• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.61-66
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• 2020

최근 치과 시술을 위한 국소마취 시 시술자의 피로감을 줄이고 수동 마취기의 단점을 보완한 다양한 전동형 마취액 주입기가 개발되어 임상에서 사용되고 있다. 이러한 전동형 마취액 주입기기에서는 약물 주입을 위한 압력을 정확하고 일정하게 전달하는 것이 매우 중요한 성능 요소이다. 이러한 전달 압력의 정확성을 평가하기 위하여 로드셀을 이용한 소형의 압력계가 많이 사용되는데, 로드셀 내부의 탄성체가 충분한 변위를 수용할 수 없는 경우가 있어 압력 성능 평가 시 오차를 발생시킬 수도 있다. 이에 본 연구에서는 로드셀 방식의 압력측정기를 이용하여 압력 제어형 압력 인가 장치의 성능을 평가할 때 사용 가능한 비교적 큰 변위 수용이 가능한 실리콘-크롬강(Si-Cr강) 스프링 지그를 제안하였으며 유효성을 평가하였다. 제안된 스프링 지그의 압력 전달률과 상용의 치과용 마취액 주입장치를 이용한 반복 측정 결과, 스프링 지그 사용 시 보다 안정적인 결과를 얻을 수 있었으며, 비정상적으로 높게 측정되는 빈도가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.73-87
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• 2021

잔교식 구조물은 선박을 안전하게 접안하여 화물을 송수신할 수 있는 구조물로서, 포화된 경사지반에 주로 설치된다. 이러한 잔교식 구조물의 내진설계 시 기준서에서는 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 제시하고 있으나, 현재 포화지반에 관입된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 대한 지침은 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 포화지반에 관입된 잔교식 구조물의 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험 및 응답스펙트럼해석을 수행하였다. 동적원심모형실험을 위해 잔교식 안벽 말뚝 중 일부 구간(3×3 군말뚝)을 선정하였으며, 지반 포화 여부에 따라 2가지 모델(건조, 포화)로 분류하였다. 이후 실험 모델에 지반 스프링 방법을 적용하여 응답스펙트럼해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 건조지반 모델 및 액상화가 발생하지 않는 포화지반 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 51% 이내로 발생하였으며, 깊이 별 모멘트를 적절히 모사하는 것으로 나타났다. 그러므로 본 모델의 경우 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.70-78
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• 2023

보통중심가새골조는 단순한 설계절차를 갖는 이점이 있다. 이와 같은 이유로, 지진하중에 대한 내진성능이 다른 골조 시스템에 비해 크게 효과적이지 않음에도 불구하고 중간 또는 낮은 수준의 지진을 받는 소규모 골조 구조물에 널리 사용되어 왔다. 횡방향 지진 하에서 압축 거동에 대해 취약한 가새부재를 갖는 보통중심가새골조의 내진성능을 향상시키기 위해, 통상적으로 점성감쇠기에 의한 내진보강이 도입되어 왔다. 하지만, 점성감쇠기 자체는 일반적으로 구조물을 원래 위치로 복원시킬 수 있는 강성을 갖지 않는다. 이는 구조물에 잔류 변위를 유발시킬 수도 있다. 이 논문에서는 휨강성을 갖는 상·하부 보가 비선형-탄성 스프링 역할을 하여 외부 변위 이력을 받는 스프링-감쇠기 시스템을 원래 위치로 복원시키는 자가복원형 점성감쇠기 시스템이 개발되었다. 단순화된 골조 구조물에 대한 수치해석은 개발된 자가복원형 점성감쇠기 시스템을 포함할 경우 지진이 가해지는 동안 에너지 소산을 통해 어떻게 골조 구조물의 향상된 내진성능을 가져오는지 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.127-136
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• 1985

본(本) 연구(硏究)에서는 접지압분포(接地壓分布)를 포물선(抛物線)으로 가정(假定)한 기계기초(機械基礎)에 수직(垂直) 정규진동(正規振動) 하중(荷重)이 가(加)해질 경우의 진동(振動) 거동(擧動)을 해석(解析)할 수 있는 질량(質量)-스프링-감쇠(感衰)의 일자유도(一自由度)인 단순화 된 애널로그는(analog)를 제안(提案)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)된 애널로그는 탄성(彈性) 반무한체(半無限體) 이론(理論)과 잘 일치(一致)하였다. 또한 본(本) 애널로그는 모형(模型) 콘크리트 기초(基礎)의 수직(垂直) 진동(振動) 실험(實驗)을 통(通)하여 실험치(實驗値)와 비교(比較)하였다. 진동(振動) 실험(實驗)에서 모형(模型) 기초(基礎)는 질량비(質量比)가 각각(各各) 다른 11 개(個)의 원형(圓形) 기초(基礎)를 사용(使用)하였으며 실험(實驗) 지반(地盤)은 모래로 성토(盛土)하여 사용(使用)하였다. 본(本) 실험(實驗)에서 진동(振動) 하중(荷重)은 일정(一定) 진폭(振幅)의 진동(振動) 재하(載荷) 장치(裝置)를 사용(使用)하였으며 진동(振動) 실험(實驗)의 주파수(周波數) 범위는 30~100 Hz 이었다. 실험(實驗) 결과(結果) 공진주파수(共振周波數)는 이론치(理論値)와 잘 부합하였으나 이론(理論) 공진변위(共振變位)와 실측(實測) 공진변위(共振變位)의 비(比)는 0.5~1.7 사이에서 변화(變化)됨을 알 수 있었다. 또한 하중(荷重)이 증가(增加)됨에 따라 공진주파수(共振周波數)는 약간 감소(減小)하며 공진변위(共振變位)는 약간 증가(增加)함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.137-144
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• 2019

근단층 지역에 위치한 교량은 근단층지반운동에 대한 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량의 지진거동특성과 내진안전성을 분석하였다. 근단층지반운동을 생성하고 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 근단층지반운동의 특성으로 인하여 교량은 탄성영역 내에서 거동하였지만 최대모멘트의 발생 위치 등이 설계지반운동을 고려할 때와는 상이한 특성을 보였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권5호
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• pp.1101-1111
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• 2018

This study aims to present accurate soil modeling and validation of a single roadside guardrail post as well as a single concrete pile installed near cut slopes or compacted sloping embankment. The conventional Winkler's elastic spring model and p-y curve approach for horizontal ground cannot directly be applied to sloping ground where ultimate soil resistance is significantly dependent on ground inclination. In this study, both grid-based 3-D FE model and particle-based SPH (smoothed particle hydrodynamics) model available in LS-DYNA have been adopted to predict the static behavior of a laterally loaded guardrail post. The SPH model has potential to eliminate any artificial soil stiffness due to the deterioration of the node-connected Lagrangian soil mesh. For this purpose, this study comprises two parts. Firstly, only 3-D FE modeling has been tested to show the numerical validity for a single concrete pile in sloping ground using Mohr-Coulomb material. However, this material option cannot be implemented for SPH elements. Nevertheless, Mohr-Coulomb model has been used since this material model requires six input soil data that can be obtained from the comparative papers in literatures. Secondly, this work is extended to compute the lateral resistance of a guardrail post located near the slope using the hybrid approach that combines Lagrange FE elements and SPH elements by the suitable node-merging option provided by LS-DYNA. For this analysis, the FHWA soil material developed for application to road-base soils has been used and also allows the application of SPH element.

• Composites Research
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• 제13권3호
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• pp.9-20
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• 2000

모든 층을 한 방향으로 적층하여 횡방향 굽힘과 축방향 인장운동이 연성되어 나타나는 복합재료 외팔보에 다중횡방향 개구형 크랙이 있는 경우에 대하여 자유진동 특성을 고찰하였다. 모든 크랙 위치에서의 파괴역학적 특성을 스프링 상수로 변환하여 산출하고 크랙사이 구간의 보를 전단변형 및 회전관성효과를 포함하여 해밀톤 원리로부터 운동방정식 및 경계조건을 유도하고, 라플라스 변환법을 사용하여 자유진동 특성에 관한 해를 구하였다. 복합재료의 설계 변수로서 섬유 체적비와 적층각을 설정하였으며, 크랙의 외형적 변수로서 크랙의 갯수, 분포 위치 및 크랙 깊이를 설정하여 이들 변수에 대한 고유진동수 및 모드형상의 변화 경향을 도출함으로써 임의의 다수 크랙이 분포되어 있는 보다 실제적인 상황에서의 진동변화에 근거를 둔 비파괴 검사가 이루어질 수 있는 방안에 대하여 연구하였다. 해석 결과 복합재료 보에 단일 크랙이 있는 경우에 비해 다중 크랙이 있는 경우가 여러 가지 변수에 대해 훨씬 복잡한 형태로 나타나고 있음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.45-52
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• 2010

본 연구에서는 Weis-Fogh 메카니즘의 원리를 응용한 수 종류의 추진모델을 간략하고, 이 추진모델을 기계화한 소위 Weis-Fogh 형 모형선을 제작하여, 추진모델 I, II, III의 주행특성과 진동특성을 비교, 검토함과 동시에, 탄성날개가 실선에서도 유효한지 주행실험을 통하여 파악한 것이다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 추진모델 II에 대하여 추진모델 I 및 III의 추력은 각각 1.31배 및 1.43배의 크기로 발생했고, 선속은 각각 1.20배 및 1.23배 증가했다. 탄성날개를 이용한 추진력 개선은 실선에서도, 모든 추진모델에 대해서도 유효했다. 최대진폭 및 RMS값은 열림각 ${\alpha}=15^{\circ}$에서 가장 큰 값을 나타내며, 열림각 ${\alpha}=30^{\circ}$에서 가장 작게 나타났다. 출력성능 면에서 열림각 ${\alpha}=30^{\circ}$, 추진모델 III의 ${\Delta}T=0^{\circ}$의 경우가 비교적 추력이 크고, 진동특성도 우수했다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.429-435
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• 2015

벨로우즈는 줄-톰슨 소형 극저온 냉각기에서 온도조절장치로 사용하는 중요한 부품이다. 벨로우즈는 매우 얇은 쉘로 제작되었으며 내부는 질소기체로 충전되어 있다. 또한 재료는 니켈-코발트 합금이며 이 재질은 $300^{\circ}C$에서 극저온까지 탄성계수와 강도가 변하지 않는 금속이다. 벨로우즈 내부의 기체는 온도가 바뀌면 기체의 압력과 부피가 변하고 결과적으로 벨로우즈가 길이 방향으로 수축 또는 팽창한다. 이 현상을 해석하기 위하여 주어진 온도에서 기체의 상태방정식이 만족될 때까지 수정된 압력하에서 벨로우즈의 변형과 변형된 내부 체적을 반복적으로 계산하였다. 현 연구에서 기체의 온도-부피-압력 상태를 정의하는 식으로 MBWR 상태 방정식이 채택되었다. 제안한 해석 방법론의 타당성을 증명하기 위하여 실험을 수행하였고 비교결과 수치 해는 실험값과 잘 일치하였다.