• Steel and Composite Structures
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• 제18권4호
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• pp.985-1000
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• 2015

The method of cross-section analysis for different sections in a structural frame has been widely investigated since the 1960s for determination of sectional capacities of beam-columns. Many hand-calculated equations and design graphs were proposed for the specific shape and type of sections in pre-computer age decades ago. In design of many practical sections, these equations may be uneconomical and inapplicable for sections with irregular shapes, leading to the high construction cost or inadequate safety. This paper not only proposes a versatile numerical procedure for sectional analysis of beam-columns, but also suggests a method to account for residual stress and geometric imperfections separately and the approach is applied to design of high strength steels requiring axial force-moment interaction for advanced analysis or direct analysis. A cross-section analysis technique that provides interaction curves of arbitrary welded sections with consideration of the effects of residual stress by meshing the entire section into small triangular fibers is formulated. In this study, two doubly symmetric sections (box-section and H-section) fabricated by high-strength steel is utilized to validate the accuracy and efficiency of the proposed method against a hand-calculation procedure. The effects of residual stress are mostly not considered explicitly in previous works and they are considered in an explicit manner in this paper which further discusses the basis of the yield surface theory for design of structures made of high strength steels.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.39-47
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• 2004

본 연구에서는 경계 요소법을 이용하여 2차원 비등방성 탄성체의 손상 규명을 수행한다. 경계에서의 적분항만을 포함하는 본 수치모델은 1차원으로 줄게된다. 이러한 장점은 특히 균열 역학과 같은 문제에 있어서 중요한 의미를 갖는다. 또한 일정 영역을 분할하는 기법을 피함으로서 수치해석 과정을 간편하고 효율적으로 수행할수 있기 때문에 역문제 해결에 있어서 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기존의 등방성 재료에 대한 비파괴 추정기법을 복합신소재와 같은 비등방성 재료로 이루어진 탄성체의 해석에 대하여 확장한다. 먼저 경계요소법에 의한 수치모델의 타당성을 기존의 문헌과 비교 검증하며, 서로 다른 특성을 보이는 비등방성 형식의 변화에 따라 실제 측정시 발생하는 노이즈 영향을 분석한다. 수치예제는 적층 형태 및 하중조건에 대하여 수행하며, 결함 추정에 미치는 적층 형태의 영향을 시험한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권1호
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• pp.1-18
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• 2020

For the large deformation of shear walls under vertical and horizontal loads, there are difficulties in obtaining accurate simulation results using the response analysis method, even with fine mesh elements. Furthermore, concrete material nonlinearity, stiffness degradation, concrete cracking and crushing, and steel bar damage may occur during the large deformation of reinforced concrete (RC) shear walls. Matrix operations that are involved in nonlinear analysis using the traditional finite-element method (FEM) may also result in flaws, and may thus lead to serious errors. To solve these problems, a planar four-node element was developed based on vector mechanics. Owing to particle-based formulation along the path element, the method does not require repeated constructions of a global stiffness matrix for the nonlinear behavior of the structure. The nonlinear concrete constitutive model and bilinear steel material model are integrated with the developed element, to ensure that large deformation and damage behavior can be addressed. For verification, simulation analyses were performed to obtain experimental results on an RC shear wall subjected to a monotonically increasing lateral load with a constant vertical load. To appropriately evaluate the parameters, investigations were conducted on the loading speed, meshing dimension, and the damping factor, because vector mechanics is based on the equation of motion. The static problem was then verified to obtain a stable solution by employing a balanced equation of motion. Using the parameters obtained, the simulated pushover response, including the bearing capacity, deformation ability, curvature development, and energy dissipation, were found to be in accordance with the experimental observation. This study demonstrated the potential of the developed planar element for simulating the entire process of large deformation and damage behavior in RC shear walls.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권10호
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• pp.979-987
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• 2008

항공우주 구조물의 설계 시, 과도한 응력집중을 방지하기 위해 경감공의 위치를 변경해야 하는 경우가 종종 발생한다. 이러한 위치 최적 설계를 위해서는 경감공의 위치 갱신에 따라 변경된 구조 형상을 반영할 수 있도록 재 모델링을 수행해야 한다. 널리 사용되는 재 모델링 기법으로는 재 격자 생성기법을 들 수 있다. 그러나 구조물의 형상이 변경될 때마다 격자를 재생성 할 경우 많은 시간이 소요되며, 특히 사면체나 삼각형에 비해 좋은 성능을 가진 육면체나 사각형 격자 사용에 제약이 따르게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해 이동최소자승법 기반의 중첩 격자 기법과 유전자 알고리듬을 이용한 새로운 위치 최적 설계 알고리듬을 제안하였으며, 제안된 위치 최적 설계 알고리듬의 성능을 평가하기 위해 2차원 구조물의 경감공 위치 최적 설계를 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.3625-3630
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• 2013

도어 모듈은 모듈화의 대표적인 예로 여러 부품들은 모듈형태로 완성하여 완성차 업체의 원가절감 및 조립시간 단축, 품질 향상 등에 큰 기여를 이루었다. 주요 부품중의 하나인 Door carrier plate는 주로 steel을 이용한 press 성형이 주였으나 최근에는 PP-LFT(유리 장섬유 강화PP)를 사용한 사출 공법을 적용함으로써 형상자유도를 높혀 모듈에 부착되는 많은 종류의 부품들을 통합할 수 있게 되었으며 중량 절감을 이룰 수 있게 되었다. 하지만 사출 성형시 제품의 형상 및 gate위치 설정의 한계성과, LFT의 특성에 의하여 변형이 비교적 심해 일반적으로 시사출 진행 후 보상 가공을 진행하여 조립성을 개선한다. 이러한 사후 수정 공정은 금형의 품질 저하 및 생산원가 상승의 주요인이다. 부분적으로 사출 CAE를 적용하여 warpage정도를 예측하나 그 신뢰성 확보에 어려움을 겪고 있다. 따라서 LFT를 사용하는 Door carrier plate에 대한 해석 신뢰성을 확보할 수 있는 기법으로 hyper-mesh에서 1차 mesh작업 후 moldlfow 자체 tool을 이용하여 mesh의 두께 구현성을 높혔으며, fiber orientation해석을 위하여 ARD-RSC model을 적용하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권4호
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• pp.93-99
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• 2019

A cross drilling/milling Unit is an important mechanical part which is widely used in many kinds of machining tool, and various gear trains with good accuracy and reliability features are widely used in power transmission systems. A study on a novel power transmission optimization method for driving gear trains in cross drilling/milling units is presented in this paper. A commercial program for gear system simulation, Romax Designer, was used in this research to intuitively observe the gear meshing and the load distribution conditions on the gear teeth. We obtained the optimal modification value through comparing the results of repeated experiments. For validation, optimized gears were fabricated and then measured with a precision tester.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.36-48
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• 2021

As the material aging of nuclear power plants has been progressing in domestic and overseas, crack growth becomes one of the most important issues. In this respect, the crack growth assessment has been considered an essential part of structural integrity. The crack growth assessment for nuclear power plants has been generally performed based on ASME B&PV Code, Sec. XI but the idealization of crack shape and the conservative solutions of stress intensity factor (SIF) are used. Although finite element analysis (FEA) based on iterative crack growth analysis is considered as an alternative method to simulate crack growth, there are yet no guidelines to model the crack-tip spider-web mesh for such analysis. In this study, effects of various meshing factors on FE SIF calculation are systematically examined. Based on FEA results, proper criteria for spider-web mesh in crack-tip are suggested. The validation of SIF calculation method through mapping initial stress field is investigated to consider initial residual stress on crack growth. The iterative crack-tip modeling program to simulate crack growth is developed using the proposed criteria for spider-web mesh design. The SIF results from the developed program are validated by comparing with those from technical reports of other institutes.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.15-22
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• 2012

안전하고 쾌적한 도시 환경을 조성하기 위해 폐기물 매립 시설은 필요하며 폐기물 부피 관리의 신뢰성 및 용량 정보의 정확성을 파악하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 쓰레기 매립장 환경 개선을 위해 매립된 쓰레기의 체적을 스테레오 비전 카메라를 이용하여 계산하고 매립량을 계산하기 위한 알고리즘을 개발 하였다. 스테레오(stereo)) 카메라를 이용하여 왜곡 파라메타 교정을 한 후에 쓰레기 매립지의 대상 표면 점들의 클라우드를 얻게 되며 이를 체적 알고리즘의 입력으로 하여 제시된 두 가지 방법의 체적계산 알고리즘을 통해 대상체의 체적을 계산하게 된다. 그리고 이 부피 값과 비교하고자 하는 지난 시간의 체적 값을 감산하여 매립된 체적을 계산한다. 이를 통해 주간 매립 체적, 월간 매립 체적 및 년간 매립 체적을 계산하여 쓰레기 매립 제어를 위한 정량적인 통계값을 얻을 수 있게 된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.512-519
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• 2004

This paper described the free vibration characteristics of Optimized H Type (OHT) spacer grids (SG) supporting the PWR fuel rod. The vibration test and the finite element (FE) analysis are performed under the free boundary condition and the clamped at two points (or three points) in the bottom which is the same one as the experimental condition for the dummy rod continuously supported by spacer grids. A modal test is conducted by the impulse excitation method using an impulse hammer and an accelerometer, and the TDAS module of the I-DEAS software is used to acquire and analyze the sensor signals. The softwares related to the FE analysis are the I-DEAS for the geometrical shape modeling and meshing, and the ABAQUS for solving. The fundamental frequency of the OHT SG by experiment under a clamped condition at two points is 175.18 Hz, and shows a bending mode. We think there is no resonance between the fuel rod and the SG because the SG's frequency is higher than that of the fuel rod existing in the range from 30 to 120 Hz. The fundamental frequency of the SG under the free boundary condition is 349.2 Hz showing a bending mode, and the results between the test and the analysis have a good agreement with maximum 7 ％ in error It is also found that the FE analysis model of the OHT SGs to analyze an impact, a buckling and vibration et al. has been generated with reliability.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 1993

본 연구에서는 치차의 소음은 근본적으로 치형에 관계된 것으로 생각하여 치 차소음을 감소시키기 위해 제시한 방법에 적합한 치형, 즉 물림률을 증가시킬 수 있고 동시에 치형수정의 효과를 나타내며, 미끄럼률.치면접촉응력.이뿌리응력이 작은 인벌 류트-사이클로이드 하벙치형을 유효치형으로 하여 저소음 치차의 치형을 치차의 소음 을 감소시키기에 적절한 치형설계조건을 설정하여 설계한다. 설계한 합성치형치차의 소음저감성능을 확인하기 위해 치형을 생성시키는 컴퓨터프로그램의 치형데이터를 이 용하여 합성치형치차, 인벌류트치차, 그리고 사이클로이드치차를 NC Wire Cutting Ma- chine으로 가공하고 각 치차에 대해 소음측정실험을 하여 소음레벨을 비교검토한다.