• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.239-242
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• 2009

구조물의 표면에 부착된 압전소자(이하 PZT)의 전기역학적 어드미턴스(Electro-mechanical admittance)는 PZT와 구조물의 상호작용에 의해 발생하는 PZT의 압전효과와 유전성(dielectric)이 결합되어 발생되는 신호이다. 고주파수 대역에서 PZT의 전기역학적 어드미턴스는 구조물의 국부손상에 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 실험에서 측정된 PZT의 전기역학적 어드미턴스 분석에 널리 쓰이는 Liang 모델은 구조물을 단자유도계로 단순화하여 구조물의 동적특성이 전기역학적 어드미턴스에 미치는 영향을 정확하게 나타내기 어렵다. 유한요소법을 통해 PZT와 구조물의 상호작용을 해석하면 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 고주파 대역에서 정확한 해석을 위해서는 유한요소망을 조밀하게 구성해야 하므로 많은 계산비용이 수반된다. 이 연구에서는 유한요소법과 비교하여 월등히 적은 계산비용으로 고주파 대역의 동적 응답을 매우 정확하게 모사할 수 있는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 통해 판구조물에 부착된 PZT의 전기-역학적 어드미턴스를 해석한다. 수치 예제 및 실험 예제를 통하여 내민보에 부착된 PZT에서 발생하는 전기-역학적 어드미턴스를 취득하고 이를 SEM해석 결과와 비교한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.623-626
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• 2011

본 연구는 수중 강판에 존재하는 결함탐지를 위한 탄성파 유한요소 시뮬레이션이다. 일반적으로 수중 강판은 외부의 물로 인하여 결함의 탐지가 어렵다. 이러한 수중 강판의 결함탐지에는 잠수부가 수중 강판 표면에 비파괴 검사 장비를 활용하여 결함을 탐지하는 경우가 많으며 잠수부의 경험과 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 수중강판의 표면이 아닌 수중에서 탄성파를 발생시켰을 경우 수중 강판의 결함탐지 유한요소 시뮬레이션을 이용하여 손상의 위치와 손상의 크기에 따라 발생하는 응답을 알아보았다. 강판의 상하부에 기계적인 손상이 발생한 경우를 손상 시나리오로 가정하고 해석을 수행하였다. 손상이 없는 경우의 응답을 기준으로 강판의 상부와 하부에 기계적인 손상이 있는 경우에 발생하는 응답을 비교하였다. 동적유한요소 프로그램인 ANSYS/LS-DYNA를 사용하여 결함탐지 해석을 수행하였다. 결과적으로 손상의 종류에 따라 응답신호의 진폭 감소가 나타났으며 손상의 크기가 커질수록 진폭 감소가 커지는 결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.12
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• pp.1082-1088
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• 2007

Demand for high speed sea transportation modes has been increased dramatically last few decades. The WIG(Wing-in-ground effect) is considered as next generation maritime transportation system. In the structural design of high speed marine vessels, an estimation of water impact loads is essential. The dynamic structural responses of the WIG excited by the water impact loads may bring an important contribution to their damage process. The work presented in this paper is focused on the numerical simulation of the water impact on the WIG craft when it lands. It is aimed to study the structural responses of the WIG craft subjected to the water impact loads. The Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) finite element method is used to simulate the water impact of the WIG craft during a landing phase. A full 3D shell element is used to model the WIG craft in carbon composites, and a developed FE model is used to investigate the effect of the water impact loads on the structural responses of the WIG craft. In the analysis, two different landing scenarios are considered and their effects on the structural responses are investigated.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.9 no.3
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• pp.65-73
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• 1989

Continuum formulations for the expressions of dynamic energy release rates and computational methods for dynamic stress intensity factors are developed for the analysis of dynamic fracture problems subjected to stress wave loading. Explicit volume integral expressions for instantaneous dynamic energy release rates are derived by modeling virtual crack extensions with the dynamic Eulerian-Lagrangian kinematic description. In the finite element applications a finite region around a crack-tip is modeled by using quarter-point singular isoparametric elements, and the volume integrals are evaluated for each crack-tip element during virtual crack extensions while the singularity is maintained. It is shown that the use of the present method is more reliable and accurate for the dynamic fracture analysis than that of other path-independent integral methods when the effects of stress waves are significant.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.3
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• pp.209-214
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• 2012

Recently, there were significantly increased cracks failure for external fuel tank horizontal fin of F-5 aircraft. In this paper, the dynamic behavior of horizontal fin was to quantitate by using Finite Element Method. To achieve this goal, the fatigue analysis for time and frequeucy domain has been performed by using the dynamic load spectrum of speed brake. In conclusion, it was proved that fatigue life of the horizontal fin was reduced by the influence of dynamic behavior.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3D
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• pp.435-444
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• 2006

This paper investigates the effect of 3-dimensional FE models to evaluation results of jointed concrete pavements which is back-calculated by AREA method. Sensitivity of 3-dimensional FE models developed to simulate the behavior of real jointed concrete pavement are analyzed after compared with 2-dimensional FE models using ILLISLAB. In comparison with 2-dimensional models, influence of concrete contraction under loading plate and base layer on surface deflections is more than that of loading configuration. Deflections at 3-dimensional model between linear and nonlinear temperature distribution under same temperature difference are similar, but noticeable differences are investigated in low elastic modulus of foundations. Dynamic deflections under loading plate are larger than static deflections in high elastic modulus of foundation, but smaller in low elastic modulus. Lower dynamic modulus of subgrade reactions are backcalculated by dynamic deflections than by static deflections. But reverse trend is investigated in the backcalculated elastic modulus of concrete which describes trends of the field backcalculation values calculated from AREA method.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.10 no.4
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• pp.87-96
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• 2006

A ship collision analysis by finite element method is performed considering the effects of mass and speed of ship and material and shape of structures to analyze the dynamic characteristics by ship collision. From this analysis, collision load-time history and damage of ship and structures are obtained. In this study, results of finite element analysis are compared with previous studies in USA, Japan and some countries of Europe. Dynamic characteristics are different from each other according to interaction between ship and structures. It seems that there are lots of factor to have effects on the ship-structures interaction. Because little information is available on the behavior of the inelastic deformation of materials and structures during the type of dynamic impacts associated with vessel impact, assumptions based on experience and sound engineering practice should be substituted. Therefore more researches on the interaction between ship and structures are required.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.1
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• pp.105-111
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• 2013

The spindle is the main component in machine tools. The static and dynamic characteristics of the spindle directly affect the machining accuracy of workpieces. The characteristics of the spindle depend on the shaft size, bearing span, built-in motor location, and so on. Therefore, the appropriate selection of these parameters is important to improve the spindle characteristics. This paper presents the analysis of the static and dynamic characteristics and optimization design of a 40,000-rpm high-speed spindle. Statistical analysis for optimization and finite element analysis were performed. This study uses the response surface method to optimize the objective function and design factors. The targets are the natural frequency and displacement. The design factors are the shaft length, shaft diameter, bearing span, and motor location. The optimized design provides better results than the initial model, and these results are expected to improve the static and dynamic characteristics of the spindle.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.346-351
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• 1996

현재 원전의 내진해석 절차에는 수직방향의 동적해석모델을 집중질량-보요소 모델로 나타내고 있으나, 층슬래브이 동적유연성을 합리적으로 고려할 수 있는 기준이 마련되어 있지 않다. 본 연구에서는 벽체로 지지된 4변고정 슬래브를 유한요소모델 및 집중질량모델로 이상화한 후 고유치해석 및 시간이력해석을 수행한 결과, 현재 층슬래브의 수직응답을 얻기 위해 통상적으로 사용되는 일련의 단자유도계 모델은 이에 상응하는 유한요소모델의 각 모드에 대한 평균응답밖에 주지 못함을 확인하였고, 각 모드 층슬래브의 최대응답을 얻기 위해서는 각 고유진동수가 최소한 이자유도계로 모델링되어야 하며, 이때 이자유도계에 분배할 질량 및 연결보의 강성크기가 각각 1:5와 1:6일때 잘 일치함을 확인하였다. 또한 이렇게 결정된 모델링 방법은 실제 전단벽 구조물의 해석을 통해 그 적용성이 입증되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.67-67
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• 2003

자동차, 항공기, 산업기계, 운반기계, 철도차량, 공작기계 등 거의 모든 산업부문에서 사용되는 베벨기어의 냉간단조 공정 및 금형 설계를 위한 해석을 수행하였다. 소성가공에 의해 생산된 베벨기어는 기계적 성질이 우수하여 동력 전달장치의 수명연장 및 신뢰성, 소형화 등을 달성할 수 있으며 생산 원가 절감의 효과가 크기 때문에 냉간 단조의 공정설계는 매우 중요하다. 베벨기어의 단조에 대한 상계해석 결과는 금형 설계 시 프레스에 필요한 단조하중을 예측할 수 있으므로 프레스의 최적성형과 안전한 금형 설계를 도모할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 베벨기어의 냉간 단조시의 내부 동적 가용속도 장을 제시하였고 단조하중, 금속유동 등을 계산하였다. 또한 강소성 유한요소해석을 동시에 수행하여 제시한 동적 가용속도장의 적절성을 비교 검토하였다. 본 연구의 결과는 베벨기어의 적절한 냉간 단조 성형공정 및 공정설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.