• International Journal of CAD/CAM
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• 제7권1호
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• pp.11-20
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• 2007

A topology optimization methodology, named "smooth boundary topology optimization," is proposed to overcome the shortcomings of cell-based methods. Material boundary is represented by B-spline curves and their control points are considered as design variables. The design is improved by either creating a hole or moving control points. To determine which is more beneficial, a selection criterion is defined. Once determined to create a hole, it is represented by a new B-spline and recognized as a new boundary. Because the proposed method deals with the control points of B-spline as design variables, their total number is much smaller than cell-based methods and it ensures smooth boundaries. Differences between our method and level set method are also discussed. It is shown that our method is a natural way of obtaining smooth boundary topology design effectively combining computer graphics technique and design sensitivity analysis.

• 열처리공학회지
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• 제36권4호
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• pp.237-241
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• 2023

Recently, research on flexible sensors for personal health management has been gaining attention. In this study, we fabricated a crack-based flexible sensor in thin film form to measure the pulse on the wrist. We evaluated the characteristics of the sensor based on the curing conditions of the PDMS (Polydimethylsiloxane) film to optimize the sensor's gauge factor. The modulus of PDMS varies depending on the curing conditions. In this case, the modulus of PDMS has a significant influence on crack formation, leading to changes in the sensitivity of the sensor. This study examined the changes in the gauge factor associated with these variations.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.402-407
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• 2001

Sensitivity analysis scheme is developed in the elasto-plastic finite element method with explicit time integration using direct differentiation method. The direct differentiation is concerned with the time integration, constitutive relation, shell element with reduced integration and the contact scheme. Sensitivity analysis results are mainly examined with the highly nonlinear and quasi-static problem with the complicated contact condition. The result shows stable sensitivity especially in the sheet metal forming analysis.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.418-423
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• 2008

Among various sensitivity evaluation techniques, semi-analytical method is quite popular since this method is more advantageous than analytical method and global finite difference method. However, SAM reveals severe inaccuracy problem when relatively large rigid body motions are identified for individual elements. Such errors result from the numerical differentiation of the pseudo load vector calculated by the finite difference scheme. In the present study, the adjoint variable method combined with complex variable is proposed to obtain the shape and size sensitivity for structural optimization. The complex variable can present accurate results regardless of the perturbation size as well as easy to be implemented. Through a few numerical examples of the static problem for the structural sensitivity, the efficiency and reliability of the adjoint variable method combined with complex variable is demonstrated.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.141-152
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• 1993

본 연구에서는 축대칭 열전도 고체의 형상설계민감도 해석을 위하여 2차원 문 제를 다룬 Lee, Choi와 Kwak의 방법을 축대칭 문제로 확장하였다.축대칭 형태로 표 시된 직접 및 간접 경계적분방정식의 정식화에 기초하여 전미분방접과 보조변수방법으 로 형상최적화 문제에서 발생하는 일반적인 성능 범함수의 형상설계민감도 공식을 유 도하고, 온도 및 열속의 제한조건에 이를 응용하였다. 제시된 민감도해석방법의 정 확성을 검증하기 위하여 해석적인 해를 갖는 원통문제와 구문제를 다루었는데, 두 문 제에 대하여 민감도 공식을 이용하여 수치계산된 결과를 해석적인 민감도와 비교하였 다. 또한 복잡한 수치해로서 냉각핀(cooling fin)문제를 다루었으며, 민감도 공식에 의한 계산 결과를 유한차분(finite difference)으로 수치미분한 결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.461-466
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• 2013

섬유강화 복합재료는 무게 절감을 위해 다양한 공학 분야에 널리 사용되고 있다. 각 층의 재료 물성치는 일반적인 금속재료에 비해 더 불확실한 것으로 알려져 있으며 하중 방향에 따라 매우 민감하게 반응한다. 그러므로, 복합재 적층판의 설계에서 불확실성을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 COMSOL과 MATLAB을 이용하여 끝단 변위가 설계 요구조건으로 정의된 경우, 재료 물성치를 확률변수로 하는 복합재 적층판에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 또한 근사기법의 효율성과 정확성을 확인하고 확률론적 민감도 해석을 수행하였다. 결과적으로 수중 비행체의 비행자세 안정장치에 대한 개선된 설계 방법의 적용가능성을 제시할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제21권6호
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• pp.440-445
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• 2012

Contact-type Linear Encoder-like Capacitive Displacement Sensor (CLECDiS) is a novel displacement sensor which has wide measurable range with high resolution. The sensor, however, is very sensitive to relative rotational alignment between stator and mover of the sensor as well as its displacement. In addition to, there can be some disturbances in the relative rotational alignment, so some noises occur in the sensor's output signal by the disturbances. This negative effect of the high sensitivity may become larger as increasing sensitivity. Therefore, this negative effect of the high sensitivity has to be compensated and reduced to achieve nanometer resolution of the sensor. In this study, a new type capacitive linear encoder with a mechanical guide is presented to reduce the relative rotational alignment problem. The presented method is not only to reduce the alignment problem, but also to assemble the sensor to the stage conveniently. The method is based on a new type CLECDiS that has mechanical guide autonomously. In the presented sensor, when the device is fabricated by micro-machining, the guide-rail is also fabricated on the surface of the sensor. By the direct fabrication of the guide-rail with high precision micro-machining, errors of the guide-rail can be reduced significantly. In addition, a manual yaw alignment is not required to obtain large magnitude of the output signal after the assembly of the sensor and the stage. The sensor movement is going to follow the guide-rail automatically. The prototype sensor was fabricated using the presented method, and we verify the feasibility experimentally.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.131-138
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• 2010

최근에 철도의 고속화에 따라 차량의 경량화가 요구되기 때문에 알루미늄을 적용한 차량이 증가하고 있다. 알루미늄 차량의 차체는 대부분이 가스용접을 사용하였으나, 이 용접방법은 접합부의 기계적 성질이 모재에 비해 상당히 저하되는 경향이 있다. Hitachi, Bombardier 등의 철도 선진 제작사를 중심으로 가스용접에 비해 접합부의 기계적 성질이 우수한 마찰교반용접을 알루미늄 차체의 용접에 적용하고 있다. 본 논문에서는 철도차량에 사용되고 있는 A6005의 알루미늄 합금 압출재에 대하여 기존의 가스 용접방법인 GMAW와 새로운 용접방법인 마찰교반용접(FSW)을 적용한 경우에 접합부의 기계적 성질을 비교 분석하여 FSW가 GMAW에 비해 기계적 성질이 우수하다는 것을 확인하였다. 또한, FSW를 적용한 경우에 대해 용접 변수가 접합부의 기계적 성질에 미치는 영향을 민감도 분석을 통해 확인한 결과, 공구의 이송속도가 가장 큰 영향을 주는 용접 변수임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권2호
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• pp.408-413
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• 1996

A self-diagnostic, air-damped, piezoresitive, cantilever-beam microaccelerometer has been designed, fabricated and tested for applications to automotive electronic airbag systems. A skew-symmetric proof-mass has been designed for self-diagnostic capability and zero transverse sensitivity. Two kinds of multi-step anisotropic etching processes are developed for beam thickness control and fillet-rounding formation, UV-curing paste has been used for sillicon-to-glass bounding. The resonant frequency of 2.07kHz has been measured from the fabricated devices. The sensitivity of 195 $\mu{V}$/g is obtained with a nonlinearity of 4% over $\pm$50g ranges. Flat amplitude response and frequency-proportional phase response have been obserbed, It is shown that the design and fabricaiton methods developed in the present study yield a simple, practical and effective mean for improving the performance, reliability as well as the reproducibility of the accelerometers.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.821-827
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• 2010

본 논문은 밀도법을 기반으로 한 자기포화 효과를 고려한 수직자기 기록장치의 위상최적 설계 방법을 제안한다. 자기장 내의 위상최적화 과정에서 자기 저항률의 값은 민감도 해석 결과에 따른 요소의 밀도값 변화에 의거하여 결정된다. B-H 곡선에 따른 자기 저항률의 값은 물성치의 비선형성을 나타낸다. 일반화된 응답 함수의 민감도는 자기장의 비선형 특성을 고려하여 보조 변수법에 의해 표현되고, 설계의 목적 함수는 기록 영역의 자기에너지를 최대화하는 것으로 설정된다. 선형과 비선형의 최적화의 수치 연구의 결과는 비선형의 효과를 나타내고 있다.