• 한국생산제조학회지
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• 제21권5호
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• pp.797-804
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• 2012

Magnesium has a long tradition of use as a lightweight material in the field of automotive industry. This paper presents the design optimization process of Mg armrest frame to minimize its weight by replacing the steel frame. formerly, the analysis of steel armrest frame was peformed to determine the design specifications for Mg armrest frame. The initial design of Mg armrest frame was carried out by topological optimization technique. After six types of design variables and four types of response variables were defined, DOE(Design of Experiment) and RSM (Response Surface Method) were applied in order to measure sensitivity of design variables and realize optimization through regression model. After design optimization, the weight of the optimized Mg armrest frame was reduced by about 3% compared to the initial design of the Mg frame and was decreased by 41.7% in comparison with that of the steel frame. Some prototypical armrest frames were also made by die casting process and tested. The results were satisfying for its design specifications.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.945-951
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• 2012

본 논문에서는 하부 프레임 구조가 보다 단순해진 분말류 운송차량인 벌크시멘트 트레일러의 정동적 특성을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 이를 위하여 벌크시멘트 트레일러가 받는 하중의 대부분을 지지하는 섀시 프레임과 탱크부분을 상용 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS를 이용하여 삼차원 상세 유한요소모델링을 수행하였다. 자유진동해석을 통하여 차체의 동적특성을 이해하는데 필수적인 벌크시멘트 트레일러 몸통의 고유진동수와 진동모드를 분석하였다. 또한, 정적인 응력해석을 통하여 트레일러의 취약부위를 찾은 후 다구찌 실험계획법을 적용하여 경량화를 시키면서도 취약부위의 강도를 높일 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.311-313
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• 2014

전동기는 산업 전 분야에 걸쳐 다양하게 사용되는 회전기기로서, 소형화, 경량화, 고속화하는 추세에 있다. 이는 전동기 프레임의 구조강성을 약화시키고, 축계 위험속도를 낮춤으로써 진동에 취약한 구조를 가지게 된다. 회전체 진동 관련 규정 중 API 684 에서는 베어링 지지강성이 베어링 강성에 비해 3.5 배 이하인 경우 베어링 지지강성이 위험 속도 해석 모델에 포함되어야 함을 명시하고 있다. 산업 현장에서는 베어링 지지강성을 정확하게 산출하기 어려워 이를 고려하지 않고 회전체를 설계하는 경우가 많아 실제 조건에서 예측하지 못한 진동 문제가 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 전동기 베어링 하우징 및 프레임에 대한 가진 시험을 통해 얻은 주파수 응답함수의 실수부를 분석하여 베어링 지지강성을 추출하는 방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 유한요소 해석모델을 이용하여 베어링 지지강성을 해석적으로 예측하는 기법을 정립하였다. 추출된 베어링 지지강성을 축계 해석 모델에 포함하여 베어링 지지강성 포함 유무에 따른 축계 위험속도 및 안정성을 비교하였다. 그 결과 베어링 지지강성을 포함한 경우, 보다 정확한 위험속도 및 진동응답 수준을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.758-764
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• 2019

한국형 전술차량(KLTV)의 섀시는 장비 운용 특성상 경량화 설계기술을 적용한 프레임 온 바디 구조를 적용하고 있다. 군용차량은 민수차량 대비 가혹한 도로 환경에서 사용되고 있으며, 특히 경사가 가파른 산악지형에서 운용되는 경우가 많다. 이러한 장비 운용 특성으로 인해 일부 전방부대 차량에서 프레임을 구성하는 크로스멤버 용접부위에 균열이 확인되었다. 이에 본 논문에서는 균열이 발생된 부대를 포함한 다양한 운용 도로 환경 파악을 통해 노면 가혹도 분석을 실시하였다. 그 결과 일부 부대의 전술도로는 차량 개발 시 내구도 주행시험을 실시한 도로보다 약 1.6배 이상 훨씬 가혹한 조건임을 확인하였다. 또한 전술차량 프레임에 대한 설계 검토 및 고품 분석을 통해 용접부위 균열 발생 근본원인을 파악하고, 설계 및 공정개선 방안을 도출하였다. 제안된 개선안은 실차 적용을 통한 검증시험으로 효과성을 확인하였다. 아울러 내구도 주행시험에 대한 발전방향을 제시함으로써 향후 유사 차량 개발 시 참고자료로 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.301-308
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• 2015

철도차량의 경량화 일환으로 대차 프레임 스킨제작에 복합소재를 적용하여 RTM 기법으로 제조하는 방안을 검토하였다. RTM 기법은 공정설비의 단순화 및 복잡한 형상의 대형 구조물을 짧은 시간에 제조할 수 있는 장점이 있다. RTM 공정에서는 구조물에 기공이 갇힐 수 있기 때문에 수지 주입구와 배출구의 개수 및 위치 선정이 중요하다. 이번 연구에서는 섬유 프리폼의 투과성 계수를 등방성과 이방성 특성으로 구분하여 RTM 성형특성을 수치해석을 통해 예측하였다. 그로부터 투과성 계수에 따른 기공 형성과 성형 시간의 예측 및 수지 배출구의 최적 위치 등 공정조건을 선정하기 위한 대차 프레임 스킨의 RTM 성형 충전패턴을 분석하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권6호
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• pp.21-32
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• 2011

본 연구는 20세기 초기의 서양 흔들의자를 분석하여 조형적, 실용적 관점에서 양식적 특징을 학문적으로 규명하고, 오늘날 우리나라 흔들의자의 설계 및 제작의 기초자료를 제공하는 것에 목적이 있다. 20세기 전반의 서양 흔들의자(1925~1945년 제작)는 형태가 기능을 따라야 한다는 단순한 기능주의의 이념을 적극적으로 표현하였다. 원목을 활용한 흔들의자는 표면장식을 배제하였고, 강철관 프레임의 흔들의자는 검정색 가죽의 업홀스터리를 즐겨 사용하면서 노출된 구조미를 대담하게 표현하였다. 또 강철관을 통하여 가구의 경량화가 이루어졌고 곡선미 있는 새로운 양식이 출현하였다. 근대 흔들의자의 구조는 양식과 기능적 이유에서 모두 중요하게 되었다. 디자이너들은 강철관과 목재 프레임의 노출된 구조를 통합성 및 합리성과 결부 시켜 디자인의 평등주의 스타일을 만들어냈다. 특히 이 시기에는 밝고 대담한 색상의 업홀스터리와 목재 프레임으로 구성된 흔들의자가 근대적 특징의 단순한 형태로 다양하게 표현되었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-363
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• 2007

The light weight aluminum subframe for automobile chassis part was developed using hybrid process, i.e. extruforming, press stamping and MIG welding. To achieve a 30 % weight reduction compared with conventional steel subframe keeping satisfactory performance, the design of cross-section of extruforming part was introduced, then forming simulation was performed and the final design was determined. In addition, we tried to estibilish optimun aluminum welding conditions for good penetration depth and few pore defact, finally the prototype of aluminum subframe was assembled using MIG welding method.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2661-2665
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• 2011

In order to evaluate the structural integrity of a GFRP composite bogie frame due to flying railway ballast, the low velocity impact test and compressive test after impact was conducted for glass fiber/epoxy 4-harness satin woven laminate composites applied to skin part of a bogie frame. The impact test was performed using a instrumented impact testing system with energy levels of 5J, 10J and 20J and the designed impactor based on typical railway ballast shapes such as sphere, cube and cone to simulate the ballasted track environments. The compressive strength was tested to according to ASTM D7137 to evaluate the degradation of mechanical property of impact damaged laminate composites. The results showed that the damage area and the degradation of compressive strength after impact for laminate composites was increased with increase in impact energy for all ballast shapes and was particularly most influenced by cone ballast shape.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.138-146
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• 2011

자동차 차체 경량화를 위해 알루미늄 스페이스 프레임 구조가 개발되고 있으나, 관재결합이 필요하기 때문에 기존의 저항 점용접이 적용되기 어렵다. 또한, 멤버와 멤버의 연결부에서는 철강재난 고강도 재료의 사용이 요구되므로 이종재료 접합기술이 필요하다. 알루미늄 및 이종재료 접합방법으로는 볼트체결, 클린칭, SPR 접합, 접착재 등이 있으나, SPR 접합은 기계적인 결합방법의 하나로, 일반 리벳공정과는 달리 별도의 홀이 필요없기 때문에 자동화에 용이하며 작업시간도 빠르다. 리벳의 압입 방식으로 판재의 열변형이 거의 없고 친환경적인 공법으로 사용되고 있으며, 소음이 적고, 용접이 불가능한 이종재료의 결합도 가능하다. 무엇보다 자동차 양산용 장비 적용이 용이하기 때문에 기존의 저항 점용접을 대체하기 편리하다. 따라서, 본 글에서는 알루미늄 차체 부품 접합을 위한 SPR 접합공법에 대한 국내외 기술개발 동향을 분석하고, 한국기계연구원에서의 최근 기술개발 내용을 소개하고자 한다.

• 한국생산제조학회지
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• 제8권5호
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• pp.83-89
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• 1999

A seat frame structure in automotive vehicles made of polymer matrix composite to achieve weight reduction at low cost was developed. In order to design and manufacture the actual product studies on material selection and structural analysis were performed. Structural analysis was performed with a finite element method. The analysis was done for several cases suggested in various safety regulations. Each results was utilized to modify the actual shape to obtain a lighter, safer and more stable design. The final design was used to produce a sample bottom plate of the seat structure with reinforced by X-shape frame. Substitution of the material resulted in a weight reduction effect with equivalent strength fatigue and impact characteristics.