• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1137-1143
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• 2010

가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제43권2호
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• pp.77-82
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• 2017

Objectives: The aim of this study was to compare the mechanical resistance of four different osteosyntheses modeled in two different sagittal split ramus osteotomy (SSRO) designs and to determine the linear loading in a universal testing machine. Materials and Methods: An in vitro experiment was conducted with 40 polyurethane hemimandibles. The samples were divided into two groups based on osteotomy design; Group I, right angles between osteotomies and Group II, no right angles between osteotomies. In each group, the hemimandibles were distributed into four subgroups according to the osteosynthesis method, using one 4-hole 2.0 mm conventional or locking plate, with or without one bicortical screw with a length of 12.0 mm (hybrid technique). Each subgroup contained five samples and was subjected to a linear loading test in a universal testing machine. Results: The peak load and peak displacement were compared for statistical significance using PASW Statistics 18.0 (IBM Co., USA). In general, there was no difference between the peak load and peak displacement related to osteotomy design. However, when the subgroups were compared, the osteotomy without right angles offered higher mechanical resistance when one conventional or locking 2.0 mm plate was used. One locking plate with one bicortical screw showed higher mechanical resistance ($162.72{\pm}42.55N$), and these results were statistically significantly compared to one conventional plate with monocortical screws (P=0.016) and one locking plate with monocortical screws (P=0.012). The difference in peak displacement was not statistically significant based on osteotomy design or internal fixation system configuration. Conclusion: The placement of one bicortical screw in the distal region promoted better stabilization of SSRO. The osteotomy design did not influence the mechanical behavior of SSRO when the hybrid technique was applied.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.9-16
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• 2014

레벨셋 기법과 위상민감도를 이용하여 선형 탄성 구조물에 대하여, 초기 설계형상에 의존성이 없는 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 레벨셋 기법에서는 복잡한 위상 형상변화를 쉽게 다루기 위해 초기 영역은 고정한 채 레벨셋 함수로 표현되는 암시적 이동경계로 경계를 표현한다. 해밀턴-자코비(H-J) 방정식과 수치적으로 강건한 기법인 'up-wind scheme'은 컴플라이언스 목적함수를 최소화시키고 허용체적 제약조건을 만족시키면서, 초기 암시적 경계를 법선 속도장에 따라 최적의 형상으로 이끌어 낸다. 점근적인 정규화 개념에 근거하여, 구멍의 반지름을 0으로 접근시켜 형상 미분의 극한을 취한 위상민감도를 고려하였다. 최적조건으로부터 유도된 라그란지안의 감소 방향을 이용하여 H-J 방정식을 갱신하기 위한 속도장을 결정하였다. 개발한 방법에서는 위상민감도로부터 얻어지는 지표를 이용하여 구멍을 언제든지 어디에서나 생성가능하기 때문에 초기 구멍이 최적 형상을 얻기 위해 요구되지 않는다는 사실을 확인하였다. 또한 효율적인 최적화 과정을 위해서는 구멍 생성을 위한 조정변수의 적절한 선택이 중요함을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.513-523
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• 2015

H형강 철골 모멘트 골조에서는 기둥의 강축 방향 용접 모멘트접합부를 활용하는 것이 구조적으로 가장 이상적이다. 하지만, 모멘트 골조가 직교하는 경우, 기둥의 약축 방향으로도 용접 모멘트접합부를 사용해야 한다. 국내에서는 특히 강축 및 약축 방향 모두를 용접 모멘트접합부를 자주 사용하는 관행이 있다. 대표적인 연성내진상세인 RBS(reduced beam section, 보단면감소)접합부의 경우 국내외적으로 강축접합 위주로 실험연구가 진행되어 약축 RBS 용접모멘트접합부에 대한 실험자료가 매우 희소하다. 본 연구에서는 RBS를 도입한 약축 용접 모멘트접합부의 내진성능을 실험적으로 고찰하였다. Gilton-Uang (2002)의 선행연구를 참고하여 보 플랜지는 연속판과 맞댐용접하고 웨브는 전단이음판과 C-형 필릿용접부로 설계하여 실험을 수행하였다. 보에 사용된 강재가 내진용 강재가 아닌 일반 SS400 강재임에도 불구하고 3% 이상의 소성회전각을 발휘하였다. 제한된 결과이긴 하지만, 전단이음판과 보 웨브 사이의 C-형 필릿용접부 설계에서 보 웨브에 작용하는 휨모멘트와 전단력의 편심의 영향을 구체적으로 고찰할 필요가 있는 것으로 판단된다. 본 실험결과를 토대로 전단이음판 부근의 보 웨브 파단을 방지할 수 있는 C-형 필릿용접 형상 및 설계방안을 제안하였다. 보 플랜지와 연속판의 완전용입 용접부는 맞댄이음(butt joint) 형식이 되어 국부좌굴에 취약하고 이로 인해 피로파괴가 발생하는 경향이 있으므로 용접작업에 지장이 없는 범위에서 용접접근공(스켈럽)의 크기를 최소화할 필요가 있다. RBS형상, 스틱아웃, 트림, 연속판 두께 증가 등과 같이 이미 검증된 약축 모멘트 용접접합부의 내진상세들은 따르는 것이 바람직하다.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.158-167
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• 2014

본 연구의 궁극적 목표는 현장의 구조설계자들이 복합재 평판의 전단좌굴 설계허용치를 설정할 때 사용할 수 있는 환산계수(이론값과 실험값의 차이를 보정하는 계수)를 제공하는 것이다. 이를 위해서는 광범위한 시험과 해석이 필요하며, 본 연구에서는 일단계로, 복합재 평판의 전단좌굴시험을 위해 단축인장하중을 받는 프레임 형태의 치구를 설계하고, 시험과 해석을 수행하여 그 타당성을 검토하였다. 치구의 최종 형상은 시편의 크기, 치구의 치수, 체결볼트의 수 등의 변수들이 전단좌굴하중에 미치는 영향에 대한 인자연구를 통해 결정하였다. 시험 및 해석 결과, 설계된 프레임이 의도한대로 전단좌굴을 효과적으로 유도하는 것을 확인하였다. 그러나 시험에서는 시편이 치구에 고정되어야 하므로 시편의 크기가 달라지게 되어, 시험값과 해석값의 차이가 존재하였다. 특히 원공이 커질수록, 또한 단순지지 경계조건일 경우에는 그 차이가 더 크게 나타났다. 본 연구의 결과 고정지지 전단좌굴의 경우 설계된 프레임 형태 치구를 그대로 사용할 수 있을 것으로 보이지만, 단순지지 경계일 경우 경계조건 설정방법의 수정이 필요할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권1호
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• pp.126-132
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• 2018

본 연구에서는 쌍동형 카페리에 다수 존재하는 유공판의 좌굴강도 설계 수행 결과 및 개선사항을 논의하고 있다. 카페리와 같이 길이가 50미터 이상이고, 길이/폭의 비가 12보다 큰 중/소형 고속선박은 상대적으로 두께가 얇고 연강을 사용함으로서 좌굴강도가 취약해질 가능성이 농후하다. 특히, 작업자의 접근 및 통로로 활용되는 유공판에서 좌굴강도가 취약해질 가능성이 있다. 안전한 구조설계를 위해서는 유공주위의 면내 하중 재 분포에 의한 좌굴강도 및 최종강도에 대한 명확한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 유공판의 좌굴 및 최종강도 특성에 영향을 미치는 매개변수의 영향을 종합적으로 고려하기 위하여 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용한 비선형시리즈 해석을 수행하였으며, 주요 변수(종횡비, 유공비, 유공형상)들에 대한 영향을 검토하였다. 이 결과를 바탕으로 하여, 유공판의 좌굴강도를 결정짓는 가장 큰 인자는 유공비였으며, 종횡비와 유공의 형상은 그 영향이 미비하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권1호
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• pp.47-57
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• 2010

임플란트-골 계면상에 미세동요 없이 회복기를 가지는 것은 골융합을 위해서 필수적이다. 이를 위해 임플란트의 초기 안정성은 성공적인 예후를 위해서 중요한 요건이다. 충분한 골질과 골량은 임플란트의 초기 안정성과 조기 실패 방지를 위해 중요한 요소이지만, 임플란트가 갖는 외형적 특성이 초기 안정성에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구는 임플란트의 형태가 초기 안정성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 골질에 따라 피질골과 해면골의 두께가 서로 다른 모형골에 straight body의 US II, GS II, SS II system과 tapered body의 GS III system (OSSTEM Implant Co., Seoul, Korea) 임플란트를 식립하고 식립 회전력과 공진 주파수 및 동요도를 측정하였다. 이번 실험에서 초기 안정성에 주요한 영향을 미치는 요소는 골질로 나타났다. 임플란트의 형태에 따라 이중 나사선을 가지는 GS II 임플란트가 초기 안정성은 높게 나타났으며 tapered 한 임플란트가 straight 임플란트에 비해서 높은 초기 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 또한 tapered 임플란트 식립 시 임플란트의 외형과 조화된 식립구를 형성하는 것이 피질골이 두꺼운 경우 피질골에 과도한 압축력을 감소시키고 반대의 경우 해면골로부터 좀 더 많은 골고정을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.581-586
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• 2018

주철 맨홀뚜껑은 제조과정에서 환경오염을 유발하며, 작업환경은 매우 열악하다. 또한, 맨홀 뚜껑의 높이와 도로 표면의 높이가 일치하지 않은 경우에는 많은 불편을 초래하며 안전에도 문제를 야기한다. 본 연구에서는 주철 맨홀뚜껑을 대체할 수 있고, 도로 노면 공사 시 도로 노면 높이와 맨홀 뚜껑의 높이를 동일하게 맞추기 용이한 높이 조절이 가능한 강재 맨홀 뚜껑 구조를 제안하였다. 요구되는 품질 성능을 만족시키기 위한 맨홀 뚜껑의 구조에 대한 설계변수를 파악하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 요구되는 내하중 용량을 만족하는 맨홀뚜껑을 제작하기 위하여 ㄷ자 모양의 보강대에 대하여 최적 설계를 수행하였다. 높이조절부의 원통과 하부 프레임 원통은 강판을 굽힘 가공하여 원형의 형상으로 만든 후 용접에 의하여 제작하였다. 또한, 보강대도 강판을 굽힘 가공하여 제작하였다. 높이 조절용 홈은 CNC 밀링머신에 의하여 가공하였다. 4차례의 시제품을 제작하여 내하중 실험을 수행하였으며, 시험의 결과를 반영하여 새로이 제작하였다. 내하중 시험에서 용접부의 파손은 발생하지 않았으며, 주로 변형은 높이조절 홈과 가셋트 판이 접촉하는 부위에서 발생하였다. 450kN의 부하 하중에 의해 1~2.7mm의 변형이 발생하지만, 하중을 제거한 후에 거의 잔류변형이 없으며, 맨홀뚜껑의 분해 및 재조립이 가능하기 때문에 내하중 평가도 만족하는 것으로 판정받았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.102-109
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• 2017

디젤 분사시스템의 고압펌프는 저압으로 공급된 연료를 압축하여 고압 연료로 만들고 엔진 작동조건에 따라 커먼레일의 연료를 요구되는 압력수준으로 유지한다. 고압펌프는 차량의 전체 수명기간 동안 연료를 2000 bar에 달하는 고압으로 압축하여 원활히 동작해야 하므로 설계기술, 재료의 내구성, 고도의 가공정밀도가 요구된다. 이 연구에서는 1-플런저 레이디얼 피스톤 펌프 형태의 고압펌프에 대한 시뮬레이션 모델을 상용 소프트웨어인 AMESimpp의 서브 모델들을 이용하여 개발하고, 고압펌프의 동작특성을 살펴보기 위해 시뮬레이션을 실시한다. 주요한 시뮬레이션 내용들은 입구 및 출구 밸브의 변위, 유량, 압력 특성, 캠의 토크 특성, 그리고 연료 미터링밸브의 압력 제어 특성과 오버플로밸브의 동작 특성이다. 또한 입구 밸브의 구멍지름과 스프링 초기력 등의 파라미터 변화에 따른 입구 및 출구 밸브의 유량과 커먼레일 압력 등의 고압펌프의 동작 특성과 응답 특성을 시뮬레이션을 통해 검토한다. 이를 통해서 개발된 펌프 모델의 동작이 논리적으로 타당함을 제시하고, 고압펌프를 설계변경하거나 개발초기에 설계변수들의 설정과 튜닝에 활용할 수 있는 시뮬레이션 모델을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.2674-2685
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• 1997

본 논문에서는 국내향 800MHz CDMA 와 PCS(CDMA 방식)에서 동시에 사용될 수 있는 이동통신 전화기의 핵심부품인 이중대역 전력증폭기 모듈에 대한 연구를 기술하였다. CDMA 방식의 전화기가 갖는 사용빈도가 가장 높은 출력(1O-15dBm)이 선형영역인점을 고려하여 종단전력증폭용 GaAs FET의 DC 동작점을 B급으로 제한하므로서 배터리 사용시간을 연장하였다. 따라서 낮은 동작점에서도 우수한 선형성을 가진 2개의 Plastic GaAS FET로서 모듈을 구현하였고 입출력단에 주파수 분리회로를 설계하여 2개의 주파수 대역을 사용할수 있게 하였다. 모듈의 소형화를 위해 다층기판을 사용하였으며 협소한 전송선로간의 전자기결합과 가판 각 층간의 via hole 등은 전자기 해석을 통해 회로 설계에 반영하였다. 모듈 전체 크기는 O.96CC($22{\times}14.5{\times}3mm^3$) 이고 출력 10~l5dBm에서 모듈 총전류는 130mA이다. 선형특성은 출력 28dBm(CDMA, 800MHz)와 23.5dBm(PCS)에서 IS-95에서 규정하는 ACPR(Adjacent Channel Power Rejection)보다 2-3dB 여유도를 가진다.