• 한국기계가공학회지
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• 제16권4호
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• pp.38-45
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• 2017

A finite element analysis-based approach which investigates the causes of the breakdown in the outer ring of the choke at hot rod rolling mill is presented. Two-dimensional drawings of the whole vertical-type mill stand are transformed into three-dimensional CAD models. Non-linear elasto-plastic deformation analysis of material at the roll gap is performed for computing roll force and torque of the work roll. Then, the reaction forces of the bearing rings together with a set of roller bearings that support the work roll are obtained by means of rigid body motion analysis. Finally, stress behaviors in the bearing rings together with a set of roller bearings that support the work roll are investigated by linear elastic analysis. Results reveal that stress at the contact area between the outer ring and roller bearing is extraordinary high when an internal gap between an external surface of the outer ring and the internal surface of the chock due to wear of the inside of the chock occurs.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권3호
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• pp.203-209
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• 2010

An application of the instrumented indentation technique has been expanded from the measurements of hardness and elastic modulus to the analysis of residual stress. A slope of the indentation loading curve increases (or decreases) according to compressive (or tensile) residual stress. A theoretical equation has been established for quantifying residual stress from the slope change. However, a precise observation of the remnant indents is indispensible because the theoretical approach needs actual contact information. In addition, the conventional hardness test is still used for predicting the residual stress distribution of welded joints. Thus, we observed the three-dimensional morphologies of the remnant indents formed on artificial stress states and analyzed stress effects on morphological recovery of the indents. First, a depth recovery ratio, which has been regarded as a sensitive stress indicator, did not show a clear dependency with the residual stress. Thus an analysis on volumetric recovery was tried in this study and yielded a inverse proportional behavior with the residual stress. In addition, an elastic to plastic volume recovery ratio showed more significant correlation with the residual stress.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1663-1666
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• 2007

The finite element method is applied to analyze the deformation mechanisms in the closed-cell Al foam under the compression. The modeling of the real cellular structure proceeds with the concept of the reverse engineering. First of all, the small, $10{\times}\;10{\times}\;10mm^3$ sized specimens of the closed-cell Al foam are prepared. The micro focus X-ray CTsystem of SHIMADZU Corp. is used to scan the full structures of the specimens. The scanned structures are converted to the geometric surfaces and solids through the software for 3-D scan data processing, RapidFormTMof INUS Tech. Inc. Then the solid meshes are directly generated on the converted geometric solids for the finite element analysis. The large elastic-plastic deformation and 3-D contact problems for the Al cellular material are considered. The clear and successful analysis for the deformation mechanisms in the closed-cell Al foam is carried out through the comparison of the numerical results in this research with the referred experimental ones.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.37-44
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• 2019

결합 기반 페리다이나믹 모델은 간단한 재료 모델을 통해 취성 재료의 다양한 동적 파괴 특성을 확인할 수 있었지만, 다양한 재료 구성 모델을 표현하는데 많은 한계점이 나타났다. 특히, 절점 간 결합이 서로 독립적으로 작용하여 포아송 비가 고정되고 전단 변형이 표현되는 않는 문제점이 있다. 상태 기반 페리다이나믹 모델은 보다 일반화되고 엄밀한 재료 모델링이 가능하며, 모든 결합의 변형 정보를 통해 각 절점의 거동이 계산되기 때문에 결합 기반 모델에서 표현하지 못한 전단 변형까지도 표현 가능하다. 본 연구에서는 상태 기반 페리다이나믹 모델을 통해 재료 모델을 구성하고, 소성 흐름 법칙으로부터 재료의 완전 소성 거동을 표현할 수 있도록 간단한 재료 모델을 구성한다. 평판 수치 예제를 통해 구성된 완전 소성 재료 모델을 검증하고 응력 변형 곡선을 확인한다. 또한 비국부 접촉 모델링을 통해 서로 다른 두 물체가 충돌하는 현상을 모사하여, 화강암반 모델의 고속 충돌 파괴 해석을 수행하고 결과분석 및 실험현상과 비교한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.249-263
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• 2017

팽창형 강관 록볼트의 설치 전 단면 형상은 ${\Omega}$형이어서, 팽창 중 거동은 기하학적 비선형 특성을 보인다. 기존 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동에 관한 연구는 주로 이론적 방법이었다. 하지만 이론적 방법은 팽창형 강관 록볼트의 등방 팽창을 가정하므로, 실제 거동을 지나치게 단순화하였다. 본 연구에서는 강관 팽창 거동의 비선형성과 다양한 영향 특성을 고려한 수치해석을 이용하여, 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동을 모사하였다. 본 해석을 통해 강관의 팽창 과정, 접촉응력 분포, 평균 접촉 응력 및 접촉 면적의 변화를 분석하였다. 암반의 탄소성 조건에 따라 강관의 접촉응력이 다르게 나타났는데, 탄성 조건의 암반에 설치된 강관에 비해 탄소성 조건의 암반에 설치된 강관에서 작은 접촉응력이 발생했다. 또한 암반의 강성에 따라 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동이 달라졌다. 주어진 해석 조건에서 암반 강성이 0.5 GPa 이하 일 때 강관은 완전히 펴지지만, 암반 강성이 0.5 GPa보다 클 때 완전히 펴지지 않았다. 강관이 완전히 펴진 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 증가했지만, 강관이 완전히 펴지지 않은 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 감소했다.

• 대한치과보철학회지
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• 제44권4호
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• pp.414-420
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• 2006

Purpose : The purpose of this study is to use finite element analysis to predict the fatigue life of an implant system subjected to fatigue load by mastication (chewing force). The reliability and the stability of implant system can be defined in terms of the fatigue strength. Not only an implant is expensive but also it is almost impossible to correct after it is inserted. From a bio-engineering standpoint, the fatigue strength of the dental implant system must be evaluated by simulation (FEA). Material and Methods Finite element analysis and fatigue test are performed to estimate the fatigue strength of the implant system. Mesh of implant is generated with the actual shape and size. In this paper, the fatigue strength of implant system is estimated. U-fit (T. Strong, Korea, internal type). The stress field in implant is calculated by elastic-plastic finite element analysis. The equivalent fatigue stress, considering the contact and preload stretching of a screw by torque for tightening an abutment, is obtained by means of Sine's method. To evaluate the reliability of the calculated fatigue strength, fatigue test is performed. Results: A comparison of the calculated fatigue strength with experimental data showed the validity and accuracy of the proposed method. The initiation points of the fatigue failure in the implant system exist in the region of high equivalent fatigue stress values. Conclusion: The above proposed method for fatigue life estimation tan be applied to other configurations of the differently designed and improved implant. In order to prove reliability of prototype implant, fatigue test should be executed. The proposed method is economical for the prediction of fatigue life because fatigue testing, which is time consuming and precision-dependent, is not required.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.51-61
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• 1993

본 연구에서는 에너지법으로 축대칭 박판성형 공정을 해석할 때, Lee와 Yang 이 제안한 방법을 적용함에 있어 굽힘효과를 효과적으로 고려할 수 있는 방법을 제안 하고 축대칭 컵드로잉 공정을 해석하여 본 이론의 타당성을 입증하고자 한다. 굽힘 효과는 박판소재를 몇개의 층(layer)으로 나눈 뒤, 각 층에서 소비되는 변형에너지를 합하여 전체 에너지를 최소화시킴으로써 고려하였다. 해석시 펀치 목부분과 다이목 부분에서의 접촉압력은 각각 균일한 분포를 갖는 것으로 가정하였다. 본 이론의 타 당성을 입증하기 위하여 계산결과를 실험치 및 탄소성 유한요소해석 결과와 비교하였 다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.533-544
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• 2016

This paper provides a reference to determine the seal performance of metallic O-rings for a reactor pressure vessel (RPV). A nonlinear elastic-plastic model of an O-ring was constructed by the finite element method to analyze its intrinsic properties. It is also validated by experiments on scaled samples. The effects of the compression ratio, the geometrical parameters of the O-ring, and the structure parameters of the groove on the flange are discussed in detail. The results showed that the numerical analysis of the O-ring agrees well with the experimental data, the compression ratio has an important role in the distribution and magnitude of contact stress, and a suitable gap between the sidewall and groove can improve the sealing capability of the O-ring. After the optimization of the sealing structure, some key parameters of the O-ring (i.e., compression ratio, cross-section diameter, wall thickness, sidewall gap) have been recommended for application in megakilowatt class nuclear power plants. Furthermore, air tightness and thermal cycling tests were performed to verify the rationality of the finite element method and to reliably evaluate the sealing performance of a RPV.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.217-226
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• 2018

차량의 측면은 전면이나 후면과 다르게 비대칭으로 설계되어있기 때문에 측면충돌이 일어나는 경우 충돌부위에 따라 차체의 변형정도가 크게 달라진다. 충돌로 인하여 차체에 탄성 및 소성 변형이 일어날 때 운동에너지가 차체로 흡수되어 운동량이 감소하게 된다. 일반적으로 교통사고분석은 충돌 후 차량의 거동을 운동량 보존법칙으로 분석하며 차체의 변형에 따른 에너지 흡수량은 반발계수를 적용해 그 오차를 보정한다. 본 연구에서는 차체의 구조와 각 부품의 재료특성을 적용한 유한요소 차량모델을 LS-DYNA로 해석하였으며, 그 결과를 분석하여 SUV와 승용차의 측면충돌에서 차량의 접촉부위에 따른 반발계수와 충돌감지시간을 도출하였다. 최종적으로 산출된 반발계수와 충돌감지시간을 실제 교통사고 사례에 적용하였을 때 결과오차의 개선효과를 얻었다. 유한요소해석 모델을 이용하여 도출한 초기 입력값을 적용했을 때 기존의 분석기법보다 해석의 신뢰도가 높다는 결과를 얻게 되었다.