• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.1775-1780
• /
• 2011

본 논문은 요추부의 손상이 심할 경우 척추경 나사시스템이라는 인공물을 이용하여 수술을 하게 되는데, 이때 적용되는 척추경 나사시스템의 역학특성을 분석하였다. 척추경 나사 시스템으로 고정된 디스크는 일반적으로 퇴행되지만, 제안된 플렉시블 로드를 적용할 경우 고정된 디스크에 유연성(6도 이하)을 부여할 수 있어 디스크가 퇴행되는 것을 막아주는 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석을 이용하여 플렉시블 로드를 적용한 척추경 나사 시스템의 역학특성을 분석한 결과, 10N 이하의 척추 거동에서 플렉서블 로드는 항복 응력 이내의 응력 분포가 나타남을 알 수 있었으며. 분석된 플렉시블 로드 시스템은 실제 제작 후 인장, 압축 비틀림 등의 척추경 나사 시스템 공인 규격 실험(ASTM F 1717)을 수행하여 항복 응력 이내의 안정적인 작동성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권10호
• /
• pp.5939-5944
• /
• 2014

폼모니터는 유조선 또는 위험화학품 선적운반선의 화물구역 화재를 진압하기 위해 화물탱크 갑판 상에 필수적으로 설치되어 있는 장치이다. 일반적으로 폼모니터의 주요한 설계 변수는 폼모니터를 통해 분사되는 소방 수의 분사거리이다. 그러나 현재까지 산업계에서는 폼모니터의 분사거리에 대한 수치 해석적 접근 보다는 경험에 근거한 데이터를 바탕으로 설계하고 있다. 따라서 새로운 폼모니터의 형상 설계 시 많은 시간과 비용이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 폼모니터의 분사거리 예측에 대한 수치해석적인 방법을 제시하고 제안된 수치 해석 기법의 결과와 실험 데이터를 비교하여 제안된 해석 방법의 효용성을 검증하였다. 또한 설계 변경 된 폼모니터에 대하여 추가적인 수치해석을 통해 설계방안을 모색하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2013

3차원 균열은 항공기나 압력용기 계통에서 흔히 발견되는 결함중의 하나이다. 균열을 갖는 구조물에 대한 정확한 응력확대계수 해석과 균열성장속도는 파괴강도와 피로수명을 평가하는데 필요로 한다. 3차원 유한요소법은 구조물에 존재하는 표면균열의 응력확대계수를 구하는데 이용되어 진다. 기하모델, 즉 균열을 포함하는 솔리드모델을 정의한 후, 절점이 버켓법에 의해 생성되어 진다. 요소생성은 사변형 솔리드요소를 데라우니 삼각화 기술에 의해 생성하도록 하였다. 시스템의 정확도와 효용성을 체크하기 위해 내압을 받는 원통형용기에 균열이 존재하는 경우의 응력확대계수 해석을 수행하였다. 개발된 시스템을 이용한 해석결과는 ASME 식과 Raju-Newnam식과 비교하여 5%이내의 차이를 보였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.58-63
• /
• 2013

환경 친화적 에너지로 고려되는 LNG(Liquefied Natural Gas)는 그 수요량이 계속 증가하고 있으며, 이에 따라 LNG를 저장하는 LNG저장탱크에 관한 다양한 연구도 활발히 진행되고 있다. 실제 LNG저장탱크의 지진력 산정시 구조물과 지반의 상호작용을 구현하기 위해서는 내부탱크, 외부탱크, 파일 그리고 지반을 함께 모델링하여 유한요소해석을 수행하여야 한다. 따라서 본 연구는 EN 1998-4(European Standard)에 채택되어 있는 Malhotra 방법을 적용하여 세 가지의 내부탱크 모델에 대한 연구를 수행하였으며, 이를 수계산 결과와 비교 분석함으로써 EN코드에 가장 적합한 내부탱크 모델을 구축하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
• /
• pp.1185-1186
• /
• 2007

The UTM-01 developed in 1998 was the first maglev vehicle in Korea for the urban transit maglev (UTM) system. Through the improvement of UTM-01 and development of UTM02, the commercialization of the UTM system is being prepared now. In order to prepare for the commercialization of maglev, it is necessary that an optimal design of the levitation magnet should be provided for the safe operation of the vehicle. The levitation force is formed through the function of magnetic flux density on the top of magnet poles and gap between magnet pole and guide rail. To generate a magnetic field that is high enough to levitate the vehicle, ferromagnetic materials, such as pure iron for magnet pole and SS400 for guide rail, were used. The heat generated by $I^2R$ loss of magnet conductor makes the thermal convection on the surface of magnet including coil and poles. As these two characteristics are nonlinear phenomena, this paper deals with the nonlinear analysis on the magnetic and thermal properties of the U-type levitation magnet by using 3-D finite element method (FEM). Base on the analysis results, a small scale U-type magnet was designed, manufactured, and tested and it was verified that the magnet manufactured was satisfactory to all the design specifications.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.123-135
• /
• 2006

이 연구에서는 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램 형상에 따른 거동특성과 다이아프램 설계방법에 관한 것이다. 강재 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램은 상자형보 하부플랜지로부터 전달되는 집중력을 지지하게 되며, 보와 기둥의 강도 뿐만아니라 접합부의 거동에 큰 영향을 미치게 된다. 기존의 연구에서는 부정정 곡선보 모델로부터 유도된 다이아프램의 응력계산식이 제시되어 있으나, 설계식으로 활용되기에는 계산과정이 난해하고 유도과정이 비합리적이다. 또한 접합부 강도에 대한 다이 아프램의 역할을 고려하지 않음으로써 다이아프램의 합리적인 설계가 이루어 지지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서는 접합부 다이아프램의 설계변수에 대한 비선형 유한요소 해석을 수행하여, 다이아프램의 형상에 따른 강도특성을 검토하였다. 또한 원형기둥-상자형보, 접합부 다이아프램의 이론식이 접합부의 실제 거동과 큰 차이를 나타냄을 확인하였고, 보와 기둥 및 다이아프램 강성을 고려한 강재 원형기둥 접합부 다이아프램의 설계방법을 제안하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제33권12호
• /
• pp.971-977
• /
• 2016

Recently, the problem of the accumulation of fine sludge from the cutting oil generated during machining processes has become a major threat to the environment. The fine sludge has adverse affects on the human body and the environment, and significantly contributes to marine pollution. However, a microfiltration technique that can process the sludge still needs to be studied and developed on a global scale. Therefore, it is necessary to develop eco-friendly equipment such as an ECO vacuum filter system and eco-friendly technologies for processing cutting oil. In this study, a structural analysis was carried out using a finite element method (FEM). Improved models of the suction chamber for the ECO vacuum filter system were proposed based on the analysis of the displacement and stress of the system. The model with the best result was then optimized using the commercial software, ANSYS. It was confirmed that, in the optimized model, displacement and stress were reduced in comparison with the initial model. Finally, the structural stability of the optimized model was verified through analysis.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제33권12호
• /
• pp.979-984
• /
• 2016

Recently, ball screws have been used in machine tools, robot parts, and medical instruments. The demand for ball screws of high precision and reduced size is increasing because of the growth of high value-added industries. Three types of ball screws are typically used: deflector type, end-cap type, and tube type. They are also classified from C0 to C9 according to the precision level. A deflector type ball screw can reduce the variation of rotational torque and the size of the nut of the ball screw is minimized. To ensure the reliable design of ball screws, it is important to perform a structural analysis. The purpose of this study is to perform a stability evaluation through analysis of a deflector type miniature ball screw for weapon systems. The analysis is performed through Finite Elements Method (FEM) simulation to predict characteristics such as deformation, stress, and thermal effects. The interference between the shaft and the deflector for smooth rotation are also studied. Based on the results of the analysis, the development of the deflector type miniature ball screw for weapon systems is performed.

• 터널과지하공간
• /
• 제8권4호
• /
• pp.321-331
• /
• 1998

기술적으로 타당성이 있는 설계와 안전하고 경제적인 시공을 달성하기 위하여 필요한 터널해석의신빙성 확보는 굴착 및 보강작업으로 이루어진 일련의 시공과정을 역학적으로 파악해야 하고 암반과 지보재의 반응 거동에 대한 이해가 선행되어야 한다. 따라서 터널의 굴착으로 야기되는 암반거동과 지보재의 반응거동에 관한 연구를 위해 이론해와 유한요소 프로그램을 사용하였다. 암반-지보 반응거동의분석 결과 숏크리트의 물성에 대한 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다. 단계별 굴착단계를 모사한 3차원 유한요소 해석을 통하여 지반 물성치와 무지보 굴착길이 그리고 측압계수가 하중분담율에 미치는 영향분석을 통하여 하중분담율을 결정할 수 있었다. 이러한 인자들의 경향을 파악함으로써 실제 터널 해석에 적용할 수 있을것이라 판단된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.83-90
• /
• 2016

PURPOSES : Nowadays, cavity phenomena occur increasingly in pavement layers of downtown areas. This leads to an increment in the number of potholes, sinkholes, and other failure on the road. A loss of earth and sand from the pavement plays a key role in the occurrence of cavities, and, hence, a structural-performance evaluation of the pavement is essential. METHODS: The structural performance was evaluated via finite-element analysis using KPRP and KICTPAVE. KPRP was developed in order to formulate a Korean pavement design guide, which is based on a mechanical-empirical pavement design guide (M-EPDG). RESULTS: Installation of the anti-freezing layer yielded a fatigue crack, permanent deformation, and international roughness index (IRI) of 13%, 0.7 cm, and 3.0 m/km, respectively, as determined from the performance analysis conducted via KPRP. These values satisfy the design standards (fatigue crack: 20%, permanent deformation: 1.3 cm, IRI: 3.5 m/km). The results of FEM, using KICTPAVE, are shown in Figures 8~12 and Tables 3~5. CONCLUSIONS: The results of the performance analysis (conducted via KPRP) satisfy the design standards, even if the thickness of the anti-freezing layer is not considered. The corresponding values (i.e., 13%, 0.7 cm, and 3.0 m/km) are obtained for all conditions under which this layer is applied. Furthermore, the stress and strain on the interlayer between the sub-grade and the anti-freezing layer decrease gradually with increasing thickness of the anti-freezing layer. In contrast, the strain on the interlayer between the sub-base and the anti-freezing layer increases gradually with this increase in thickness.