• 한국기계가공학회지
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• 제20권1호
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• pp.125-131
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• 2021

For the vibration reliability tests, the jigs for mounting the test specimen on a vibration reliability tester are required. The dynamic stabilities of the jigs should be verified before the tests for obtaining the accurate reliability of the test specimen. This paper proposes an analytical technology for ensuring the dynamic structural stability for the test setup including the jig. The technology includes the mode analyses for checking resonance, the harmonic analyses for evaluating the dynamic structural stability of test setup including the jig, and the fatigue analyses for obtaining the durable reliability time with calculating the life cycles at the area of weakness. The cause investigation of the damaged jig during vibration reliability test of a rubber hose and the design of new revised jig are performed by using the technology. The vibration reliability test for the rubber hose with the new revised jig by analysis results is successfully conducted without any problem. Therefore the jig's design technology proposed in this paper may be useful for other items as well.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.73-79
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• 2009

본 논문에서는 승객 보호용으로 지하철 역사에 설치된 PSD(승강장 스크린 도어)의 상부 헤더박스 내에 부착되어 개폐용 유리문을 지지하는 알루미늄 구동(레일)부재에 대한 구조해석과 최적설계를 수행하였다. 구동부재의 볼트 체결부에 대한 엄밀한 구조해석을 위하여 물리적 현상과 일치하도록 상세 유한요소 모델링하여 해석의 정확도를 높였다. 또한 유리문이 구동부재에 걸려 있으면서 개폐될 때 발생하는 하중의 이동상태를 고려한 구조해석 결과, 설계 목표치인 내구 수명 20년이 만족되었다. 구동부재 단면의 단면 길이를 설계변수로 하고 설계제약조건(응력의 최소화, 중량의 감소)에 만족할 수 있도록 반응표면법을 적용한 최적화를 수행하여 15%의 감량 결과를 도출하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.108-115
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• 2015

Electro-mechanical actuator installed on aircraft consists of a decelerator which magnifies the torque in order to rotate an axis connected with aircraft control surface, a control section which controls the motor assembly through receiving orders from cockpit and a motor assembly which rotates the decelerator. Electro-mechanical actuator controls aircraft altitude, position, landing, takeoff, etc. It is an important part of a aircraft. Aircraft maneuvering causes vibrations to electro-mechanical actuator. Vibrations may result in structural fatigue. For that reason, it is necessary to analyze the system structural safety. In order to analyze the system structural safety. It is needed reasonable finite element model and structural response stress closed to real value. In this paper, analytic model is derived by using the simplified finite element model, and damping ratio which is closely related to response stress is derived by using modal test. So, we developed analytic model in less than 10 % error rate, compared with modal test. Vibration response stress close to real value was estimated from analytic model modified with modal experimental damping ratio. Estimation method for damping ratio with empirical formula was suggested partly. Finally, It was proved that electro-mechanical actuator had reasonable structure margin of safety at environmental random $3{\sigma}$ stress during life cycle.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 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.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.99-105
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• 2015

오늘날 환경오염을 방지하기 위하여 화석연료를 사용하지 않는 크루저 보드의 1인승 이동수단이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 안전한 크루저 보드의 설계를 위하여 구조 해석을 수행함으로서 형상에 따른 크루저 보드의 특성들을 분석하고자 한다. 기존의 크루저 보드 모델과 새로운 형상의 크루저 보드 모델 총 두 가지 형상의 모델들을 설계하고, 유한요소해석 프로그램을 이용하여 구조 해석을 수행하여 변형량, 응력 및 피로 수명에 의한 내구성을 연구하였다. 연구 결과, 새로운 형상의 크루저 보드 모델이 최대 변형량은 0.000971mm, 최대 응력은 0.936MPa, 피로 수명은 $1827.7Cycle{\sim}1.887{\times}105Cycle$로서 새로운 모델에서의 모든 연구 결과 값들이 기존의 모델보다 더 양호하게 되어 새로운 모델이 기존의 모델보다 사용하기에 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 더 안전하고 내구성이 있는 크루저 보드의 설계에 기여할 수 있으며, 디자인 면에서 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 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.

• 구강회복응용과학지
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• 제18권3호
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• pp.145-155
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• 2002

본 연구에서는 knitted glass fabric 강화 레진에 대한 치과보철소재로서의 적용가능성을 평가하기 위한 목적으로, 가장 높은 수준의 교합하중이 작용하게 되는 구치부 3본 고정성국소의치에 이 재료를 사용하는 경우에 대해 해석을 수행하였다. 우선 구치부3본 고정성국소의치에 대해 knitted glass fabric 강화 레진을 적용한 두 가지 설계 개념을 상정하였고, 각 설계형상에 대한 유한요소해석을 하였다. 강도 평가를 위해서75N의 생리적인 반복 수직 교합 하중 조건을 부여, 보철물에 유도되는 국소응력을 피로강도측면에서 고찰하였다. 각각의 설계에는 knitted glass fabric을 모재로 하고 보강재로 unidirectional 형의 glass 복합재가 사용되었다. 본 연구에서 개념설계 된 두 가지의 3본 고정성국소의치는 수직 교합 하중 75N 에 대해 충분한 강성과 강도를 가진 것으로 분석되었다. 가공치와 knitted caps사이의 연결 부위에서 국소적인 응력 집중이 관찰되었으나 그 크기는 재료의 피로강도 범위 이내였으며 국소적인 설계변경을 통하여 응력분포를 더욱 개선할 수 있을 것으로 추정하였다. 본 연구를 통해 knitted glass fabric 은 새로운 치과 보철 소재로서의 그 가능성이 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.375-380
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• 2017

본 논문은 한국원자력연구원에서 개발 중인 소듐냉각 고속로 핵연료의 연료봉 하단 마개에 있는 관통구멍과 마운팅 레일의 원기둥 형상과의 접촉부에 발생하는 접촉 손상을 예측하기 위한 가속시험 방법을 연구한 것이다. 가속시험 조건으로서 연료봉의 유체유발진동수 및 진폭을 유한요소 해석을 통하여 구하였다. 약 35000 시간의 연료봉 수명기간을 고려한 가속시험 시간을 결정하기 위해 일반 기계부품류의 신뢰성 평가 방법을 적용하였으며, 이때 가장 보수적인 형상 모수와 원자로 내에서의 연료봉 파손허용 개수 기준 및 연료봉 피복관 재료인 HT-9강의 피로수명 데이터를 이용하였다. 시편의 개수를 5개로 하였을 때, 최종적으로 계산된 가속 시험시간은 각 시편 당 16.5시간이었다. 가속시험 후 전체 시편에 어떠한 접촉손상도 관찰되지 않을 때 연료봉의 수명기간 중 $B_{0.004}$ 수명이 신뢰수준 99%로 보장되는 것으로 평가하였다.

• 한국농공학회지
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• 제31권2호
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• pp.66-81
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• 1989

The characteristics of resilient modulus(Mr) which dominates the life of pavement and the design of pavement were investigated on the test specimens which were cement treated and non-treated of the three different soil types. The results are summarized as follows : 1. The resilient modulus was decreased by increasing the cyclic deviator stress ($\sigma$d) , especially the resilient modulus was gradually decreased or sometimes increased when the value of ad was greater than 0.75- 1. 0kg/cm$^2$. 2. The resilient modulus was increased by increasing the homogeneous confined stress ($\sigma$do) and such phenomena were distinct on the coarse soils. 3. The resilient modulus was increased by increasing the ratio of confined stress(Kc), and this phenomena were eminent on the coarse soils too, and the higher permanent strain was showed by increasing the value of Kc. 4. In the drained cyclic triaxial compression test, the value of ad, Kc, and (Oho) was introduced by the following interrelated equations which were similar to the Mr model of Cole. Kcn/Mr=K1(J$_2$/ $\tau$oct)K2 ............. (coarse soli) Mcn/Mr=K3($\sigma$dp/ $\tau$f)k4 ...............(fine soils) 5. The stress path was not much affected by the value of Mr, however, moisture content, dry desity, and contant of fines affected the value of Mr. 6. In the soil-cement specimens, the resilient compression strain($\varepsilon$d) was decreased by the increment of the $\sigma$ho, and Mr was decreased by increasing the $\sigma$d 7. In the flexible pavement. the cement treated layer should be designed not to fail by the fatigue before the designed traffic load, and actually the pavement could cover the traffic load to a certain extent under the post-crack phase, therefore farther studies on this phenomena' are required in the design analysis. 8. The finite element computer program (ANALYS) was used for displacement analysis of pavement containing the cement-treated layer, The result showed that the program used for this analysis was proved to be usable.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.447-451
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• 2015

본 연구의 목적은 유한요소 해석을 이용하여 항공기 엔진에 장착된 미세 튜브형 열교환기의 작동하중에 대한 특성을 파악하고 구조안전성을 평가하는 것이다. 작동 하중은 열-기계하중이 고려되었다. 항공기 엔진 부품의 특수성으로 인하여 구조적 강성확보뿐만 아니라 고효율, 저중량, 최소체적을 만족하는 형상 설계가 요구 된다. 브레이징한 미세튜브의 기계적물성치 확보를 위해 고온 인장 실험을 수행하였다. Ansys 12.1의 자체 모델러를 이용하여 형상을 모델링하고 유한요소해석을 수행하였다. 열-구조 연성해석을 통하여 튜브를 제외한 모듈형(modular type) 열교환기에 대한 설계방법을 제시하고 구조적 건전성을 평가하였다.