• Tribology and Lubricants
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• 제35권5호
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• pp.267-273
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• 2019

Wheel bearings are important automotive parts that bear the vehicle weight and translate rotation motion; in addition, their seals are components that prevent grease leakage and foreign material from entering from the outside of the bearings. Recently, as the need for electric vehicles and eco-friendly vehicles has been emerging, the reduction in fuel consumption and $CO_2$ emissions are becoming the most important issues for automobile manufacturers. In the case of wheel bearings, seals are a key part of drag torque. In this study, we investigate the prediction of the drag torque taking into consideration the hyperelastic and viscoelastic material properties of automotive wheel bearing seals. Numerical analysis based on the finite element method is conducted for the deformation analyses of the seals. To improve the reliability of the rubber seal analysis, three types of rubber material properties are considered, and analysis is conducted using the hyperelastic material properties. Viscoelastic material property tests are also conducted. Deformation analysis considering the hyperelastic and viscoelastic material properties is performed, and the effects of the viscoelastic material properties are compared with the results obtained by the consideration of the hyperelastic material properties. As a result of these analyses, the drag torque is 0.29 Nm when the hyperelastic characteristics are taken into account, and the drag torque is 0.27 Nm when both the hyperelastic and viscoelastic characteristics are taken into account. Therefore, it is determined that the analysis considering both hyperelastic and viscoelastic characteristics must be performed because of its reliability in predicting the drag torque of the rubber seals.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1219-1227
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• 2011

최근 생활 환경의 변화로 혈관계 질병으로 고통 받는 사람들이 늘어가고 있다. 이에 따라 질병을 치료하기 위해 여러 가지 시술을 하게 되는데 있어서 혈관의 역학적인 분석과 해석이 확보되어야 한다. 본 논문에서는 초탄성 이론을 기초로 하여 탄성 대변형에서의 혈관의 역학적인 거동에 대해 알아 보았다. 이를 통하여 정상혈압과 고혈압일 때 혈관에 작용하는 응력과 열림각으로 나타낼 수 있는 잔류 응력의 효과가 각 방향 응력분포에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 그 결과 잔류응력 효과를 적용시켰을 때 혈관 벽내에 작용하는 최대응력은 잔류응력 효과가 없을 경우와 비교하여 약 50%응력 감소가 나타남을 확인할 수 있고, 고혈압의 경우 정상혈압일 때보다 2배정도의 큰 응력이 혈관벽에 작용함을 확인 할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1025-1037
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• 2015

지반과 상부 구조물 사이의 경계에서 유연성이 확보된 지진동 격리 받침 시스템을 설치한 후에 전체 구조물의 고유 주기를 연장하고 구조물에 전달되는 지진 가속도를 저감하여 구조물을 보호하는 면진 설계 방식이 최근 건설 현장에서 널리 활용되고 있다. 하지만 도심지의 현대 구조물이 점차 대형화 및 고층화 되면서 기존의 면진 받침을 그대로 사용하기에는 지진 발생시 저항 능력의 부족으로 인한 전단파괴 혹은 잔류변형이 발생하여 구조물의 사용성 향상을 위한 보수 및 붕괴 위험에 따른 철거의 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 기존에 주로 사용되는 면진 받침의 저항 강도와 복원성을 향상시키기 위하여 부가적인 개장 시스템을 설치하고 지진 하중에 대한 성능을 평가하고자 한다. 초탄성 형상기억합금 소재의 보강 봉을 납 적층 고무 받침에 설치한 면진 시스템을 설계하고 단자유도 스프링 모델로 모형화하여 지진 데이터를 활용하고 비선형 동적 해석을 실시하였다. 본 연구에서 제안된 면진 시스템이 성능적인 우수성을 입증하기 위하여 기존에 사용된 면진 받침과 여기에 추가로 강재 봉으로 보강된 면진 시스템과의 극한 전단 저항력, 복원성 및 잔류변형 발생 등을 해석을 통하여 비교 평가하였다. 그 결과 초탄성 형상기억합금 소재의 제어 봉으로 보강된 면진 받침이 다른 면진 받침과 비교하여 지진저항 성능에 있어서 우수함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 2024

선행연구에서는 위성체의 고기동 시 전개형 태양전지판으로부터 발생하는 잔여진동을 저감시키기 위해 초탄성 형상기억합금 (Shape Memory Alloy, SMA)을 적용한 적층형 태양전지판 요크를 제안하였다. 요크에는 SMA 양면에 구속층을 적층시키기 위해 점탄성 테이프가 적용되며, 점탄성 테이프는 온도 의존성이 높아 온도에 따라 댐핑 특성 변화로 요크의 진동저감 성능에 직접적인 영향을 미친다. 이에 따라, 온도별 요크의 댐핑 성능을 확인하기 위해 다양한 온도조건에서 자유감쇠시험을 수행하여 댐핑 성능이 가장 극대화되는 온도 구간을 식별하였다. 본 논문에서는 상기 온도시험 결과를 토대로, 요크가 궤도 열환경에 노출되더라도 효과적인 댐핑 성능을 유지할 수 있도록 궤도 열해석을 통해 요크의 열적 거동 및 온도를 예측하였으며, 요크가 최적의 진동저감 성능을 낼 수 있도록 열 설계안 도출 방안에 관해 기술하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.79-88
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• 2014

제품 정밀도와 생산성 향상을 위해 고속프레스의 초고속화 및 초정밀화 기술이 더욱 중요해지고 있다. 그러나 고속프레스는 작동 속도 증가에 따라 슬라이드의 반복 위치 정밀도가 저하되고 프레스 구조 부품의 파손 위험성은 증가하는 것으로 알려져 있다. 따라서 고속프레스의 설계 정밀도를 향상시키기 위해서는 이런 문제점을 해석적으로 예측하고 설계에 미리 반영하는 것이 필요하다. 이번 연구에서는 편심 질량을 갖는 프레스 구동부 부품의 회전에 따른 동적 탄성 변형을 유한요소해석과 실험을 통해 분석하였다. 이를 통해 고속의 작동 조건에서 프레스의 정밀도와 파손 위험성 변화를 평가하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.125-134
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• 2003

In this study, Mooney-Rivlin 1st model and Mooney-Rivlin 3rd model are adopted as strain energy density functions of the rubber compounds of a radial tire. It is shown that the FE analysis using Mooney-Rivlin models for rubber compounds may provide good approximations by employing the appropriate strain range of experimental stress-strain data in a way to describe the stress-strain relationship accurately. Especially, Mooney-Rivlin 3rd model gives an accurate stress-strain relationship regardless of the fitting strain range used within the strain of 100%. The static nonlinear FE analysis of a tire inflation is performed by employing an axisymmetric model, which shows that the outside shapes of the tire before and after inflating the tire agree well with those of the real tire. Additionally, the deformations at crown center and turning point on sidewall, distribution of belt cord force, interlaminar shear strain are predicted in terms of variation of belt cord angle which is known as the most influential factor in inflation behavior of a tire.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1237-1242
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• 2011

족저부의 압력 분포를 해석하기 위하여 인체에 근접한 족부 상세 해석용 모델을 개발하였다. 이 상세 해석용 모델은 족부의 단층촬영 영상(CT scan image)으로부터 밀도 차이에 따라서 골격부와 피부 및 피하조직을 각각 3D CAD 모델로 변환한 후에 결합하여 구성하였며, 근육과 뼈, 피부 모두를 반영한 3D 족부 유한요소해석 모델로 개발하였다. 개발된 3D 족부 유한요소모델에 대하여 NASTRAN의 접촉해석을 수행하여 족저압의 분포를 계산하였으며, 이러한 결과는 균일분포압력을 작용시키는 당뇨병 환자용 신발 설계의 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 유변학
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• 제8권3_4호
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.550-557
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• 2003

Hyperelastic constitutive equations for nonlinear deformation of the periodontal ligament were investigated. The parameters in the strain energy potentials were obtained from experimental data for uniaxial and shear responses of the human periodontal ligament. The hyperelastic constitutive equations based on two strain energy potentials was also compared with the linear elastic equation, which is recently reported. The best fitted parameters in the strain energy potentials was applied to finite element program (ABAQUS) to simulate special orthodontic treatment of a mandibular canine.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.560-563
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• 2007

속도와 밀도의 함수로 이루어진 음향 임피던스는 탄성파자로부터 물성변화를 확인하는 방법 중의 하나로 이용된다. 본 연구에서는 한국지질자원연구원에서 개발된 탄성파 탐사자료처리 무른모 지오빗올 이용하여 기본 자료처리를 실시하고, 음향 임피던스 변환 모듈올 적용하여 동해 가스 하이드레이트 현장자료에 대한 광역 임피던스변화를 구하고 이로부터 음향 임피던스 단면도를 구하고자였다. 음향 임피던스 단면도는 중합단면도상에서 음향 임피던스 변화를 보여주고 있으며 특히 왕복주시 2.9초 전후에서 해저면 반사파와 위상이 반대이며 고진폭을 나타내는 해저면 기인 고진폭 반사층으로 여길만한 지점에서 그 변화가 크게 나타남을 알 수 있었다. 탄생파자료는 10 Hz 이하 저주파 정보가 들어있지 않아 완전한 음향 임피던스를 구할 수 없으므로 층서해석이 이루어진 중합 단면도부터 광역 임피던스를 구하였다. 향후 시추자료를 활용할 경우 좀더 정확한 음향 임피던스 단면도를 생산할 수 있을 것으로 여겨진다.