• 한국해양공학회지
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• 제16권2호
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• pp.72-79
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• 2002

In this study, time-dependent distributions of temperature and stresses, in the box-column welded from ultra thick plates with center segregation, has been analyzed by the commercial finite element package SYSWELD+, for several types and angles of groove. The major points of investigation are the optimum type and angle of groove that minimize weld stress specially at the center segregation, as well as temperature distribution, residual stresses and changes in the mechanical properties. The results can be summarized as follows; 1) Generally the thermal cycle at the root of groove exhibits relatively rapid cooling pattern, however, most of the other part weldment have a slow cooling pattern in all groove types. 2) Most of the micro-structures of weldment are composed of ferrite and pearlite, meanwhile we could find martensite and bainite locally a the root of the groove. 3) Optimum groove type for high heat input welding of box-column corner is a double groove type, and the optimum angle for the groove is 30~$45^{\circ}$ that minimize deformation and weld stress at the center segregation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.857-862
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• 2014

하드페이싱층과 기저부의 결합부에서 발생하는 잔류 응력/변형률을 감소시키기 위하여 열응력제어층에 대한 연구가 시작되고 있다. 이 연구에서는 3 차원 유한요소해석을 이용하여 Stellite21 초합금으로 하드페이싱된 STD61 열간금형강의 중간층으로 형성된 열응력제어층의 재료조합과 두께를 예측하고자 한다. 열응력제어층은 Stellite21 과 STD61 의 조합으로 생성하였다. 열응력제어층의 두께범위는 0.5-1.5 mm 로 선정하였다. 유한요소해석 결과를 이용하여 열응력제어층을 구성하는 Stellite21과 STD61의 혼합율 및 열응력제어층 두께에 따른 시편 내부 온도/열응력/열변형률분포를 정량적으로 분석하였다. 이 결과로부터 적합한 열응력제어층의 재료혼합비는 Stellite21 50 % 와 STD61 50 % 이며, 적절한 열응력제 어층의 두께는 1.0 mm 임을 알 수 있었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권1호
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• pp.1-7
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• 2009

이 연구의 목적은 3차원 유한요소 모형 분석을 이용하여 삼각 대칭형과 5형태의 단면 및 변형된 사각 형태인 장방형 단면으로 분류되는 네 종류의 니켈티타늄 파일이 만곡 근관 적용 시의 응력 분포를 비교하는 것이다. 삼각 대칭형 단면 구조의 ProFile #30 / .06과 Heroshaper #30 / .06, 장방형 단면구조의 Mtwo #30 / .05와 NRT #30/ .06 파일을 마이크로컴퓨터 단층촬영을 하고 reverse engineering을 통하여 파일의 구조를 얻고 삼차원 유한요소모형을 제작하였다. 모형 근관 내에서 파일이 근관장끝까지 진입하여 회전할 때 발생하는von Mises 응력 분포 및 파일의 제거후의 잔류 음력의 분포양상을 ABAQUS 프로그램을 이용하여 비교하였다. 근관 내 회전 시에 발생하는 응력을 관찰하였을 때 NRT 파일에서 가장 큰 응력을 나타냈으며, 각 파일에서의 최고 응력과 최저 응력을 비교하였을 때 Mtwo파일에서 가장 큰 차이가 나타났다. 응력의 내부 분포 경향을 보았을 때 장방형 구조의 단면을 가진 Mtwo 및 NRT 파일에서 불연속적인 응력의 집중 부위가 관찰되었으며, 근관 외부로 파일을 제거하여 탄성 회복이 일어난 후의 잔류 응력도 NRT 파일에서 가장 높게 나타났다. 이상의 결과로 유추할 때, 삼각대칭 단면 구조를 가진 파일보다 S-형태의 단면과 변형된 사각 형태의 단면 등의 장방형 단면 구조의 파일이 파절의 위험성이 더 클 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권12호
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• pp.2565-2573
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• 2002

A basic research was performed to ensure the usefulness of Small Punch-creep(SP-creep) test for residual life evaluation of heat resistant components effectively. This paper presents analytical results of initial stress and strain distributions in SP specimen caused by constant loading for SP-creep test and its experimental correlations with uniaxial creep(Ten-creep) test on 9Cr1MoVNb steel. It was shown that the initial maximum equivalent stress, ${\sigma}_{eq{\cdot}max}$ from FE analysis was correlated with steady-state equivalent creep strain rate, ${\epsilon}_{qf-ss'}$ rupture time, $t_r$, activation energy, Q and Larson-Miller Parameter, LMP during SP-creep deformation. The simple correlation laws, ${\sigma}_{sp}-{\sigma}_{TEN}$, $P_{sp}-{\sigma}_{TEN}\; and\; Q_{sp}-Q_{TEN}$ adopted to established a quantitative correlation between SP-creep and Ten-creep test data. Especially, the activation energy obtained from SP-creep test is linearly related to that from Ten-creep test at $650^{\circ}C$ as follows : $Q_{SP-P}\;{\risingdotseq}\;1.37 \;Q_{TEN},\; Q_{SP-{\sigma}}{\risingdotseq}1.53\; Q_{TEN}$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.161-166
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• 2010

본 논문에서는 시일 설치면에서의 마멸발생기구를 정확하게 조사하기 위한 연구의 일환으로 미세입자가 시일과 스틸면 사이에 존재하는 경우의 접촉문제를 비선형문제해석 프로그램인 MARC를 사용하여 해석하였다. 이 결과, 시일의 재질은 스틸면에서의 응력분포와 변형형상에 아주 큰 영향을 미쳤다. 특히, PTFE와 같이 탄성계수가 높은 시일인 경우에 스틸 표면은 국부적으로 항복상태에 도달할 뿐만 아니라 시일을 제거한 후에도 영구변형과 함께 상당한 크기의 압축/인장 잔류응력이 존재하였다. 따라서, 시일과 스틸면 사이에 경질입자가 존재할 경우에는 연삭마멸과 함께 피로마멸이 발생할 수 있음을 확인하였으며, 다양한 설계변수에 대한 추가연구가 요구된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.455-467
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• 2017

본 논문에서는 원통형 다층 이종 금속 용접부를 대상으로 유한요소 해석을 수행하여, 열원 입력 방법과 용접 비드 생성 방법이 용접 잔류 응력 분포에 미치는 영향을 고려하였다. 열원 입력 방법은 열속 입력 방법과 온도 경계조건 입력 방법으로 나누어 비교하였고, 용접 비드 생성 방법은 요소망 생성 방법과 평온 요소망 방법으로 나누어 비교하였다. 두 열원 입력 방법에 따른 열 해석 결과는 차이가 있었으나, 응력 해석 결과는 유사하였다. 이것은 고온(약 $1000^{\circ}C$ 이상)에 노출되었던 영역이 비슷하고, 고온에서 재료의 강도가 매우 낮아 용접 비드의 온도가 용접잔류응력에 미치는 영향이 미미하기 때문이다. 두 용접 비드 생성 방법의 용접 잔류응력 분포는 유사하였지만 요소망 생성 방법 적용 시 용접 비드 경계에서 겹침과 들뜸이 발생하였다. 대변형이 발생하는 모델의 용접부 형상을 정확하게 모사하기 위해서는 평온요소망이 더 적합하다고 판단된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권2호
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• pp.93-98
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• 2015

This study focuses on simulation technology in the injection molding process for plastic optic lenses. The CAE program 3D TIMON was used to predict retardation, flow patterns and warpage deformation. The results were compared to the results of optic lenses as measured using the WPA-100 retardation measurement device with injection molding CAE for retardation predictions. According to the analysis and measured results, the distributions of retardation between the CAE results and the measurement results were similar. It was also confirmed that varying the injection speed had an effect on the injection pressure, warpage deformation and retardation distribution. As the injection speed increases, the injection pressure also increases and warpage deformation decreases. However, as the injection speed increases, the retardation distribution deteriorates.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권4호
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• pp.168-174
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• 2005

건조공정 중인 다공성 물질의 물성은 재료의 비균질성 즉 전위, 입자, 입계, 균열, 기공과 같은 미시적인 결함 인자들의 영향을 받는다. 따라서 다공성 물질의 건조공정을 전산 시뮬레이션하기 위해서는 연속체 스케일과 원자 스케일해석 그리고 스케일별 해석 한계 극복이 요구된다. 본 연구에서는 분자동역학 시뮬레이션으로 계산한 나노스케일 물성를 연속체 스케일 해석에 연계하는 계층적 멀티스케일 시스템을 구축하고, 다공성 세라믹 애자의 건조공정을 전산 시뮬레이션 하였다. 해석 결과, 온도, 습도, 변형률 그리고 응력 분포를 기존의 결과들과 비교하여 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.269-287
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• 2023

The WGJ420 fire-resistant weathering (FRW) steel is developed and manufactured with standard yield strength of 420 MPa at room temperature, which is expected to significantly enhance the performance of steel structures with excellent fire and corrosion resistances, strong seismic capacity, high strength and ductility, good resilience and robustness. In this paper, the mechanical properties of FRW steel plates and buckling behavior of columns are investigated through tests at elevated temperatures. The stress-strain curves, mechanical properties of FRW steel such as modulus of elasticity, proof strength, tensile strength, as well as corresponding reduction factors are obtained and discussed. The recommended constitutive model based on the Ramberg-Osgood relationship, as well as the relevant formulas for mechanical properties are proposed, which provide fundamental mechanical parameters and references. A total of 12 FRW steel welded I-section columns with different slenderness ratios and buckling load ratios are tested under standard fire to understand the global buckling behavior in-depth. The influences of boundary conditions on the buckling failure modes as well as the critical temperatures are also investigated. In addition, the temperature distributions at different sections/locations of the columns are obtained. It is found that the buckling deformation curve can be divided into four stages: initial expansion stage, stable stage, compression stage and failure stage. The fire test results concluded that the residual buckling capacities of FRW steel columns are substantially higher than the conventional steel columns at elevated temperatures. Furthermore, the numerical results show good agreement with the fire test results in terms of the critical temperature and maximum axial elongation. Finally, the critical temperatures between the numerical results and various code/standard curves (GB 51249, Eurocode 3, AS 4100, BS 5950 and AISC) are compared and verified both in the buckling resistance domain and in the temperature domain. It is demonstrated that the FRW steel columns have sufficient safety redundancy for fire resistance when they are designed according to current codes or standards.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.53-60
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• 2008

일반적으로 연속경간을 가지는 강합성 I-형강 교량에 있어서 내부 지점 부근에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하므로, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 변단면을 적용하여 휨강도를 증가시킨다. 본 연구에서는 기존 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 유한요소해석프로그램 ABAQUS(2007)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 양단 및 일단 계단식 단면변화를 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 단면매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이며, 비탄성 횡-비틀림 거동을 고려하기위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi와 Trahair(1995)가 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 해석모델의 양쪽 끝단에는 모멘트하중을 재하하였다. 개발 제한된 식은 선형 모멘트 하중이 작용할 때 적용가능한 식으로 경제적이고 합리적인 설계에 적극 활용될 수 있을 것이며, 다양한 하중을 받는 계단식 단면 변화보의 비탄성 좌굴강도 연구에 활용될 수 있을 것이다.