한 모델링과 지반-벽체 그리고 벽체-띠장 간의 접촉면 모델링이 제시되었다. 벽체 횡방향 변위, 버팀보 축력, 프리스트레스트 띠장 시스템 부재인 띠장과 받침대 축력에 대한 유한요소 해석결과가 현장 계측결과와 비교 검증되었다. 검증된 3 차원 유한요소 모델을 이용하여 강선 인장력 변화에 따른 새로운 프리스트레스트 띠장의 휨모멘트와 변형 거동이 규명되었으며 이에 따른 흙막이 벽체 배면에서의 토압 거동이 규명되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.792_793
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• 2009

본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 이용하여 단상유도전동기의 스큐유무에 따른 특성을 비교하였다. 기존 2차원 유한 요소 해석을 이용하는 경우 스큐를 갖는 유도전동기의 해석결과가 갖는 불합리점을 지적하였고 3차원해석과 2차원해석결과를 비교하였다. 그리고 스큐가 있는 경우와 없는 경우의 모델을 3차원 해석하였으며 이를 통해 얻은 다양한 결과를 제시하고 스큐의 영향을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.691-697
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• 2007

보 구조물의 고유치 해석의 경우 보 이론에 근거한 기존의 다양한 방법들을 통해 효율적이고 수월하게 수행이 가능하다. 하지만 보의 단면이 두 가지 이상의 복합재질로 구성되어 있을 경우 전통적인 보 이론을 적용하기 위해서는 단일의 등가 물성을 산출해야할 필요가 있다. 본 논문에서는 복합단면 보 구조물의 효율적인 유한요소 고유치 해석을 위해 등가의 물성을 산출하였다. 이론 연구를 토대로 개발한 연구용 프로그램으로 대표적인 보 구조물에 대한 유한요소 고유치 해석을 수행하였으며, 해석결과에 대한 신뢰성 검증을 위해 상용 소프트웨어인 ANSYS의 3차원 솔리드 모델의 해석결과와 비교하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권10호
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• pp.167-173
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• 2005

The Berkovich nano-indentation is an indentation test method analyzing mechanical properties of materials such as hardness and elastic modulus. The length scale of the penetration is measured in nanometers. Therefore, this method becomes widely useful for analyzing the mechanical property of thin film which can not be measured before. In this paper, comparing two results of the load-displacement curve obtained by the Berkovich nano-indentation and the 3-D finite element analysis, it was confirmed that the 3-D finite element analysis is useful. The phenomenon of pile-up and sink-in due to material properties was discussed by the finite element analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.549-555
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• 2009

본 논문에서는 굽힘과 내압이 가해질 때 미터밴드의 한계하중을 3차원 유한요소해석을 이용하여 연구하였다. 재료는 탄성-완전 소성재료로 가정하였고, 기하학적 선형과 비선형 효과를 고려하여 소성 한계하중을 결정하였다. 본 연구를 위한 해석에서는 다양한 범위의 형상 변수가 고려되었다. 유한요소해석 결과를 바탕으로 굽힘에 관한 보간식을 제시하였다.