• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권3호
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• pp.26-31
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• 2007

This paper addresses a method for structural optimum design of composite rotor blade. The basic model of a composite helicopter main rotor blade is designed and its parameters determining the structural/dynamic properties are studied. Through the investigation of flap/lag/torsional stiffness, the structural properties of the model are analyzed. In this study, helicopter rotor blades are analyzed by using VABS. The computer program VABS (Variational Asymptotic Beam Section Analysis) uses the variational asymptotic method to split a three-dimensional nonlinear elasticity problem into a two dimensional cross-sectional analysis and a one-dimensional nonlinear beam problem. This is accomplished by taking advantage of certain small parameters inherent to beam-like structures. In addition, the rotational stability of the blade is estimated by the frequency diagram from FE analysis(MSC.Patran/Nastran) to understand its vibrational property. From the result, design parameters to determine and optimize the properties of the model are presented.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.13-18
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• 2001

This paper deals with finite element analysis for free vibration and forced sine vibration of Ka- and Ku- bend antenna structures using MSC/PATRAN/NASTRAN. The structures are designed to satisfy minimum resonance frequency requirement in order to decouple the dynamic interaction of the satellite with the spacecraft bus structure. From the forced sinusoidal vibration, we have observed output acceleration versus input in X-,Y- and Z- direction, based on base excitation using large mass method. The results of finite elements analysis can be used as the reference data for the experimental test of satellite antenna, resulting in the reduction of cost and time by predicting and complementing experimental data.

• Computers and Concrete
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• 제8권3호
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• pp.327-341
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• 2011

Three-dimensional graphic objects created by MATLAB are exported to the AUTOCAD program through the MATLAB handle functions. The imported SAT format files are used to produce the finite element mesh for MSC.PATRAN. Based on the Monte-Carlo random sample principle, the material heterogeneity of cement composites with randomly distributed fibers is described by the WEIBULL distribution function. In this paper, a concept called "soft region" including micro-defects, micro-voids, etc. is put forward for the simulation of crack propagation in fiber-reinforced cement composites. The performance of the numerical model is demonstrated by several examples involving crack initiation and growth in the composites under three-dimensional stress conditions: tensile loading; compressive loading and crack growth along a bimaterial interface.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권4호
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• pp.935-946
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• 2014

This paper investigates the noise transmission performance of industrial mufflers widely used in ships based on the CAE modeling and simulation. Since the industrial mufflers have very complicated internal structures, the conventional Transfer Matrix Method (TMM) is of limited use. The CAE modeling and simulation is therefore required to incorporate commercial softwares: CATIA for geometry modeling, MSC/PATRAN for FE meshing and LMS/SYSNOISE for analysis. Main sources of difficulties in this study are led by complicated arrangement of reactive elements, perforated walls and absorption materials. The reactive elements and absorbent materials are modeled by applying boundary conditions given by impedance. The perforated walls are modeled by applying the transfer impedance on the duplicated node mesh. The CAE approach presented in this paper is verified by comparing with the theoretical solution of a concentric-tube resonator and is applied for industrial mufflers.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.114.2-114.2
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• 2013

위성체가 임무를 수행하는 우주환경은 지상 환경과 달리 고진공, 고온 및 극저온의 가혹한 환경 이다. 이에 $10^{-5}$ Torr 이하의 고진공과 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 및 고온의 환경조건을 지상에서 모사하기 위해서는 열진공챔버와 같은 우주환경모사장비가 사용된다. 위성체를 열진공챔버에 설치하고 우주환경모사 시험의 월할한 진행을 위하여 열진공챔버 내 레일을 설치하여 열진공시험 준비 및 열진공시험이 수행되어진다. 현재 위성체 연구개발의 발전으로 다양한 기능 및 장비의 추가로 인하여 위성체가 대형화 되어지고 있다. 이에 보다 안전한 시험 준비 및 수행을 위하여 현재 운용되어지고 있는 열진공챔버의 개선이 필요하다. 이에 본 연구에서는 상용유한요소해석 프로그램 MSC.PATRAN/NASTRAN을 사용하여 대형 위성체의 우주환경모사 시험을 위한 열진공챔버 내 레일에 대한 구조 안선성을 평가 하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.21-27
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• 2020

항공기는 임무수행을 위해 다양한 외부 장착물을 장착해야 한다. 이러한 외부 장착물은 경우에 따라서 구조적 불안정성을 발생시키는 원인이 될 수 있기 때문에 항공기와 외부 장착물 간의 영향성 평가가 필요하다. 이를 위해 외부 장착물을 반영한 항공기 동특성 해석을 수행하게 되는데, 항공기 동특성 해석용 유한요소 모델은 최소의 절점과 요소를 사용하면서도 해당 구성품의 동특성을 최대한 정확하게 모사할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 MSC Patran/Nastran을 사용하여 외부 연료탱크와 장착 파일런의 동특성 해석용 스틱모델을 구축하였다. 등가 강도 계산을 위해 간단한 빔 이론을 적용하여 각 부품의 스틱모델을 구축하고 상세모델과의 모드 비교를 통해 생성된 스틱모델의 적합성을 확인하였다. 그리고, 외부 연료탱크가 장착된 파일런의 스틱모델 조립체의 모달해석을 수행하여 항공기 동특성 해석을 위해 요구되는 기본 모드들이 잘 추출되는 것을 확인하였다. 최종적으로 상세모델 조립체와 스틱모델 조립체 간 모드들의 오차를 비교하여 구축된 스틱모델 조립체가 항공기 동특성 해석용으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.625-633
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• 2014

본 논문에서는 액화천연가스 운송을 위해 사용되는 맴브레인형 Mark III 화물창 시스템의 주요 구조물인, 방열 판 구조물의 파손 강도 평가를 수행한 내용을 다루고 있다. Mark III 방열 판 구조물을 복합적층 구조물로 고려하였으며 상용화된 범용 유한요소 프로그램인 MSC사의 PATRAN과 MARC를 사용하여 Mark III 방열 판 구조물의 유한요소 모델을 개발하였다. 특히, 액화천연가스 화물의 특성으로 인해 Mark III 방열 판 구조물이 접하는 상온에서 극저온에 이르는 광범위한 온도 분포에 따른 재료 물성치 변화를 유한요소 모델에 포함하였다. 이 유한요소 모델을 기반으로 파손 강도 평가 절차가 확립되었으며, 이 때 Mark III 방열 판 구조물의 파손 발생 여부를 판단하기 위해 Hashin, Hill, Hoffman, maximum stress, 그리고 Tsai-Wu와 같은 이방성 파손 기준들을 사용하였다. Mark III 방열 판 구조물의 전반적인 구조적 거동을 이해하였으며 이후 초기 파손 영역에서 강도 평가를 수행하여 파손이 발생되었을 때의 위치와 하중 등을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권4호
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• pp.212-223
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• 2021

본 논문에서는 해양구조물의 배관에 작용하는 환경조건과 구조물의 움직임에 따른 구조안전성 평가를 수행하였다. 배관에 작용하는 조건은 N₂ generator의 설계 조건을 분석하여 최고온도와 최저온도 조건을 적용하였다. 구조물의 움직임은 DNV 규칙에 따라 계산하여 적용하였다. 각각의 조건을 조합하고 열 하중, 운동 하중 그리고 배관지지대의 유무에 따라 총 26가지 하중 조합을 구성하였고 상용프로그램인 MSC Patran/Nastran을 이용하여 해석을 진행하였다. 열해석은 Steady-state 방법인 Sol 153, 열-구조 연성 해석은 Linear-static 방법인 Sol 101을 각각 적용하여 수행하였다. 해석 결과, Set 1과 Set 2에서는 배관 내의 온도가 낮을수록, Set 3에서는 온도가 높을수록, Set 4에서는 배관 내외부의 온도 차가 클수록 응력이 증가하는 경향이 있었다. 하지만, 온도 하중만 있는 조건과 운동 하중만 있는 조건에서의 응력의 합이 두 하중의 복합 하중 조건에서의 응력과 같은 값을 나타내지는 않았다. 즉, 운동 하중에 의한 영향은 운동의 방향, 배관의 배치나 지지대의 위치 등에 따라 달라진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 설계 시점에서 배관에 작용하는 운동 하중의 크기와 방향, 배관의 배치 그리고 배관 지지대의 위치 등을 종합적으로 고려할 필요가 있다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제3권4호
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• pp.427-445
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• 2016

Star sensors are the attitude estimation sensors of the satellite orbiting in its path. It gives information to the control station on the earth about where the satellite is heading towards. It captures the images of a predetermined reference star. By comparing this image with that of the one captured from the earth, exact position of the satellite is determined. In the process of imaging, stray lights are eliminated from reaching the optic lens by the mechanical enclosures of the star sensors called Baffles. Research in space domain in the last few years is mainly focused on increased payload capacity and reduction in launch cost. In this paper, a star sensor baffle made of Aluminium is considered for the study. In order to minimize the component weight, material wastage and to improve the structural performance, an alternate material to Aluminium is investigated. Carbon Fiber Reinforced Polymer is found to be a better substitute in this regard. Design optimisation studies are carried out by adopting suitable design modifications like implementing an additional L-shaped flange, Upward flange projections, downward flange projections etc. A better configuration of the baffle, satisfying the design requirements and achieving manufacturing feasibility is attained. Geometrical modeling of the baffle is done by using UNIGRAPHICS-Nx7.5(R). Structural behavior of the baffle is analysed by FE analysis such as normal mode analysis, linear static analysis, and linear buckling analysis using MSC/PATRAN(R), MSC-NASTRAN(R) as the solver to validate the stiffness, strength and stability requirements respectively. Effect of the layup sequence and the fiber orientation angle of the composite layup on the stiffness are also studied.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제29권1호
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• pp.14-25
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• 2003

The purpose of this study was to analyze the stress pattern in different bone densities surrounding fin-type implant fixtures under the vertical and inclined loads ($30^{\circ}) of 200N. Von-Mises stress, the pricipal stress, and the displacement on the implant fixtures under the loads were calculated by using the finite element method. Four different types of bicon implant fixture were used for this study. The geometries of implant fixtures to develop the model were used by a sales brochure and profile project. Three-dimensional finite element model of the mandible was developed with 6.0 mm implant in diameter wurrounded by approximately 2.5 mm of bone. Bone densities were classified according to the elastic modulus of the tree. The finite element program MSC PATRAN (MSC, Software Corp., USA) were used for analysis of stress distribution. The value of the Von-Mises stress, the pricipal stress, and the displacement on the implant fixtures under the vertical and inclined loads were decreased when the diameter of implant fixture was increased, and increased when the elastic modulus was decreased. The stress on implant fixture under the vertical and inclined loads was distributed through the length of implant fixtures in D3 and D4. The distribution of stress was influenced by the direction of loads. In the wide diameter of implants, the stress was developed at outer surface of bone. In conclusion, this study suggest that stress developing on the peri-implant tissues might be influenced by the dimension of implant, elastic modulus of bone, and direction of loads.