• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.503-526
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• 2016

In-plane and out-of-plane free vibration analysis of Timoshenko curved beams is addressed based on the isogeometric method, and an effective scheme to avoid numerical locking in both of the two patterns is proposed in this paper. The isogeometric computational model takes into account the effects of shear deformation, rotary inertia and axis extensibility of curved beams, and is applicable for uniform circular beams, and more complicated variable curvature and cross-section beams as illustrated by numerical examples. Meanwhile, it is shown that, the $C^{p-1}$-continuous NURBS elements remarkably have higher accuracy than the finite elements with the same number of degrees of freedom. Nevertheless, for in-plane or out-of-plane vibration analysis of Timoshenko curved beams, the NURBS-based isogeometric method also exhibits locking effect to some extent. To eliminate numerical locking, the selective reduced one-point integration and $\bar{B}$ projection element based on stiffness ratio is devised to achieve locking free analysis for in-plane and out-of-plane models, respectively. The suggested integral schemes for moderately slender models obtain accurate results in both dominated and non-dominated regions of locking effect. Moreover, this strategy is effective for beam structures with different slenderness. Finally, the influence factors of structural parameters of curved beams on their natural frequency are scrutinized.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1299-1302
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• 2005

Current mechanical devices are trending toward being a small size, high speedy, automation. For performing these functions, machinery elements organizing a machine should be designed exactly. Cams have high confidence and economics in ablility to transmit a motion. Accordingly, A cam mechanism is very important for processing the machine automatically. This paper introduce an inverse cam mechanism. A square shaped cam which cannot be commonly analyzed is designed and manufactured by using the NURBS interpolation algorithm. The objective of this paper is to develop a computer-aided design program. In this paper, a displacement curve of oscillating motion inverse cam mechanism with square shaped follower is analyzed. The data is redistibuted by the NURBS algorithm. A cam shape is designed by the instant velocity center method, and simulated to verify the validity of the operation state.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.71-78
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• 2018

본 연구에서는 NURBS 기반 아이소 지오메트릭 쉘 해석을 위해 다중 패치 해석 모델을 정식화하였다. 기존 연구를 통해 개발된 단일 패치로 구성된 전단 변형을 고려한 쉘 요소에 대해 일반 좌표계에서 기하학적으로 엄밀한 쉘 구조물의 아이소 지오메트릭 해석 모델을 도입하고 매개변수 연속성을 고려하여 다중 패치 모델로 확장하였다. 인접 곡면의 노트 요소가 결합 경계를 통해 조화를 이루는 경우에 대해 0차와 1차 매개변수 연속성 조건을 고려하였으며, 두 패치 간 마스터-슬레이브 관계를 정립하여 종속된 한 곡면의 자유도를 상대 곡면의 자유도로 표시하여 모델 크기를 줄이면서 두 곡면을 결합하였다. 다중 패치 쉘 예제에 대해 0차와 1차 연속성 조건을 각각 적용하여 구조해석을 수행하여 1차 연속성 조건의 주요한 특성들을 확인하였다. 또한 각 연속성 조건에 대한 해의 수렴 특성을 검토하였으며 결합 경계에서의 두 패치의 연속성을 확인하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.222-236
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• 1997

Conventional solid or surface modeling systems cannot represent both the complete solid model and the abstract model in a unified framework. Recently, non-manifold modeling systems are proposed to solve this problem. This paper describes FlexDesigner, an open kernel system for modeling non-manifold models. It summarizes the data structure for non-manifold models, system design methodology, system modularization, and the typical characteristics of each module in the system. A data structure based on partial-topological elements is adopted to represent the relationship among topological elements. It is efficient in the usage of memory and has topological completeness compared with other published data structures. It can handle many non-manifold situations such as isolate vertices, dangling edges, dangling faces, a mixed dimensional model, and a cellular model. FlexDesigner is modularized hierarchically and designed by the object-oriented methodology for reusability. FlexDesigner is developed using the C++ and OpenGL on both SGI workstation and IBM PC.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.612-617
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• 2008

In this present work, trimmed surface analysis for the 2D elasticity problem is presented. The main benefit of the proposed method is that no additional modeling for analysis of a trimmed surface is necessary. As the first attempt to deal with a trimmed surface in spline FEM, the information of the trimming curve and trimmed surface exported from CAD system is directly utilized for analysis. For this, trimmed elements are searched through employing projection scheme. For the integration of the trimmed elements, NURBSenhanced integration scheme which is used in NEFEM is adopted. The quadtree refinement of integration cell is performed for the complicated trimmed cases. The information of trimming curve is used for obtaining integration points as well as constructing stiffness matrix. The robustness and effectiveness of the proposed method are investigated by presenting various numerical examples.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.494-500
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• 2020

디자인 대안들을 검토하는 설계 초기단계에서 복잡한 건축물 형상을 시각적으로 구현하기 위해서는 여러 모델링 기법이 요구된다. 형태를 정의해주는 기하학적 속성들을 포함한 형상정보를 서로 다른 디지털 플랫폼 사이에서 프로세스의 연속성을 유지한 채 변환하는 과정에는 상당한 기술적 제약이 존재하고 있다. 이에, 본 연구는 디자인 도구로서 3D 모델링 소프트웨어(McNeel Rhino 3D)와 BIM 시스템(Autodesk Revit Architecture)사이에서 데이터 변환을 위한 호환체계를 제시하고자 한다. 이를 위해, 중간 형식의 파일을 불러들이는 기존의 방식이 아니라, 곡면형상에 내재된 수학적 함수관계를 정의한 NUBS 속성을 지원해주는 파일 포맷(3DM)을 링크시키는 인터페이싱 방법론에 기반한다. 즉, 시각적 프로그래밍 도구인 다이나모(Autodesk Dynamo for Revit)를 이용하여 형상정보를 매스 패밀리와 연동시켜주는 알고리즘을 구현함으로써, 여러 계획안들의 형상으로부터 면적정보의 자동적인 산출이 가능하게 되어 초기 설계단계에서의 규모 검토에 적용 가능하다. 알고리즘 기반의 데이터 호환을 구현한 본 연구 성과는 정형과 비정형 형상의 오피스 건축물을 대상으로 실무에서 요구되는 작업환경 설정을 템플릿 형식의 가이드라인으로 제공하는 동시에, 설계 지원 도구로서 그 활용성이 기대된다.

• 소성∙가공
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• 제14권6호
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• pp.547-552
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• 2005

In general, the sheet metal and die are described by finite elements for the simulation of the metal forming processes. Because the characteristics as continuum of the sheet metal are represented with triangles and rectangles, the errors occur inevitably in finite element analysis. Many contact schemes to describe the deformation modes exactly have been introduced in order to decrease these errors. In this study, a scheme for continuous contact treatment is proposed in order to consider the realistic behavior of contact phenomena during the forming process. The discrete mesh causes stepwise propagation of contact nodes of the sheet even though the contact region of the real forming process is altered very smoothly. It gives rise to convergence problem in case that the process, for example bending process, is sensitive to the contact between the sheet and the tools. The analysis of the unconstrained cylindrical bending process without blank holder is also presented in order to investigate the effect of the proposed algorithm.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.148-155
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• 2008

The following research focuses on the formation method of digital space by organistic line extension among various digital formation methods. The paper reflects on the meaning and concept of today's digitalism which enables the application of complex organistic system on space through advanced technology. It also explores the concept of a line in topology which differs in assumptive meaning from traditional Euclidian geometry. The findings of the research are that first, digital space is not optimized, but is a tentative formation in process. A digital space encompasses characteristics such as infinity, possibility, potential, asymmetry, and the force of virtuality such characteristics are expressed through a moving surface constantly changing with direction. Second, a digital space formed by line extension is inseparable and durable since no measurement or dimension is predetermined. Furthermore, its sense of direction and flexibility gives it a feeling of a living organism. Third, a Euclidian methodology called 'NURBS' is being developed to express such a dynamic digital space; this is reflected through three elements, control point, weights, and knots to effectively reflect the characteristics of virtuality. The opportunities of digital space are infinite, and the possibilities of formation methods likewise vast.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.333-340
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• 2018

최근 비정형 건축구조물은 건설 산업의 디지털화로 인해 점점 더 복잡한 형상으로 디자인되고 있다. 특히, 외관 및 내부 구성요소들의 단면이 자유롭게 변화되는 곡선 및 곡면의 형태를 띠고 있으며, 그로 인해 곡률을 가진 구조부재들이 빈번히 나타나고 있다. 이러한 구조물의 모형을 작성하고 안정성을 평가를 하는데 있어, 고전적 방식의 유한요소 해석기법이 적용된 상용프로그램들은 신속한 형상 모델링이 불가능하여 생산성 저하를 초래하고 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 통해 개발된 구조해석 통합시스템을 확장하여 비정형 외피 형상을 신속하게 모델링하고, 그 결과물을 이용하여 외피를 구성하는 프레임 구조를 자동으로 생성할 수 있는 전후처리 모듈을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 전후처리 모듈은 스플라인 곡선 및 곡면의 세분화 알고리즘을 적용하여 NURBS곡면의 형상정보를 통해 해석요소를 자동으로 생성하고, 해석 후의 변형 형상을 보다 현실적으로 가시화 시킬 수 있도록 개발되었다. 본 연구를 통해 개발된 전후처리 모듈은 복잡한 곡면 형상을 신속하게 구축하고, 그에 따른 하부 골조시스템의 해석모형을 자동으로 생성할 수 있어 향후 비정형 건축물 설계의 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.