• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.71-74
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• 2005

In manufacturing automotive parts, such as engine cradles, frame rails, subframes, cross-members, and other parts from circular tubes, pre-bending and pre-forming operations are often required prior to the subsequent tubular hydroforming process. During some pre-forming operations, the cross section of a bent circular tube is crushed into an oval-like shape to ensure proper geometry and sufficient clearance in the hydroforming dies. For such applications, the use of oval Instead of circular tubes could be an effective means of eliminating the pre-forming step. The oval tube could also be produced with less thinning and with less strain on the outside of the bend when controlled by a booster system without the use of mandrel. Hence, the understanding of the issues that occur in the bending of oval tubes is worthy of Investigation. This paper presents parametric studies on the bending of oval tubes without a mandrel. The finite element modeling technique is used to examine the deformation characteristics for both circular and oval tubes. In the simulations, the bending process parameters of bend radius, aspect ratio of the tube ovalness, and tube wall thickness are varied. Observations are made to obtain a hoop-buckle limit diagram in terms of a non-dimensional shape degradation factor. Suggestions based upon developed criteria are made on the acceptability of bend tubes suitable for hydroforming applications without the need ofa pre-forming step or the used of a mandrel.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권1호
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• pp.70-76
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• 2017

The pollution problem of fossil energy sources has caused the development of green energy harvesting systems. Piezoelectric energy harvesting technology has been developed under those external environmental factors. A piezoelectric energy harvester can be defined as a device which transforms mechanical vibration or impact energy into electrical energy. Most researches have focused on bender structures. However, these have a limitation on energy efficiency because of the small effective electromechanical coupling factor, around 10%. Therefore, we should look for a new design for energy harvesting. A cymbal energy harvester can be a good candidate for the high-power energy harvester because it uses a high amplification mechanism using endcaps while keeping a higher electromechanical coupling factor. In this research, we focused on energy efficiency improvements of the cymbal energy harvester by changing the polarization direction, because the electromechanical coupling factor of the k33 mode and the k15 mode is larger than that of the k31 mode. Theoretically, we checked the cymbal harvester with radial polarization and it could obtain 6 times larger energy than that with the k31 direction polarization. Furthermore, we verified the theoretical expectation using the finite element method program. Consequently, we could expect a more efficient cymbal harvester with the radial polarization by comparing two polarization directions.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권3호
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• pp.317-328
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• 2023

The soil behaviour can be represented by numerical modelling of element testing using diverse constitutive models. However, not all constitutive models allow the simulation of the stress-strain response at the critical state in granular soils with both contractive and dilative behaviour. Moreover, the accuracy of these models depends highly on the quality of the experimental data used for their calibration. This study addresses the modelling of the critical state behaviour of an alluvial natural soil from the Lower Tagus Valley (south of Portugal), known as TP-Lisbon sand, using the NorSand constitutive law. For this purpose, a series of numerical simulations of element testing was carried out using two algorithms performed in Visual Basic (VB) and Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC). Moreover, this study presents the characterisation of of NorSand parameters from an accurate experimental programme based on triaxial and bender element testing. This experimental program allowed defining: (i) the critical state locus, (ii) the stress-dilatancy, and (iii) the soil elasticity of TP-Lisbon sand -all fundamental to calibrate the contractive and dilative behaviour of such alluvial soil. The results revealed a good agreement between experimental data and NorSand simulations using VB and FLAC. Therefore, this study showed that the quality of laboratory testing procedures and its good interpretation enables NorSand constitutive law to capture representatively the non-associated plastic strains, often expressed by the state parameter, allowing a representation of soil behaviour of alluvial soils within the critical state soil mechanics framework for different state parameters.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.31-37
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• 2014

탄성파는 지반 및 지반환경 관련 과업에서 다양한 형태로 활용되어 왔다. 일반적으로는 현장에서 탄성파 탐사를 수행하여 시추조사와 더불어 지반의 물성값을 평가하는 목적으로 사용되고 있으며, 지하공동의 위치파악 등에도 사용되고 있다. 환경복원이 필요한 버려진 부지에 매립된 유류 저장시설의 위치 파악 등 지반환경공학과 관련하여서도 탄성파의 활용은 활발히 이루어지고 있다. 또한 지반의 미소변형률 구간에서의 지반 거동 분석에도 탄성파를 활용하고 있다. 탄성파의 매질 내 이동속도가 주요 인자로서 활용되고 있는데, 이는 시간 영역과 주파수 영역에서 산정할 수 있다. 시간 영역에서의 탄성파의 이동속도 평가방법은 동일 위상을 갖는 특정한 점들의 시간차이를 분석하는 방법, 상호상관법을 활용한 방법으로 나뉠 수 있다. 주파수 영역에서의 탄성파의 이동속도는 진원과 수신점에서의 입력 파형과 수신파형의 위상 차이를 분석하여 산정할 수 있다. 본 연구에서는 시카고 지역에서 채취한 불교란 빙하퇴적 점성토 시료에 벤더 엘리먼트를 이용한 탄성파 시험을 실시, 동일한 탄성파에 대해 여러 가지 산정 방법을 적용하여 탄성파의 이동속도를 분석하였다. 시간영역에서 탄성파의 이동속도를 분석한 결과 데이터로거의 표본화 주파수에 영향을 크게 받는 것으로 분석되었으며, 신호에 포함되어있는 노이즈 및 수신파형의 요철 특성으로 인하여 같은 위상을 갖는 점을 정확히 찾는 것은 불가능하였다. 상호상관법으로 분석한 경우도 입력 파형과 수신파형의 주기의 차이로 인해 탄성파의 정확한 이동속도를 산정하는 것은 불가능하였다. 주파수 영역에서의 이동속도 산정의 경우 영채우기를 통해 주파수 분해능을 개선시킬 수 있어 데이터로거의 표본화 주파수에 영향을 받지 않았다. 과도파 사용으로 인한 지배주파수가 유일 값이 아닌 범위로 나타나는 단점이 있었으나, 지배주파수 범위 내의 탄성파의 이동속도의 범위는 시간 영역에서 산정한 값보다 정밀한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권5호
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• pp.739-752
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• 2017

This study was intended to evaluate the improved strength of the ground by applying the bio grouting method to a loose sandy ground. The injection material was prepared in the form of cement-like powder, with the bio injection material produced by microbial reactions. The grouting test was conducted under the conditions similar to the field where the bio injection material can be applied. In addition, the injection materials (cement and sodium silicate No. 3) used for Labile Waterglass (LW) method and the conventional grouting methodwere prepared through a two-solution one-step process. The injection into the specimens was done at a pressure of 150 kPa and then, with a bender element, their moduliof elasticity were measured on the 7th, 14th, 21st and 28th curingdays to analyze their strengths according to the duration of curing. It was confirmed that in all injection materials the moduli of elasticity increased over time. In particular, when 30% of the bio injection material was added to 100% cement, the modulus of elasticity tended to increase by about 15%. This confirmed that the applicability became higher when the bio injection material was used in place of the conventional sodium silicate.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권7호
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• pp.164-169
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• 2005

The micro-gripper system is one of the systems that should be improved in the respect of performance for practical usage. In the previous works, the important issues are considered and presented using axiomatic design approach. In this paper, the functional requirements and design parameters are evaluated in order to improve the performance and efficiency of the system. The evaluation is a very difficult task since many variables are related to the outcomes. To provide a basis for correct design decisions, axiomatic design principles have been advanced. Since the framework of axiomatic design makes design issues easier to understand when they are analyzed, we used those as an evaluation tool. The object of the system is to handle micro-size parts. Main device is a micro-gripper using two bender-typed and one stack-typed PZTs as actuators. And it has three tips made of tungsten wires fur holding function. Also the system must satisfy other functional requirements for appropriate handling performance. The results of this study show design improvements of micro-gripper system such as structural change of gripper, additional element, and integration of physical parts. Axiomatic design guides presented suitable design parameters corresponding to functional requirements and made the design elements improve through diagrams of whole system.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.3-10
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• 2010

Case study was carried out on the interpretation of the mechanical behavior of a severely damaged reinforced earth wall comprising geotextile with the concrete panel facing. In this part I, the outline of the damaged reinforced earth wall is in detail described. The background and cause of the damage are discussed based on the results of site investigation. The engineering properties of the fill were examined by performing various in-situ and laboratory tests, including the surface wave survey (SWS), PS-logging, RI-logging, soaking test, the direct shear box (DSB) test, bender element (BE) test, etc. The background as well as the cause for the damage of the wall may be described such that i) a considerable amount of settlement took place over a 3m thick weak soil layer in the lower part of the reinforced earth due to seepage of rainfall water, ii) the weight of the upper fill was partially supported by the geo-textile hooked on the concrete panels (n.b., named conveniently "hammock state" in this paper), and iii) the concrete panels to form the hammock were severely damaged by the unexpectedly large downwards compression force triggered by the tension force of the geotextile. The numerical simulation for the hammock state of the wall, together with counter-measures to re- stabilize the wall is subsequently described in Part II.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.111-122
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• 2012

딜라토메터 시험과 동시에 탄성파 속도와 전기비저항 값을 도출할 수 있는 전기비저항 탄성파 Flat DMT 장비를 소개하였다. 탄성파 속도 측정 부분의 신뢰성을 높이기 위해서 자동 가진원, PC기반 신호 획득 장비 및 운영 프로그램의 개발을 통해 자동화 시스템을 구축하였다. 실제 전기비저항 측정을 위해서 전기비저항 측정 모듈의 거리계수를 실험적으로 도출하였다. 개발된 장비의 현장 검증 실험을 연약 지반 개량 공사가 진행될 부지에서 수행하였으며 비교를 위해 SPT, 피에조 콘, 벤더 엘리먼트 실험 및 지표면 전기비저항 탐사 등을 동시에 수행하였다. 개발된 장비를 통해서 한 번의 관입 실험으로 다양한 지반 정수의 도출이 가능하였으며 모든 측정 모듈에서 반복성 및 신뢰성을 확인함으로써 개발된 장비를 검증하고 적용성을 평가할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.41-48
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• 2022

전단파 속도를 기반으로 포화 지반의 최대 전단탄성계수를 산정하는데 이용되는 매질의 밀도가 명확하지 않아 이를 결정하고자 검증식을 구성하고, 시나리오를 수립하여 실내 실험결과와 비교하였다. 매질의 밀도는 포화, 습윤, 건조, 수중 밀도 조건으로 가정하였고, 각 경우별 건조지반 전단파속도 대비 포화지반 전단파속도의 비를 산정하였다. 포화 밀도 가정시 전단파속도 비는 공진주 실험 결과에 의한 전단파속도 비와 일치하였고, 습윤 밀도 가정시에는 벤더엘리먼트 실험 결과에 의한 값과 일치하였다. 이는 특성 주파수를 경계로 흙입자와 유체의 거동을 정의하는 Biot(1956)의 이론과 일치하는 결과이며, 일반적으로 고려되는 지진의 주파수 범위를 고려한다면 포화 지반에서는 포화 밀도를 적용하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.23-32
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• 2013

해상풍력 기초로 사용되는 모노포드 석션 버켓기초의 지지력 거동에 대하여 원심모형실험과 수치해석을 통하여 연구하였다. 대상 구조물은 서해안 지역을 대상으로 검토된 해상풍력타워 기초로, 실트질 모래층에 설치하는 것으로 설계되었다. 원심모형실험에 사용된 모형지반은 대상 지반과 유사한 물성을 갖도록 조성하였다. 실험 가속 상태에서 소형 콘 관입시험과 벤더 엘리먼트를 사용한 전단파속도 측정을 통하여 물성을 평가하고 모사 대상 지반과의 유사성을 검증하였다. 원심모형실험으로 해상풍력 기초에 작용하는 하중을 재하하고 거동을 계측할 수 있도록 실험 시스템을 구축하였고, 모노포드 석션 버켓기초의 하중-회전각 관계를 통해서 지지력 거동을 평가하였다. 최적의 실험 조건을 선정 및 검증하기 위하여 수치해석을 수행하였으며, 모델의 자중, 모델과 경계면의 거리 및 지반 탄성계수의 변화에 따른 지지력 거동의 차이를 검토하였다.