• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.661-667
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• 2002

Welding-induced buckling distortion is one of the most problematic concerns in both design and fabrication of welded thin-plate structures. This paper deals with experimental and numerical results of the welding-induced longitudinal and/or buckling distortion occurring in welding of 6mm-thick AH36 high strength steel plates. Effects of the heat input and the plate size on the distortion were experimentally evaluated for square plates. Bead-on-plate welding was performed with the submerged arc welding process along the middle line of plate specimens. Experimental results showed that the longitudinal distortion made a single curvature in the plate, and the distortion magnitude along the weld centerline was proportional to the heat input and the plate size. The experimental results were used to examine the validity of the numerical simulation procedure for welding-induced distortion where the longitudinal distortion mode and magnitude were numerically quantified. Three-dimensional, large deformation, welding simulations were performed for selected weld models. Numerical results of the distortion mode and magnitude were in a good agreement with experimental ones. Depending on the presence of halting the distortion growth during the cooling cycle of welding, the condition discriminating buckling distortion from longitudinal distortion was established. Eigenvalue analyses were performed to check the buckling instability of tested plates with different sizes subjected to different heat inputs. The perturbation load pattern for the analysis was extracted from longitudinal inherent strain distributions. Critical buckling curve from the eigenvalue analyses revealed that the buckling instability is manifested when plate size or heat input increases.

• 대한치과보철학회지
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• 제49권3호
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• pp.214-221
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• 2011

연구 목적: 기존 대부분의 유한요소 연구에서는 100%의 골-임플란트 접촉을 가정하여 왔으나 인간사체연구(human retrieval study)에서는 골-임플란트 부착비율이 20-80%라고 보고되었다. 본 연구에서는 비선형 삼차원 유한요소법을 이용하여 실제적인 골-임플란트 접촉을 재현하기 위해 무작위 골접촉 양상을 비교연구하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 컴퓨터단층촬영에서 얻은 영상을 근거로 하여 제작한 골모형에 두 가지 디자인의 임플란트(MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$, Inplant$^{(R)})$를 상악제2소구치에 해당하는 위치에 식립한 모형을 만들었다. 골질은 골형 2로서 Lekholm과 Zarb의 분류를 따랐다. 각 임플란트 디자인마다 두 가지(40%, 70%)의골-임플란트 접촉비율을 가정하였다. 각디자인과 골접촉율마다 5개의 모형을 제작하여 총 40 개의 모형을 만들었다. 이골-임플란트 접촉을 무작위 섞기방식(random shuffle method)으로 하였고 피질골과 해면골을 다 포함하여 골유착을 시킨 군(wholly randomized osseointegration; W)과 피질골과 해면골을 분리하여 골접촉시키기 위해서 각 0.75 mm마다 무작위 골접촉을 시킨 군(segmentally randomized osseointegration; S)을 비교연구하였다. 결과: 골-임플란트 접촉율이나 임플란트 디자인에 상관없이 W군과 S군 간 maximum von Mises strain의 평균에 있어서 유의성 있는 차이가 없었다(P=.939). 골-임플란트 접촉율이40%보다70%가 von Mises strain이 유의하게 낮았다(P=.007). 골-임플란트 접촉율이 40%일때는 Inplant$^{(R)}$과 MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$의 변형율 간에는 유의성 있는 차이가 없었으나(P=.116), 골-임플란트 접촉율이 70%일때 Inplant$^{(R)}$에서는 $4886{\pm}1034\;{\mu}m/m$, MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$에서는 $7134{\pm}1232\;{\mu}m/m$로서 Inplant$^{(R)}$의 von Mises strain이MK III Br${\aa}$nemark$^{(R)}$의 것보다 유의하게 낮았다(P<.0001). 결론: 골-임플란트 접촉을 가정함에 있어서 무작위 섞기방식(random shuffle method)을 이용하여 임플란트 전체에 대해서나 피질골과 해면골을 분리하여 무작위 골-임플란트 접촉을 시키든 간에 통계적으로 유의한 차이가 없어서 표본의 크기에 상관없이 둘 다 유효한 방법이라 할 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권1호
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• pp.21-33
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• 2014

Background: Significant technological development and changes happened in the tractor industries. Contrariwise, the test procedures of the major standard development organizations (SDO's) remained unchanged or with a little modification over the years, demanding new tractor test standards or improvement of existing ones for tractor performance, safety, and comfort. Purpose: This study focuses on reviewing the research trends regarding performance, safety and comfort evaluation of agricultural tractors. Based on this review, few recommendations were proposed to revise or improve the current test standards. Review: Tractor power take-off power test using the DC electric dynamometer reduced human error in the testing process and increased the accuracy of the test results. GPS signals were used to determine acceleration and converted into torque. High capacity double extended octagonal ring dynamometer has been designed to measure drawbar forces. Numerical optimization methodology has been used to design three-point hitch. Numerous technologies, driving strategies, and transmission characteristics are being considered for reducing emissions of gaseous and particulate pollutants. Engine emission control technology standards need to be revised to meet the exhaust regulations for agricultural tractors. Finite Element Analysis (FEA) program has been used to design Roll-Over Protective Structures (ROPS). Program and methodology has been presented for testing tractor brake systems. Whole-body vibration emission levels have been found to be very dependent upon the nature of field operation performed, and the test track techniques required development/adaptation to improve their suitability during standardized assessment. Emphasizes should be given to improve visibility and thermal environment inside the cab for tractor operator. Tractors need to be evaluated under electromagnetic compatibility test conditions due to large growing of electronic devices. Research trends reviewed in this paper can be considered for possible revision or improvement of tractor performance, safety, and comfort test standards.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.163-173
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• 2012

원형강관의 접합부는 다양한 상세를 가지고 있으며 접합부가 항복에 이를 경우 복잡한 국부변형을 유발한다. 이러한 접합부의 국부변형을 고려한 단순화된 설계식의 제안은 매우 어려운 문제이다. 원형강관접합부 설계를 위한 현행 한국구조기준(KBC 2009)에서는 AISC의 설계식과 매우 유사한 단순화된 설계식을 제시하고 있다. 현행 설계식은 원형강관 부재의 재질에 대하여 항복강도는 최대 360MPa 항복비는 0.8로 각각 제한하고 있어서 구조기준에서 제한하는 최대항복강도 이상의 강재를 사용할 경우에는 유사 상세접합부를 대상으로 구조실험이나 합리적인 해석 등을 통하여 안전성을 검증한 후 사용하도록 하고 있다. 본 논문에서는 고강도강재(HSB600)와 일반구조용강재 (SS400)를 이용한 원형강관-직각방향 거셋플레이트 접합부에 횡력(수평력)이 작용하는 실험과 정밀모델 유한요소해석을 실시하였다. 유한요소해석 및 실험결과를 현행 설계식과 비교분석하여 향후 접합부 설계식의 개정에 기초적 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.49-53
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• 2022

초박형 유리(Ultra-Thin Glass, UTG)는 디스플레이 보호용 커버 윈도우로 폴더블(foldable) 디스플레이에 사용되고 있으며, 향후에는 롤러블(rollable) 디스플레이나 다양한 플렉시블(flexible) 전자기기에 확대 적용될 것으로 예상되고 있다. 폴더블 디스플레이의 경우, 사용자들에 의해 굽힘과 터치 펜에 의해 충격을 받게 되고, 이 외에도 낙하 등 다른 외부충격에 쉽게 노출되어 있다. 초박형 유리는 100 ㎛ 이하로 두께가 얇고 취성하여 여러 외부 충격에 의해 쉽게 균열이나 파단이 발생할 수 있고, 이러한 균열이나 파단은 폴더블 디스플레이에 심각한 신뢰성 문제를 야기한다. 따라서, 본 연구에서는 초박형 유리의 내충격 신뢰성을 평가하는 펜 낙하 실험을 유한 요소 모델로 구성하고, 초박형 유리의 내충격 신뢰성을 향상시키기 위한 기계적 모델링을 진행하였다. 초박형 유리층 상부 혹은 하부에 보강층을 삽입했을 때, 펜 낙하에 의해 초박형 유리층에 작용하는 응력 메커니즘을 분석하였고, 그에 따라 신뢰성 향상을 위한 최적의 구조를 제시하였다. 또한 초박형 유리의 강도에 따른 최대 펜 낙하 높이를 예측할 수 있도록 펜 낙하 높이에 따라 초박형 유리층에 작용하는 최대 주 응력 값을 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.29-33
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• 2011

솔더와 PCB Cu 패드와 솔더 경계면에서 발생하는 수직응력과 수평응력을 분석하여 PGA 패키지의 신뢰성 향상을 위한 리드핀의 형상설계에 대한 연구를 수행하였다. 이와 같은 연구를 위해 리드핀의 $20^{\circ}$ 각도 굽힘 변형과 50 ${\mu}m$ 인장조건에서 4인자 3수준의 다구찌 최적설계와 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 리드핀의 헤드곡면과 PCB Cu 패드가 접촉하는 폭(d2)이 솔더에서 발생하는 응력감소에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 계산되었다. 또한, 다 구찌법의 파라메타 설계에 의해 기존 리드핀 형상모델에 비해 약 18.7%의 등가 von Mises 응력이 감소하는 형상을 도출하였다. 한편, 최대 수직응력이 발생하는 위치가 PCB의 Cu 패드와 솔더의 외곽이 접촉하는 위치이고 최대 수평응력이 발생하는 위치가 SR 층과 솔더의 외곽표면이 접촉하는 위치임을 파악하여, PGA 패키지의 박리 불량은 솔더의 외곽부터 발생하여 내부로 진행될 것으로 예측되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.283-292
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• 2007

본 연구는 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 열적 특성 및 구조 거동을 예측할 수 있는 비정상 온도 분포 해석 및 비선형 유한요소해석 기법 개발에 관한 것으로써, 범용 유한요소해석 프로그램인 DIANA를 이용하여 화재에 의한 고온을 받는 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석을 수행하고 그 결과를 비교분석하였다. 고온을 받는 철근콘크리트 골조에 대한 수치해석은 시간의존 비정상 온도 분포 해석과 비선형 유한요소해석의 2단계로 진행된다. 비정상 온도 분포 해석에서는 열전도율, 열용량, 열팽창계수에 대한 시간의존 변수를 온도 함수로 표현하여 이를 고려하였으며, 비선형 유한요소해석에 있어서는 콘크리트의 비선형성과 균열을 고려하기 위하여 파괴 역학적 관점을 도입하였다. 또한 철근콘크리트 단순보에 대한 내화 실험을 실시하여, 재료의 열적 특성 및 해석 기법에 대한 검증을 실시하였다. 이러한 해석 기법을 철근콘크리트 골조로 확장하여 열에 의한 콘크리트 및 철근의 역학적 물성 변화 요인을 고려한 해석을 통하여 각각의 변수에 대한 비교 분석을 수행하였다. 본 연구에서의 고온 환경하의 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 유한요소해석기법은 온도에 따른 재료의 열적 특성 및 역학적 성능 및 화재-온도 곡선을 자유롭게 입력하여 고려할 수 있으며, 추후 관련 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.1-8
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• 2010

푸리에 급수는 사인 곡선처럼 일정한 진폭으로 진동하는 정규파(wave)를 사용한다. 그래서 푸리에 급수에서 사용하는 함수는 진동수의 크기가 시간에 따라 변하지 않기 때문에 국부적인 영역에서 급작스런 진동이나 불연속성을 갖는 신호를 표현하기에는 한계가 있다. 그러나 이러한 푸리에 해석의 단점을 여러개의 적절한 웨이블렛의 선형조합에 의해 보완할 수 있는 것이 웨이블렛 급수해석이다. 시간에 집중되어진 궤적의 작은 잔파(wavelet)를 사용함으로써 시간과 주기의 폭을 변화시킬 수 있기 때문에 유동적이고, 특이(singular)형상을 지닌 신호들을 보다 효율적으로 표현할 수 있다. 이 연구의 주요 목적은 웨이블렛 급수해석이라고 불리는 방법을 2계 편미분방정식으로 표현되는 1차원 축방향 부재에 웨이블렛 이론을 적용함과 동시에 유한요소법과 같은 수치해석법과의 비교를 통해 성능평가를 위해 제안되었다. 여러 형태의 웨이블렛 함수의 검토 후에 HAT 함수가 웨이블렛 및 스케일링 함수로 채택되었다. 등분포하중을 받는 경우의 축방향 부재해석에서 제안된 방법은 유한요소법과 같이 효율적임을 보이며, 특히 응력특이점에서는 더 정확한 값을 보였으며, 계산시간도 절약되는 장점을 얻을 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권1호
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• pp.70-81
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• 2009

연구목적: 캔틸레버의 위치와 길이는 임플란트와 보철물 또한 주위 골조직의 응력분포에 중요한 영향을 미친다. 하악 무치악의 경우 기존에는 양측 이공사이에 4-6개의 임플란트를 식립하고 상부보철물을 캔틸레버형으로 제작해왔는데 캔틸레버 부위에 무리한 하중이 작용하게 되면 응력의 집중과 굽힘 현상으로 인하여 최후방 임플란트 부위의 지지골 파괴와 임플란트 및 상부 보철물의 파절을 초래했다. 이러한 캔틸레버의 약점을 보완하기 위해 1992년 McCartney가 Rest implant 개념을 2003년에는 $Mal{\acute{o}}$ 등이 All-on-Four implant 개념을 소개하여 기존 보철물의 캔틸레버 길이를 줄이려고 노력하였다. 재료 및 방법: 기존의 캔틸레버형 보철물과 rest implant, All-on-Four implant 시스템을 삼차원 모델링하여 하중을 제 1대구치 부위에 수직으로 300 N, 수평으로 설측에서 협측으로 75 N을 가하여 지지골과 임플란트, 상부보철물에 발생하는 응력의 크기와 분포 및 분산양상을 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS (Ver. 10.0, Swanson Analysis System Inc., USA)를 이용하여 분석하였다. 결과: 1. 레스트 임플란트 및 All-on-Four 임플란트법은 기존 방법에 비해 하악골과 상부 보철물의 응력 분산에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 2. 지지골, 임플란트, 상부 보철물에서의 응력분산은 레스트 임플란트가 가장 우수한 것으로 나타났다. 3. 같은 개수의 임플란트인 경우 후방 임플란트를 경사시켜 캔틸레버의 양을 줄이는 것이 기존 방식에 비해 저작압 분산에 유리하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.285-292
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• 2012

일반적으로 콘크리트 구조물은 보와 기둥이 서로 강결되어 있으며, 이러한 경우 강진에 의해 연결부에서 심각한 손상이 발생할 수 있다. 이를 저감시키면서 내진성능을 향상시키기 위한 다양한 연결 형태가 연구되어지고 있다. 그 한 예로 연결부에서의 회전을 허용하는 연결형식이 있으며 보나 기둥, 그리고 전단벽에 응용되고 있다. 이러한 회전형 구조요소들은 횡방향 거동시 비선형 힘-변위 관계를 나타내는데, 그 원인은 연결부의 회전으로 인한 접촉면의 깊이(contact depth)가 줄어듦과 동시에 요소의 각 단면에서의 응력이 비선형적으로 분포되는 탄성힌지 구간이 존재하기 때문이다. 이 연구에서는 축방향 하중(공칭강도의 5%와 10%)과 경계조건(양단구속 형식, 캔틸레버 형식), 세장비(L/d = 5, 7, 10) 등의 변수를 고려한 유한요소해석을 통해 회전형 기둥의 탄성힌지 구간 또는 길이를 분석하였다. 그 결과 이 세가지 변수는 탄성힌지길이 변화에는 직접적인 영향을 주지 않았으며 다만 접촉면의 깊이에 의해 지배됨을 알 수 있었다. 이 탄성힌지길이는 opening state부터 발생하기 시작하여 rocking point까지(pre-rocking 구간) 증가하였으나 그 이후(post-rocking 구간)에서는 일정한 값을 보였다. 탄성힌지길이에 대한 유한요소해석 결과를 이론적 예측식인 반무한모델(half space model)의 결과와 비교하였다.