• Advances in Computational Design
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• 제6권1호
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• pp.15-30
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• 2021

With improvement in innovative manufacturing technologies, it became possible to fabricate any complex shaped structural design for practical applications. This allows for the fabrication of curvilinearly stiffened pressure vessels and pipes. Compared to straight stiffeners, curvilinear stiffeners have shown to have better structural performance and weight savings under certain loading conditions. In this paper, an optimization framework for designing curvilinearly stiffened composite pressure vessels and pipes is presented. NURBS are utilized to define curvilinear stiffeners over the surface of the pipe. An integrated tool using Python, Rhinoceros 3D, MSC.PATRAN and MSC.NASTRAN is implemented for performing the optimization. Rhinoceros 3D is used for creating the geometry, which later is exported to MSC.PATRAN for finite element model generation. Finally, MSC.NASTRAN is used for structural analysis. A Bi-Level Programming (BLP) optimization technique, consisting of Particle Swarm Optimization (PSO) and Gradient-Based Optimization (GBO), is used to find optimal locations of stiffeners, geometric dimensions for stiffener cross-sections and layer thickness for the composite skin. A cylindrical pipe stiffened by orthogonal and curvilinear stiffeners under torsional and bending load cases is studied. It is seen that curvilinear stiffeners can lead to a potential 10.8% weight saving in the structure as compared to the case of using straight stiffeners.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2000년도 추계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.188-192
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• 2000

In multi-purpose lathe, the design of tilting turret slide system has an important and critical role to enhance accuracy of the machining process. Tilting turret unit is traveled by 3-axis slide systems. There is a need to design this part very carefully. In this research, 3-axis sliding system with tilting turret is modeled by considering the element dividing, material properties, and boundary conditions using MSC/PATRAN. Mode and frequency analysis of each structures such as saddle, careg, and turret are simulated by MSC/NASTRAN, for the purpose of developing the effective design. The results of mode analysis and frequency analysis are visualized with PATRAN, and the mothod which can solve the resornance problem by eigenvalues and eigenvectors of each axe is developed as well.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.149-156
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• 1998

In suspension bridges, the axial farces in the wires are transferred by side pressure on the semicircular face, and further from the strand shoe through rods to a base plate fixed to the massive concrete part of the anchor block. For prefabricated strands the most common way of anchoring is by socketing the ends of the strands. In this study, strand shoe and hanger socket are analyzed far various load conditions using Finite Element Method. The finite element models are built using MSC/PATRAN and analysis is carried out using MSC/NASTRAN. Results are again completely processed using MSC/PATRAN. From the results of the analysis, trends of deformation and stress distribution are reviewed and important factors to consider in the design of strand shoe and hanger socket are discussed.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.8-14
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• 2008

항공기 휠브레이크용 축압기에 대하여 기본적인 특성을 조사하였다. 휠브레이크용 축압기는 주기시 제동유압을 유지하고, 비상시 휠브레이크에 유압을 공급한다. 휠브레이크용 축압기의 설계요구조건을 분석하고, 이를 토대로 설계에 필요한 기본 치수를 결정하였으며, 실린더와 브레이크 컨트롤 모듈로 구성된 축압기의 상세 구성요소와 기본 형상을 제시하였다. 또한, 예비 설계를 위하여 정적구조해석을 NASTRAN/PATRAN으로 수행하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2000년도 추계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.63-67
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• 2000

A tool holder system has been designed to measure cutting forces in diamond turning. This system includes a 3-component piezo-electric tranducer. In this research, tool holder system is modeled by considering the element dividing, material properties, and boundary conditions using MSC/PATRAN. Mode and frequency analysis of structure is simulated by MSC/NASTRAN, for the purpose of developing the effective design. In addition, tool holder system is verified by vibration test using accelerometer. This system will aid to the development of Fast Tool Servo (FTS)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.23-23
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• 1998

Jet Vane Type 추력방향제어 시스템의 구조적 안정성을 검토하기 위해 시스템의 해석을 Vane, Ablation & Bracket Interface, Nozzle flange & Housing Interface 및 Fastener의 세 부분으로 나누어 수행하였다. 해석을 위한 외력조건은 유동해석을 통해 얻어진 온도 및 압력분포에 근거하였으며, Vane의 응력해석을 위해서는 상용 Software인 Patran 및 Nastran이 사용되었다. 이번 연구는 Test Model 단계로서 충분한 강도의 고정 Housing이 사용되어, 이에 대한 해석은 수행되지 않았지만 추후 Flight Model 단계에서는 함께 고려되어질 것이며, 각 경우의 Margin of Safety값들을 도출하여 구조적 안정성을 검토하였다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.22-29
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• 2011

높은 내압을 받는 장축후육실린더의 성능향상을 위해 최근 그 길이가 길어짐에 따라 무게 또한 무시할 수 없는 변수로 떠오르게 되었다. 따라서 본 논문은 이러한 현상에 대처하기위한 대안으로 장축후육실린더의 무게를 줄이고 대신 복합재 테이프를 감아 무게감소와 더불어 벤딩 (bending)현상을 줄이기 위한 목적으로 복합재가 AISI4340 후육실린더에 미치는 영향을 살펴보았다. 우선 크기가 감소된 AISI4340 후육실린더에 높은 내압을 받는 압력용기 등에 주로 사용되는 자긴가공(autofrettage) 공법을 모사한 후 T300/S208, IM7/PETI5, IM7/8552 테이프를 적용하여 각각의 복합재가 AISI4340 후육실린더에 감을 때 발생되는 응력분포를 살펴봄으로써 탄성계수 및 적층각에 따른 영향을 고찰하였다. 또한 복합재IAISI4340 이중구조 후육실린더의 적층각 도출을 위한 다양한 적층각 조합용 통해 적층각 도출을 위한 전초를 마련하였다. 본 논문을 위한 해석에는 MSC.Nastran/Patran v.2005가 사용되었다.

• Composites Research
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• 제25권2호
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• pp.54-61
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• 2012

본 연구에서 유리섬유/에폭시 복합재를 이용한 2 MW 풍력터빈 시스템 타워에 대한 특정 구조설계 절차가 하중 분석, 단계적 설계 변경 통한 최적 구조설계 및 해석을 통해 새로이 제안되었다. 최적 타워 설계는 풍력터빈 시스템 단가의 20% 이상을 차지하는 중요한 구조물 이다. 타워 구조 설계 시, 풍하중, 블레이드, 나셀, 타워 등에 의한 자중, 블레이드 공기 역학적 항력 등의 3가지 하중이 고려된다. 초기의 복합재 구조설계는 단순 설계기법과 혼합설계기법을 병용 하였다. 상용 유한요소 해석 프로그램인 MSC.NASTRAN/PATRAN을 통하여 구조적 안전성을 검토 하였다. 최종 제안한 타워 형상은 모든 설계 요구조건을 충족함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권6호
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• pp.107-115
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• 2002

본 연구에서는 다중스파 항공기 날개 구조물의 유한요소 이상화 방법이 날개의 내력분포, 치수 및 중량에 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보았다. 구조물의 유한요소 이상화 방법에 따라 총 18가지의 날개 모델을 구축하고 4가지의 외부하중 조건을 적용하였다. MSC/NASTRAN과 MSC/PATRAN을 이용하여 모든 구조물이 주어진 하중조건 모두에 대해 허용치 이내의 응력과, 가공을 위한 최소치 이상의 치수를 가지도록 하는 알고리즘을 별도로 개발하였다. 해석결과 날개의 내력분포와 예상중략에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외피이고, 스파나 립의 이상화 방법의 효과는 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 일반적인 예상과는 달리 굽힘강성을 가진 요소들을 사용한 모델이, 굽힘응력의 효과로 인해, 굽힘강성이 없는 요소를 사용한 모델에 비해 더 큰 예상중량을 보이는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터, 설계자는 가능하면 모든 구조물의 굽힘강성을 고려한 해석을 수행하거나 그렇지 못할 경우 각 구조물의 특성에 대한 신중한 사전 검토를 거칠 것을 권장한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.773-780
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• 2015

본 논문에서는 아음속 환경에서 원통형 비행체의 구조 건전성을 확인하였다. 극한 기동 조건에서 원통형 비행체의 정적 구조 안전성을 확인하기 위하여 구조 해석과 전기체 정적 구조 시험을 수행하였다. 수치 해석을 위하여 상용 유한 요소 프로그램 MSC. Patran/Nastran을 이용하였으며, 전기체 정적 구조 시험에는 중량 보상 장치, 하중 부가 장치, 데이터 획득 장치를 적용하였다. 이와 함께, 동특성 시험으로서 햄머 충격시험을 수행하여 원통형 비행체의 동적 특성을 확인하였다.