• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.725-726
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• 2008

This paper proposes elastic stress intensity factors and crack opening displacements (CODs) for a slanted axial through-wall cracked cylinder under an internal pressure based on detailed 3-dimensional (3-D) elastic finite element (FE) analyses. Based on the elastic FE results, the stress intensity factors along the crack front and CODs through the thickness at the center of the crack were provided. These values were also tabulated for three selected points, i.e., the inner and outer surfaces and at the mid-thickness. The present results can be used to evaluate the crack growth rate and leak rate of a slanted axial through-wall crack due to stress corrosion cracking and fatigue. Moreover, the present results can be used to perform a detailed Leak-Before-Break analysis considering more realistic crack shape development.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권1호
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• pp.97-103
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• 2013

A new precision positioning mechanism for stage was been developed by Displacement Magnification Device(DMD) in this paper. The DMD was composed of the beam and multilayer piezoelectric actuators. The theoretical and experimental analysis of DMD to enlarge displacement more then 50times were discussed. And the 2-axis stage by using displacement amplification apparatus was added in the new DMD, and it was able to do it through finite element analysis and experiment. As the results, the magnification of DMD can be obtained about $100{mu}m$ displacement to the 10V input voltage($1.5{mu}m$). And the about 50nm of linearity error in the $30{mu}m$ measurement range and 20times of the amplification in displacement can be measured. In addition, the experimental results are confirmed the possibility of millimeter displacement characteristics and correspond to finite element analysis results.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.36-41
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• 2009

This paper presents the development of a micro punching system with modified cymbal mechanism. To realize the micro punching, we introduced the hybrid system with a macro moving part and micro punching part. The macro moving part consists of a ball screw, a linear guide and the micro step motor and micro punching part includes the PZT actuators and displacement amplification device with modified cymbal mechanism. The PZT actuator is capable of producing very large force, but they provide only limited displacements which are several micro meters. Thus the displacement amplification device is necessary to make those actuators more efficient and useful. For this purpose, a cymbal mechanism in series is proposed. The finite element method was used to design the cymbal mechanism and to analyze the mode shape of the one. The displacement and mode shape error between the FEM results and experiments are within 10%. A considerable design effort has been focused on optimizing the flexure hinge to increase the output displacement and punching force.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.11-18
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• 2012

이 논문에서는 유리-에폭시 섬유 보강 복합재료판에 $K_I$ 과 $K_{II}$ 에 의한 혼합모우드 상태의 균열된 알루미늄판의 응력확대계수의 수치해석 산정을 다루고 있다. 응력확대계수 산정을 위한 가상균열닫힘법과 2단계 확장법이 고려된다. 에너지 방출률과 응력확대계수의 항으로 표현되는 파괴역학 매개변수 계산을 위하여, p-수렴 부분 층별모델이 채택된다. 고려되는 p-수렴 방식은 저매개변수 요소의 개념에 기초한다. 1개 층에 대해 가정된 변위장, 변위-변형률 관계, 그리고 3차원 구성방정식은 2차원과 1차원 고차 형상함수의 조합으로 정의된다. 고려되는 요소는 변위장의 보간과 수치적분을 수행하기 위해 로바토 형상함수와 가우스-로바토 적분법이 사용된다. 언급된 모델과 기법들을 사용하여, 경사각도의 변화에 따른 적층판 형상의 효과와 접착제의 강도가 팻치보강 시스템에 미치는 영향이 조사된다. 중립축 변화에 따른 팻치보강 적층판의 면외 휨 효과도 분석된다. 고려되는 모델의 정확성과 단순성 등에 관해서 응력확대계수, 응력분포, 자유도 수, 에너지 방출률 등의 항목을 가지고서 평가된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제9권2호
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• pp.108-115
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• 1992

이종재료의 접합면에 수직으로 존재하는 크랙에 대하여 경계요소 해석을 수행하여, 그 결과 실용가능한 수치 근사해을 얻을 수 있었다. 크랙을 정확히 모델링하기 위하여 크랙표면을 분리영역으로 하는 영역분할법을 채택하였으며, 해의 정확성을 향상시키기 위하여 등매개 2차요소로의 경계분할과 함께 크랙선단에서 표면력의 특이성을 나타내도록 하였다. 응력확대계수는 크랙표면상 절점의 상대변위를 이용하여 결정하였다. 또한 이종 재료내 크랙에 대하여 응력확대계수를 간단히 구할 수 있는 간편해석법을 제안하고 이의 적용 가능한 범위를 제 시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.109-118
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• 1985

특이응력해석을 위한 일반화된 가역상반일 경계분식이 섬유강화복합재를 모형화한 직교 이방성 크랙평판의 수치해를 위하여 발전시켰다. 이 적분방정식은 평판경계에서의 탄성변위와 트랙션의 변수로 구성된 경계분식의 형태로 하중이 없다는 두 크랙면의 경계조건과 유한의 탄성변형에너지 의 개념에서 경계적 분식에 필요한 특성해를 규정하고 대응되는 보조해를 계산하였다. 직교이방 도를 달리한 중앙크랙평판의 응력확대계수를 계산하여 기존해와 비교하였다. 또한 대칭모우드 I 형의 양측크랙평판 및 복합모우드형 편측크랙 일단고정 평판의 응력확대계수가 임의의 섬유방향 각에 따라서 계산되었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제8권4호
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• pp.136-145
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• 2005

특이응력해석을 위한 일반화된 가역상반일 경계적분식이 섬유강화복합재를 모형화한 직교 이방성 크랙평판의 수치해를 위하여 발전시켰다. 이 적분방정식은 평판경계에서의 탄성변위와 트랙션의 변수로 구성된 경계적분식의 형태로 하중이 없다는 두 크랙면의 경계조건과 유한의 탄성변형에너지의 개념에서 경계적분식에 필요한 특성해를 규정하고 대응되는 보조해를 계산하였다. 대칭모우드 I형의 중앙원공크랙평판 및 복합모우드형의 반원편측크랙 일단고정평판의 응력확대계수가 임의의 섬유방향각에 따라서 계산되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.249-257
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• 2006

지반 설계 인자는 공간적으로 분포하는 특성이 있으며, 이는 터널의 설계와 시공과정 뿐만 아니라 장기 거동에 큰 영향을 미친다. 그러나 일반적으로 터널의 수치해석을 위한 설계 지반 인자는 대상 영역을 대표하는 값 또는 대상 영역의 광역적 평균값 등이 적용되고 있다. 특히, 지하공간의 크기가 증가할수록 설계 지반 인자의 불확실성 및 공간적 분포 또한 증가한다. 결국 이러한 불확실성과 공간적 분포 특성의 확대는 해석의 정확성 및 신뢰성 저하를 초래하게 된다. 따라서, 대형 터널의 구조적 안정성을 확보하기위해 지반 물성치들의 공간적인 분포에 대한 정량적인 조사가 설계시 포함되어야 한다. 본 연구에서는 지반 물성치 및 구조적 설계 인자의 공간적 분포가 터널의 변위에 미칠 수 있는 영향을 분석하였다. 여러 COV(Coefficient of Variation)에 따라 정규분포하는 지반 물성치의 공간적 특성이 이상화된 원형 터널의 변위에 미치는 영향에 대한 분석과, NATM(New Austrian Tunneling Method) 터널에서 숏크리트의 강도의 공간적 분포가 터널 변위에 미치는 영향을 분석하였다. 공간적 분포의 COV가 증가할수록 터널 주변 발생하는 변위량도 증가하는 것으로 나타났으며, 분석 결과 이들은 지반 물성치에 따라 고유한 계수를 갖는 삼차방정식으로 표현된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.851-858
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• 2010

함수구배재료에서 구배방향을 따라 전파하는 천이모드 III 균열에 대한 일반적인 탄성해를 근접해법으로 얻었다. 함수구배재료의 전단계수 및 밀도는 구배방향을 따라 지수형적으로 변화한다고 가정하였다. 균열선단의 응력과 변위장은 응력확대계수 및 균열선단속도의 시간변화율에 의존하는 계수들을 갖는 방사상 좌표계의 누승으로 얻었다. 비균질성과 천이계수들이 응력 및 변위장의 고차항에 미치는 영향에 대하여 토론하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1897-1905
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• 2004

In many part of machines or structures that made of bimaterial bonded with two dissimilar materials, most failures occur at their interface. Therefore, the accurate analysis of fracture characteristics and the evaluation of mechanical strength for interfacial crack are essential when we design those structures. In this research, stress and displacement components in the vicinity of stationary interfacial crack tip in the two dissimilar isotropic bimaterials are established. Hereafter, the stress components established in this research can be applied to the photoelastic hybrid method which can be used to analyze the fracture behavior of the two dissimilar isotropic bimaterials.