• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.270-276
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• 2020

3D 프린팅은 고분자, 세라믹, 금속 등 다양한 소재를 대상으로 복합적인 형상을 한 번의 공정으로 제작할 수 있는 적층 기반 제작 기술이다. 최근의 3D 프린팅 기술은 프린팅 속도의 향상과 적용 가능 소재의 지속적인 개발에 의해 양산형 제품 생산이 가능한 수준으로 발전하였다. 본 연구에서는 레이저를 활용한 3D 프린팅 기술을 적용하여 철도 차량용 공기 압축기에 쓰이는 열교환기 제작을 진행하였다. 먼저 3D 프린팅에 적합한 형상으로 경량화 및 컴팩트화를 주안점으로 열교환기의 최적 설계를 진행하였다. 그로부터 도출된 설계안을 기반으로 SLM 기법을 적용하여 AlSi10Mg 합금 소재로 열교환기 시작품을 제작하였다. 다음으로, 제작된 시작품을 기존 공기 압축기에 부착하여, 압축공기의 열교환 성능을 시험하였다. 3D 프린팅 시작품의 시험 결과는 기존 열교환기 대비하여 저압부와 고압부에서 열교환 성능은 각각 약 80% 및 85% 수준을 보였다, 하지만 외부 냉각공기 조건을 기존 열교환기와 유사한 조건으로 가정하였을 때 𝓔-NTU 법을 활용하여 계산한 열전달량은 기존 열교환기 대비하여 유사한 성능을 보여 주었다. 결과적으로, 3D 프린팅 제작 열교환기의 성능 효과 및 경량화 등의 장점을 확인할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.153-158
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• 1995

보 및 평판의 진동에 대해서 에너지의 손실은 재료감쇠를 이용한 표면감쇠처리나 지지부에서의 감쇠처리에 의하여 증가될 수 있다. 감쇠재료를 이용한 표면감쇠처리의 예로서 보/평판 표면에 접착되는 감쇠 테이프나 코팅등은 아주 효과적임이 입증되었다. 마찬가지로 지지부 감쇠처리는 점탄성재료의 삽입에 의해서 설명될수 있다[1]. 보/평판의 감쇠에 대한 최근의 많은 연구들은 진동하고 있는 보/평판의 표면에 적용하는 감쇠 테이프 혹은 적층형태의 감쇠 처리방법에 대해서 주로 수행되었다. 일반적으로 표면감쇠처리방법은 진동감소에 아주 효과적이지만 실제 적용상에서 항상 가능한 것은 아니며, 이와 같은 경웨는 지지부 감쇠 처리방법에 의존하게 된다[2]. 감쇠특성을 갖는 점탄성재료를 실제로 적용할 때 보/평판의 유한한 길이가 점탄성재료로 지지되며 점탄성재료의 물성치와 치수에 따라서 계의 모우드 매개변수(고유진동수, 계의 손실계수 그리고 모우드형상)가 크게 달라진다. 그리고 이와 같은 계에 대해서는 지지부의 거동보다는 전체 시스템의 고유진동수와 손실계수 그리고 보 영역에서의 모우드 형상에 더 관심이 있으므로 지지부 영역을 집중매개변수(lumped parameter)로 나타내어 계를 해석할 수 있다. 일반적으로 보와 평판의 경계에서는 병진 및 회전방향의 강성 뿐만 아니라 두 강성사이에 연성효과도 동시에 발생하게 되므로 이 항을 고려하여 계를 모델링해야 한다. 본 연구에서는 우선 점탄성 재료에 의한 지지부영역의 등가 강성계수들을 구하고 경계에 강성행렬을 갖는 보의 등가시스템을 얻는다. 그리고 등가시스템의 주파수방정식으로부터 모우드 매개변수에 대한 지지부의 영향을 살펴본다. 또한 시스템이 비교적 복잡한 사각 평판의 진동에 대해서도 동강성행렬법(dynamic stiffness matrix method)을 이용하여 해석하고자 한다. 수준임이 입증되었다. 본 연구의 결과를 토대로우리나라 젊고 건강한 남성에게 적합한 무게상수는 작업자군에 대하여 25.05kg, 학생군에 대하여 20.24kg 으로 나타나 이는 미국 NIOSH 안전기준과 대체로 일치함을 발견하였다.ive structures utilized in Client/server architecture for distribution and cooperative processing of application between server and client this study presents two different data management methods under the Client/server environment; one is "Remote Data Management Method" which uses file server or database server and. the other is "Distributed Data Management Method" using distributed database management system. The result of this study leads to the conclusion that in the client/server environment although distributed application is assumed, the data could become centralized (in the case of file server or database server) or decentralized (in the case of distributed database system) and the data management method through a distributed database system where complete responsi

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.531-539
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• 2017

전통적인 FRP 선체 제작에는 mould가 요구되며, mould의 높은 제작비용은 FRP 선박 제작자에게 비용부담을 주고 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로 강선 건조에서 사용되는 블록 혹은 모듈 방식의 제작기법에 착안한 modular construction 방안이 제시되었다. 이 제작방안을 FRP 선체에 효율적으로 적용하기 위해서는 설계 및 제작 측면에서 간략하면서도 구조적 안정성을 갖는 접합 이음부 개발이 이루어져야 한다. 따라서, 본 논문에서는 모듈방식의 FRP 선체 제작을 위해 moulding-in 개념을 기반으로 한 경제적인 접합 이음부 개발에 관한 연구를 수행하였다. FRP 샌드위치 판을 대상으로 step, scarf-step 그리고 scarf 이음부 형상을 갖는 moulded-in을 수지주입식진공성형 공정에 도입하여 성공적으로 접합된 FRP 샌드위치 판을 제작하였다. 이에 대해 구조적 안정성 평가를 목적으로 인장 및 4점 굽힘 시험 그리고 유한요소해석을 수행하였다. 시험과 해석결과에 대한 비교 연구를 통해 본 연구에서 개발된 접합 이음 내용이 모듈방식의 FRP 선체 제작에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.403-412
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• 2021

단열패널(표면재, 심재, 마감재로 구성되어 있으며 경량성, 저가성 및 시공성 등의 장점)의 화재난연성과 적용건축물 강화에도 불구하고, 화재발생 건수와 피해 영향은 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 단열패널 종류별이격거리에 따른 열영향(온도변화, 점화가능성, 내·외부 연소흔, 심재의 형상 변화)을 평가하고자 국내에서 사용빈도가 높은 EPS 패널, 글라스울 패널, 석고보드 패널의 3종을 선택하였다. 패널에는 지면으로부터 수직(30 cm, 90 cm, 150 cm)으로 온도센서를 설치하였고, 적층한 각목을 화원으로 패널로부터 각각 0 cm, 25 cm, 50 cm 이격거리를 변화시키면서 점화시켰다. 실험 결과, 최고온도는 EPS 패널에서 349 ℃를 나타내었고, 패널의 내·외부 형상변화는 이격거리 25 cm를 임계점으로 하부에서 중부까지 높이로 국한되었다. 또한 연소흔은 평균 500 s 이후에서 나타났고, 화재강도가 큰 EPS 패널에서는 광폭의 U자형 패턴, 글라스울과 석고보드 패널에서는 중폭 또는 협폭의 V자형 패널을 형성하였다. 도출된 정보를 통해 단열 패널로 구성된 건축물로부터 화재위험성 평가와 화재감식의 검증에 필요한 유용한 정보를 제공하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.81-88
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• 2024

차세대 중형위성 3호의 탑재체 중 바이오캐비넷은 우주공간에서 바이오 3D프린팅 기법을 이용한 3차원 줄기세포 분화, 배양 및 분석 임무를 수행한다. 상기 3D 프린팅 기법은 궤도환경에서 사용을 목적으로 개발되었으나, 극심한 발사환경에 대한 별도의 검증이 이루어지지 않아 탑재체에 전달되는 발사하중을 저감 시키는 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 바이오캐비넷에 전달되는 발사하중 저감을 위해 저강성 탄성 지지구조 적용 및 고댐핑 특성을 부여한 수동형 진동절연기를 제안하였으며, 고댐핑 특성을 부여하기 위해서 초탄성 형상기억합금의 초탄성 효과와 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조에 주목하였다. 제안한 진동절연기 인증모델에 대한 발사진동시험을 통해 설계유효성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.295-303
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• 2004

본 연구에서는 등방성 및 복합적층판 해석을 위해 추가변형률을 갖는 개선된 4절점 Reissner-Mindlin 평판휨요소를 제안하였다. 전단잠김현상과 가상적인 제로에너지모드를 제거하기 위해 비적합 변위모드와 Bubble 함수식에 근거한 새로운 형태의 전단변형률을 추가함으로써 횡방향 전단거동을 개선하였다. Andelfinger와 Ramm(1993)이 제시한 기본적인 추가변형률은 면내거동을 개선시키고자 그대로 적용하였다. 1차전단변형이론에 근거한 새로 개발된 4절점 평판요소를 '14EASP'라 명하였다. 14EASP 유한요소의 특징과 성능을 평가하고자 몇가지의 수치해석예제를 적용하였으며, 다른 유한요소 및 해석적인 해와 비교하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 14EASP는 보다 안정적이고, 수렴성이 빠르며, 특히 요소형상이 왜곡된 경우에도 정확한 결과를 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.442-449
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• 2009

유한요소법을 적용하여 고형, 박벽 및 혼합형 단면을 갖는 복합재료 블레이드의 2차원 단면 해석 프로그램을 개발하였다. 이종 적층 복합재료에 대한 물성치는 가중 계수법을 도입하여 결정하였다. 전단 중심치와 비틀림 강성 계수는 St. Venant 비틀림 이론 및 Trefftz 의 정의를 토대로 구하였다. 해석 과정에서 발생하는 단면 강성 행렬의 특이치 문제는 고유치 해석으로부터 강체 모드를 제거함으로써 해결하였다. 다양한 단면 형상에 대한 강성치, 중심치 및 관성치에 대한 수치계산을 수행하였다. 기존의 상용해석 소프트웨어 및 여타 문헌에 제시된 단면 해석 결과와 폭 넓은 비교, 검증 연구를 수행하였으며, 이를 토대로 본 해석 프로그램의 타당성을 보였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권3호
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• pp.388-393
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• 2013

Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) has many desirable qualities, including being lightweight and very strong. These characteristics have led to its use in applications ranging from small consumer products to vehicles. Circular and square CFRP members were fabricated using 8ply unidirectional prepreg sheets stacked at different angles ($[+15^{\circ}/-15^{\circ}]_4$, $[+45^{\circ}/-45^{\circ}]_4$ and $[90]_8$, where $0^{\circ}$ coincides with the axis of the member). Based on the collapse characteristics of a CFRP circular member, the collapse characteristics and energy absorption capability were analyzed. Impact collapse tests were carried out for each section member. In this study, the impact energies at crossheads speeds of 5.52 m/s, 5.14 m/s and 4.57 m/s were 611.52 J, 529.2 J and 419.44 J (circular member) 2.16 m/s, 1.85 m/s and 1.67 m/s are 372.4 J, 274.4 J and 223.44 J (square member). The purpose is to experimentally examine the absorption behavior and evaluation the strength in relation to changes in the stacking configuration when the CFRP circular members with different stacking configurations were exposed to various impact velocities. In addition, the dynamic characteristics were considered.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권4호
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• pp.109-119
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• 2004

Rapid prototyping (RP) technologies have been widely used to reduce the lead-time and development cost of new products. $VLM-_{ST}$ process has been developed to overcome the currently developed RP technologies such as a large building time, a high building cost, an additional post-processing and a large apparatus cost. $VLM-_{ST}$ process requires an additional human interaction due to the manual stacking and bonding. Hence, building time, building cost and the part quality are dependent on the skill of labor. A novel RP process, fully automated $VLM-_{ST}$ process ($VLM-_{ST}$), has been developed to improve building efficiency of the process and the human dependency of the part. The objective of this work is to propose a $VLM-_{ST}$ process and to develop an apparatus for implementation of the process. $VLM-_{ST}$ process and its apparatus have various technical novelties such as two step cutting using a rotating table, an automatic stacking method using two pilot holes and two reference shapes, a concept of automatic unit shape layer (AUSL), and an automatic bonding using the bonding roller and building magazine. In order to examine the efficiency and the applicability of the proposed process, various three-dimensional shapes, such as a piston, a human head shape and a human bust shape, were fabricated on the apparatus.

• 한국분말재료학회지
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• 제19권5호
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• pp.348-355
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• 2012

Cold spray deposition using Titanium powder was carried out to investigate the effects of powder morphology and powder preheating on the coating properties such as porosity and hardness. The in-flight particle velocity of Ti powder in cold spray process was directly measured using the PIV (particle image velocimetry) equipment. Two types of powders (spherical and irregular ones) were used to manufacture cold sprayed coating layer. The results showed that the irregular morphology particle appeared higher in-flight particle velocity than that of the spherical one under the same process condition. The coating layer using irregular morphology powder represented lower porosity level and higher hardness. Two different preheating conditions (no preheating and preheating at $500^{\circ}C$) were used in the process of cold spraying. The porosity decreased and the hardness increased by conducting preheating at $500^{\circ}C$. It was found that the coating properties using different preheating conditions were dependent not on the particle velocity but on the deformation temperature of particle. The deposition mechanism of particles in cold spray process was also discussed based on the experimental results of in flight-particle velocity.