• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.672-680
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• 2018

본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 냉장고 얼음 디스펜서 작동 시에 덕트 캡 조립체가 열리는 과정을 해석하고 캡의 개방각도를 평가하였으며, 얼음 배출을 원활하게 하기 위하여 캡의 개방각도를 최대화할 수 있는 설계개선안을 도출하였다. 덕트 캡 조립체의 기존설계안에 대하여 모터 작동 시의 입력회전각에 대한 과도구조해석을 수행하였으며 해석결과, 캡의 개방각도는 레버가 강체일 경우에만 가능한 개방각도 상한값의 78%로 나타났다. 캡 개방각도에 미치는 주요 설계인자의 영향을 검토하기 위한 여러 가지의 설계수정안을 도출하고 해석을 수행하였다. 설계수정안의 해석결과, 레버 재질을 탄성계수가 큰 재질로 변경하거나, 지지부의 위치를 모터 측으로 이동하거나, 레버의 축 직경을 증가시키면 개선효과가 높아지는 것으로 나타났다. 구조설계의 변경에 따라 수반되는 제작비용 측면도 고려하면, 얼음 디스펜서 케이스의 기존 구조를 변경하지 않고 레버 재질만 기존의 합성수지에서 알루미늄합금으로 변경하는 설계수정안이 가장 우수한 것으로 나타났다. 결론적으로, 레버 재질을 알루미늄합금으로 변경하면 캡의 개방각도를 상한값의 95%까지 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서 제시한 해석 방법 및 결과는 얼음 배출이 원활하도록 덕트 캡 조립체의 구조를 설계하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권6호
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• pp.515-522
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• 2005

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작응할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.61-67
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• 2005

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작용할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.489-494
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• 2015

본 연구의 목적은 선박의 충돌에 의해 발생하는 원형단면을 갖는 실린더형 해양구조물의 충격손상을 최소화 시키기 위한 것이다. 기존의 설계기준, 코드 및 선급규정 등에 명시된 충격해석은 해수유체영역이 고려되지 않은 상태로 계산을 수행해 왔다. 본 연구에서는 해수유체영역을 고려한 모델링방법과 동적응답, 변형률, 내부에너지 등의 응답파라미터를 고찰하여 기존에 고려하지 않은 결과와 비교분석하였다. 충돌선박의 선속을 변화시켜 다양한 상태의 하중케이스를 고려하였고 가장 큰 충격하중상태인 2.0m/s에서의 선속에서의 응답결과를 비교분석하였다. ALE방법을 이용하여 해수유체영역을 고려한 경우 해수영역에서의 충격에너지 흡수와 유체감쇠를 통해 응답크기가 더 작고 구조물의 응력과 소성영역의 분포가 고르게 나타났다. 해수유체영역을 고려하지 않은 경우 보다 보수적인 설계가 될 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.105-117
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• 1994

평면(平面)뼈대 구조물(構造物)에 대해 기하학적(幾何學的)인 비선형성(非線形性)과 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 이용한 재료(材料)의 비선형성(非線形性)이 동시에 고려될 수 있도록 한 유한요소이론(有限要素理論) 및 해석방법(解析方法)을 제시한다. 단면(斷面)은 길이방향으로 일정하고, 구형(矩形) 및 I형(形) 단면(斷面)을 갖는 것으로 가정한다. 휨모멘트와 축방향력(軸方向力)의 결합된 효과를 고려한 한계함수(限界凾數) 사용하여 평면(平面)뼈대부재(部材)의 탄소성(彈塑性) 강도(剛度)매트릭스를 유도(誘導)한다. 변위증분법(變位增分法)을 적용하여 탄소성해석(彈塑性解析)에 의한 뼈대 구조물(構造物)의 극한거동(極限擧動)을 추적한다. 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교(比較) 분석(分析)함으로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性) 입증(立證)한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권6호통권79호
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• pp.717-726
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• 2005

본 연구에서는 중심 축하중을 받는 H형강 기둥의 베이스플레이트의 지압응력의 분포와 설계에 대하여 조사하였다. 일반적으로 강구조 기둥의 베이스플레이트는 지압응력이 등분포하다고 가정하고 그 크기와 두께를 결정한다. 그러나 중심 축하중이 적으면 베이스플레이트의 크기도 작아지고 두께도 얇아지며 지압응력은 등분포하게 되지 않으며 기둥단면의 하부에 집중된다. 본 연구에서는 실험적 방법과 해석적 방법으로 지압응력의 분포에 대하여 조사하고 그 결과를 이용하여 설계법을 검토하였다. 7개의 H형강 기둥 베이스플레이트 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 유한요소해석프로그램인 ANSYS를 이용하여 베이스플레이트의 지압응력의 분포를 해석하였다. 연구결과 지압응력은 기둥단면의 하부에 집중되고 등분포하지 않아 강구조 한계상태 설계기준에서의 등분포한 지압응력의 가정은 적정치 않았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.81-92
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• 1998

앵커로 지지된 토류벽의 거동 해석기법에는 한계평형이론해석 (Limit Equilibrium Analysis), 유한요소해석(Finite Element Analysis), 그리고 탄소성보 해석법(Beam on Elasto-Plastic Foundation) 등이 있다. 이 중에서 탄소성보 해석법은 토류벽체의 변위, 휨모멘트, 토압분포 등을 구할 수 있고 유한요소해석에 비해 입력자료가 간편한 장점으로 인하여 널리 사용되어 왔다 (Haliburton. 1968.; Pfister등.. 1982: Briaud와 김 낙경, 1998), 탄소성보 해석법은 토류벽체를 탄성보로 모델링하고 지반을 탄소성 토압-변위 곡선 (Elasto-Plastic p-y Curve)으로 표시되는 스프링으로 모델링 하여 지반-토류벽 상호작용을 해석하는 기법이다. 그러므로 앵커토류벽의 탄소성보 해석법은 실제 거동을 모사할 수 있는 토압-변위 곡선의 구성 여부에 따라 그 해석 결과가 좌우된다. 본 논문에서는 미 국립토질시험장(U.S. National Geotechnical experimentation Site)에서 시공된 앵커토류벽의 변위,휨모멘트 계측자료로부터 Cubic Spline 함수를 이용하여 시공단계별로 토류벽에 작용하는 토압을 산정함으로서 토압-변위 곡선을 구성하였다. 구성된 토압-변위 곡선을 이용하여 탄소성 보해석을 실시하여 실측된 변위 및 휨모멘트와 비교함으로서 실험적인 토압-변위 곡선을 평가하고 시공단계를 적절히 고려할 수 있는 탄소성보 해석기법을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2866-2874
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• 2000

This paper is concerned with the optimum design for external reinforcement of a nuclear reactor pressure vessel(RPV) in a severe accident. During the severe reactor accident of molten core, the temperature and the pressure in the nuclear reactor rise to a certain level depending on the initial and subsequent condition of a severs accident. The reis of the temperature and the internal pressure cause deterioration of the load carrying capacity and could cause failure of the RPV lower head. The deterioration of failure can be mitigated by the external cooling or the reinforcement of the lower head with additional structures. While the external cooling forces the temperature of an RPV to drop to the desired level, the reinforcement of the lower head can attain both the increase of the load carrying capacity and the temperature drop. The reinforcement of the lower head can be optimized to have the maximum effect on the collapse pressure and the temperature at the inner wall. Optimization results are compared to both the result without the reinforcement and the result with the designated reinforcement.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.1011-1019
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• 2015

Insulated gate bipolar transistor (IGBT) 소자는 전동차, 항공기 및 전기 자동차에 가장 많이 사용되는 고전압, 고전력용 전력 반도체이다. 그러나 IGBT 전력소자는 동작 시 발열 온도가 매우 높고, 이로 인해, IGBT 소자의 신뢰성 및 성능에 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 발열 문제를 해결하기 위한 IGBT 모듈 패키지의 방열 설계는 매우 핵심적인 기술이며, 특히, 소자가 동작 한계 온도에 올라가지 않도록 방열 설계를 적절히 수행하여야 한다. 본 논문에서는 전동차에 사용되는 1200 A, 3.3 kV 급 IGBT 모듈 패키지의 열 특성에 대해 수치해석을 이용하여 분석하였다. IGBT 모듈 패키지에 사용되는 다양한 재료 및 소재의 두께에 대한 영향을 분석하였으며, 실험계획법을 이용한 최적화 설계를 수행하였다. 이를 통하여 열 저항을 최소화하기 위한 최적의 방열 설계 가이드 라인을 제시하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.423-430
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• 2010

표면의 균열, 겹침결함, 금형의 코너반경이 작아 재료의 유동성이 낮을 때 발생하는 콜드셧, 부분충진등의 단조결함이 없는 자동차용 단조 플랜지를 생산하기 위해서 열전달, 단류선 흐름, 응력분포를 고려하여 형단조 공정과 금형에 대한 해석을 수행하였다. 축박기(up-set) 단조, 예비성형, 최종성형, 단조압력으로 구성된 단조과정은 유한요소법으로 해석되었다. 예비성형과 상하 금형의 높이비율이 단조공정과 금형에 미치는 영향을 평가하여 예비금형의 각 $10^{\circ}$와 최종 금형의 상하비율 1.5:1이 단조결함이 없는 결과를 나타내었다. 이를 반영한 새로 설계된 금형은 재료강도, 완전충진, 하중한계 13,000 KN 이라는 공정변수를 모두 만족시켰다. 이론 입증을 위해서 개선된 금형과 플랜지가 제작되었으며, 단조결함이 발견되지 않았다.