• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.347-353
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• 2012

최근 휴대폰은 스마트폰의 출연으로 다기능화가 요구되고 있으며, 각 보드의 전기적 신호를 연결시키는 커넥터는 필수 핵심 부품이 되었다. 커넥터는 많은 양의 전기신호를 처리하기 때문에 소형화, 협피치화가 필요하다. 하지만, 커넥터의 소형화 및 협피치화는 구조적 안전성을 저하시키며, 외부하중에 의한 접촉불량을 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 초소형 협피치 FPC 커넥터를 개발하기 위해 벤치마킹을 통한 초기설계안을 도출하였으며, 터미널 두께 0.2mm, 개수 50 개를 기준으로 하였다. 체결성능을 평가하기 위해 수치해석 모델을 구성하였으며, 다구찌 방법을 이용하여 형상 최적화를 수행하였다. 또한, 터미널의 한계수명을 예측하기 위해 피로해석을 수행하였으며, 체결 성능이 향상된 최종형상을 도출하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.28-39
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• 1991

조파저항과 마찰저항이 최소가 되는 선수형상을 구하기 위한 최적화문제에 관한 연구를 수행하였다. 선미부는 기존선형으로 고정하며 선수부만의 offsets을 설계변수로 하였다. 구하고자 하는 최적선형을 기존선형과 이에 대한 미소변화량으로 나누어 조파저항계산시 기존선형에는 Neumann-Kelvin 이론을 적용하고 미소변화량에는 thin ship 이론을 적용하였으며 마찰저항은 ITTC 1957 모형선-실선 상관곡선을 이용하였다. 선체표면을 모양함수(shape function)를 이용하여 근사시켰고, 이로부터 목적함수인 조파저항과 마찰저항은 offsets에 대한 2차식 형태로 표현되므로 선형구속조건을 적용하면 2차계획(quadratic programing)문제를 세울 수 있으며 complementary pivot method를 이용하여 해를 구하였다. 대상선형은 Series 60 $C_{B}$=0.6이고 Fn=0.289에서 최적화하였으며, 적절한 구속조건을 주어서 현실적인 최적선수형상을 구하고자 하였다. 본 방법으로 구한 최적선형은 thin ship 이론만을 이용하여 구한 선형과 비교할 때 설계속도 Fn=0.289에서 약간의 조파저항성능 개선(1.92%)를 가져왔다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.497-504
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• 2012

유한요소 해석법에서는 CAD 모델을 유한요소 모델로 이산화하기 때문에 CAD와 해석 모델의 차이로 인해 형상 설계민감도 및 최적설계에서 설계영역 매개 변수화에 어려움이 있다. 반면에 아이소-지오메트릭 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있기 때문에 전술된 여러 어려움들을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 일반 곡면 좌표계에서 아이소-지오메트릭 해석 모델을 정식화하여 곡면 부재에 대한 구조해석과 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. 아이소-지오메트릭 해석에서는 법선, 접선, 곡률 등과 같은 고차의 기하학적 정보들이 엄밀하게 표현될 수 있기 때문에 주어진 CAD 모델에 적합한 일반 곡면 좌표계를 생성해 낼 수 있다. 기존의 아이소-지오메트릭 구조해석 및 설계민감도 해석 결과와 비교하여 제안된 해석방법론이 더 정확한 해와 더 빠른 수렴성을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.181-182
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• 2015

The production technologies of free-form concrete panels are emerging to satisfy the need of modern complex shaped in architectural design. This study aims for introducing and improvising the innovative technique called Rod type mold that overcomes the difficulties in some extent by enabling the mold to be used many times, making the shape of the mold adjustable in a flexible way and describing its production process to provide the alternative solution for the construction of free-form mold with considering the features including reusability and optimization cost across its production process. In this study, the freeform concrete panel shape was designed and experiment was done using computerized numeric control machine and rod type mold. The problems appeared on achieving desired shape while operating on rod type mold. The process of identifying all the root causes and contributing causes that may have generated an undesirable condition were done. Consequently, the conical or semicircular shaped was proposed for the end of Numerical control rod and replaced it with the existing flat shaped end to avoid the detachable problem and to improve rod type mold performance.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.39-47
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• 2006

Recent trend in pursuit of high performance and effectiveness for automotive cooling system has changed the application of material for impeller of automotive water pump from metal to high ability engineering resin, which can achieve optimization of design of impeller geometry and realize lightweight high efficiency water pump. Closed type water pump improves hydraulic loss of fluid through the clearance between volute casing and impeller compared with that of the existing open type water pump(Although closed type is heavier than open type for the same size and same material, adoption of plastics can solve the problem.). In the present study, the characteristics of hydraulic performance of closed type water pump were investigated with respect to the angle between shroud and hub of impeller and the shape of discharge port of volute casing. Performance tests were carried out for 4 cases, that is, for 2 impellers and 2 casings. The modification of shape of only discharge port can enhance the hydraulic performance by 10 percent and the pump efficiency by 4-6 percent.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권5호
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• pp.64-71
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• 2007

The aim of this paper is to investigate the effects of welding parameters on the weld shape in seal-welding of STS304L capsule for manufacturing a radioisotope source which is widely used in nondestructive testing of metal structures using gamma ray. Pulsed gas tungsten arc (Pulsed GTA) welding is performed for thin cross sectional area of the capsule. Seven welding parameters including current waveform parameters and arc length etc. are selected as main process parameters using design of experiment. The weld shape such as bead width, penetration depth, weld area, aspect ratio and area rate is investigated to assess the effects of welding parameters. As results, the combination of pulse duty/welding speed largely affects on bead width, penetration depth, area and aspect ratio. Finally, it is concluded that the key parameters are the combination of pulse duty/welding speed, base current and arc length, and their optimal conditions are 50%/1.77mm/s, 6.4A and 1 mm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.696-701
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• 2016

다단계 딥 드로잉(multi-stage deep drawing)은 산업현장에서 대형의 금속 제품 뿐만 아니라 소형의 제품에 까지 많은 제품으로 확대되고 있는 제조 공정 중 하나이다. 예를 들어, 스마트 폰에 사용되는 USB-C형 소켓은 매우 작고, 정밀하며 세장비가 큰 부품이며, 이 제품은 타원형 다단계 딥드로잉 방법으로 제조된다. 다단계 딥 드로잉에 최종 제품의 두께 분포를 보장하기 위해서 다단계 딥드로잉 전체 공정에서 제품의 두께 분포가 균일하게 유지되어야 한다. 따라서 첫 번째 드로잉 작업 후에 타원형 제품의 장변과 단변쪽 측벽의 높이 차를 최소화하는 것은 최종 제품의 균일한 두께를 보장하는 가장 중요한 공정 설계 인자이다. 본 연구에서는 첫 번째 드로잉 공정 후 소재가 균일한 높이를 지속적으로 유지될 수 있도록 하기 위해서 유한요소해석을 기반으로 초기의 타원형 소재 형상 결정에 대한 최적 설계를 수행하였다. 최적 설계된 초기 블랭크 형상으로 성형된 제품의 경우 전체 균일한 두께 분포를 가질 뿐만 아니라 드로잉 후 제품의 장변과 단변의 높이 단차가 최소화 되었다. 최종적으로 최적 설계로 예측된 초기 소재 형상은 실제 실험 결과와 비교하여 검증되었고, 매우 양호한 결과의 일치를 보여주었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권1호
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• pp.109-115
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• 2019

In arc-welding applying to the present automobile part manufacturing process, a wrist-hollow type arc welding robot can shorten the welding cycle time, because feedability of a welding wire is not affected by a robot posture and thus facilitates high-quality arc welding, based on stable feeding with no entanglement. In this paper, we will propose the optimization of wrist design for a wrist-hollow type 6-Axis articulated robot. Specifically, we will perform the investigation on the optimized design of inner diameter of hollow arms (Axis 4 and Axis 6) and width of the upper arm by using the simulation of robot motion characteristics, using a Genetic Algorithm (i.e., GA). Our simulations are based on $SolidWorks^{(R)}$ for robot modeling, $MATLAB^{(R)}$ for GA optimization, and $RecurDyn^{(R)}$ for analyzing dynamic characteristics of a robot. Especially $RecurDyn^{(R)}$ is incorporated in the GA module of $MATLAB^{(R)}$ for the optimization process. The results of the simulations will be verified by using $RecurDyn^{(R)}$ to show that the driving torque of each axis of the writs-hollow 6-axis robot with the optimized wrist design should be smaller than the rated output torque of each joint servomotor. Our paper will be a guide for improving the wrist-hollow design by optimizing the wrist shape at a detail design stage when the driving torque of each joint for the wrist-hollow 6-axis robot (to being developed) is not matched with the servomotor specifications.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.185-192
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• 2010

75톤급 터보펌프를 대상으로 한 속도복합형 터빈과 설계회전수를 50% 증가시킨 30톤급 터보펌프 터빈 적용을 위한을 압력복합형 터빈 설계를 수행하였다. 속도복합형 터빈의 경우 1차원설계-유동해석-1차원설계의 반복적인 설계과정을 통해 원형노즐을 적용한 2열 초음속 충동터빈의 특성을 파악하였으며 최종적으로 기본형인 1열 충동형 터빈 대비 비출력 23.1% 향상, 무게 5% 감소된 ver. 14h 모델을 완성하였다. 압력복합형 터빈은 에너지 회수 비율, 2단 노즐 출구각, 2단 노즐 누설유량, 단별 출력 비율 등의 새로운 인자의 고려하여 각 변수의 성능에 미치는 영향을 검토하였으며 1차원 해석 기준 비출력이 36%가 증대되고 무게는 51% 감소한 터빈을 설계하였다. 압력복합형 터빈의 높은 성능을 위해서는 1단 및 2단 노즐의 형상설계가 매우 중요할 것으로 판단되며 유동해석을 통해 최적화할 예정이다.

• 소성∙가공
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• 제29권3호
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• pp.157-162
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• 2020

Blind rivet nuts are increasingly used in automotive for the joining of sheets. Their application, however, requires appropriate design guides to prevent catastrophic events arising from the failure of joints. In this study, the shaft shape of a frequently used M8 blind rivet nut is optimized based on 3D numerical analysis of the blind rivet nut considering the characteristics of thread. The thread needs to be modeled to suitably consider the fastening of the M8 bolt after the crimping process. FE analysis showed that while the friction in the contact between crimp flange and plate has no significant effect on the crimp geometry, shaft thickness (t) and shaft height (h) are the most significant design variables. The parameter study including various combinations of t and h reveals that they affect the gap (the distance between the crimped flange and the plate that develops through riveting) and the load acting on the plate. The gap is an indicator of the tightening force. It is found that t is inversely proportional to the gap, and proportional to the load, whereas h is proportional to the gap and inversely proportional to the load. Based on our FE analysis results, we propose the range 0.062 < t/h < 0.1 to ensure sufficient fastening (high clamping load, small gap) of the M8 blind rivet nut. The design guide for determining the t/h ratio proposed in this study can be used for general quantitative analysis of the size and the t/h ratio of blind rivet nuts.