• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.17 no.1
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• pp.14-18
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• 2014

Wheel/rail contact is a significant problem in railway dynamics. In this paper, the wheel/rail contact is examined analytically and numerically as a contact problem between two cylinders where torque and friction have effect. Furthermore, the contact of a real wheel and rail is investigated numerically where the normal and shear force act. This study demonstrates that the wheel/rail contact is a process that generates traction force through creep where rolling and sliding occurs simultaneously depending on the shape of the wheel and rail, and the friction coefficient between them.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.13 no.3
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• pp.305-319
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• 2000

Numerical solution lot frictional contact problems of nonlinearly deformable bodies having large deformation is presented. The contact conditions on the possible contact points are expressed by using the contact error vector, and the iterative scheme is used to reduce the contact error vector monotonically toward zero. At each iteration the solution consists of two steps : The first step is to revise the contact force by using the contact error vector given by the previous geometry, and the second step is to compute the displacement and the contact error vector by solving the equilibrium equation with the contact force given at the first step. Convergence of the iterative scheme to the correct solution is analyzed, and the numerical simulations we performed with a rigid-plastic membrane and a nonlinear elastic beam.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1998.06b
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• pp.19-27
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• 1998

박판금속성형공정을 통하여 컴퓨터를 이용한 계산방법으로 효율적이고 정확하게 해석할 수 있는 박판성형해석시스템인 SAIT_STAMP를 개발하였다. 또한 이를 현업문제에 적용하여 금형의 개발기간과 비용을 줄이고 성형품 품질저하 문제들을 해결하는데 이용하였다. SAIT_STAMP 는 성형해석, 성형후해석 프로그램과 전·후 처리기로 구성이 되어있다. 금형과 재료의 접촉 및 마찰을 고려한 새로운 접촉처리방법을 성형해석에 적용하여 해석속도와 해석정확도를 향상하였고 다단계성형 및 유압성형 등 박판성형에 필요한 대부분의 기능을 개발하여 적용하였다. 성형후해석은 성형해석의 결과를 토대로 스프링백해석을 수행한다. Visual C++을 사용하여 개발된 전·후 처리기는 window 95N/T 환경의 PC에서 수행된다. 개발된 프로그램을 이용하여 현업 문제에 적용 해석하였으며 상용S/W 대비 우수한 결과를 얻었다. 현재 삼성내 9개 관계사에서 설치되어 사용중이며 프로그램의 대외신뢰성확보를 위해 대학과 비경쟁업체에 프로그램을 설치하여 프로그램을 설치하여 프로그램의 시험과 성능향상을 하고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1988.11a
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• pp.67-74
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• 1988

고온성질 및 내마모 성질이 우수한 것으로 알려져 있는 요업재료가 아직 그 사용 영역이 크게 확장되지 못하고 있는 이유는 마모문제 때문이다. 종래 엔진재료로써 사용될 수 있을 것으로 크게 기대되어 왔던 사실과는 달리 아직도 성공하지 못하고 있는 것이 좋은 예이다. 이와 같이 요업재료에서의 마모가 중요한 문제로 대두함에 따라 최근 마모를 이해하기 위한 연구들이 실험적으로 또 이론적으로 활발히 진행되어 왔다. 그러나 마모는 접촉표면 및 부표면(subsurface)에서의 탄성 및 소성변형 또 화학적 반응등이 통상 복합적으로 작용하여 나타나는 매우 복잡한 것이기 때문에 아직도 그 기구는 분명하지 않다. 따라서, 요업재료에서 마모가 어떻게 일어나는 지를 밝히는 것은 아직도 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 요업재료에서 미끄럼시의 마모기구를 실험적으로 밝히는 것이다. 비교적 제 성질이 잘알려져 있는 $Al_2O_3$를 모델계로 택하여 마모시험을 행하였으며, 미끄럼 시간에 따른 마모양상의 변화 및 접촉표면과 부표면에서의 미세구조 변화를 관찰하여 마모기구를 규명하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.40-43
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• 2011

최근, 레이저 초음파 영상화 기법은 구조물의 비접촉식 손상 진단을 위해 널리 연구되고 있다. 초음파 영상화 기법의 가장 큰 장점은 비접촉식으로 구조물의 손상을 진단할 수 있고, 가진 및 측정 지점을 자유로이 이동할 수 있다는 점이다. 따라서 이는 고온이나 동적상태의 구조물에 적용이 가능하며, 시간과 공간상의 충분한 데이터를 획득할 수 있으므로 역문제 (Inverse problem)를 해결할 필요 없이 완전한 초음파의 전파 형상을 얻을 수 있다. 지난 연구들에서는 충분한 가진력 혹은 측정 민감도를 확보하기 위해 가진 레이저와 부착형 센서의 조합이나 부착형 가진 트렌스듀서와 센싱 레이저의 조합으로 초음파 영상을 획득하고자 하였다. 하지만 이들 조합은 가진 혹은 측정 지점이 구조물에 부착되어 있어 완전한 비접촉식 기법을 구현하지 못하였다. 이를 극복하고자 레이저와 EMAT 센서 등의 조합이 시도되어 왔으나, 이 또한 EMAT 센서의 적용 거리에 따른 한계점을 지니고 있다. 본 연구에서는 가진 레이저 (Nd:Yag)의 스캐닝을 통해 다양한 가진 점에서 발생된 초음파가 탄성체 구조물을 통해 전파되고, 이를 센싱 레이저 (Laser Doppler Vibrometer)를 이용하여 측정함으로써 비접촉식 초음파 영상화를 구현하였다. 나아가, 정상파 필터(Standing-wave filter)를 이용하여 구현된 초음파 영상으로부터 손상 영향만 검출해 내는 기법을 개발했다. 개발된 기법은 복합재 시편의 층간박리 (Delamination) 진단을 통해 검증하였다.

• Composites Research
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• v.15 no.1
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• pp.41-52
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• 2002

This paper presents the thermo-elastic analysis for searching the behavior of carbon/carbon brake system during the braking period and the 3-D stress analysis to find the shape of the brake disk which is safe to the failure. The mechanical properties of the carbon/carbon brake disk were measured for both in-plane and out of plane directions. The mechanical properties were used as the input of the thermo-elastic analysis and 3-dimensional stress analysis for the brake disk. The gap between rotor clip and clip retainer is an important parameter in the loading transfer mechanism of the rotor disk. The change of gap was considered both the mechanical deformation and thermal deformation. Because the rotor clip and clip retainers were not contacted, they were excluded from the analysis model. Rotor disk was modeled by using the cyclic symmetry condition. The contact problems between rotor clip and key drum as well as between rotor disk and rotor were considered. From the results of the 3-D stress analysis, the stress concentration at the key hole of the brake disk was confirmed. The stress distributions were studied thor the variation of the rotation angle of the contact surface and the radius of curvature at the key hole part.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.353-361
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• 1989

A parametric study of load distribution in bolt-nut joints is performed by the method of finite element contact analysis. The contacting surface is assumed unbonded and frictionless. Multi-body contact analysis is performed in elastic region under the assumption of axi-symmetric stress state. Load acting on the first thread from the fastened plate is much greater than that on the other threads in the standard setting. But the load distribution is shown to be improved by making the center of contact force acting on the nut surface move outwards. Such a modification is possible by enlarging the gap between bolt shank and fastened plate or by inserting suitable washers. Shape modification of the standard nut by the making a groove and a step on the nut surface is also suggested, which results in almost uniform load distribution and considerable decrease in the maximum stress of the joint.

• Geotechnical Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.67-80
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• 1992

In the analysis of dynamic problem, determination of mazimun shear modulus is essential for the estimation of shear stress at any strain level. Although many models for silica sands were presented, the direct accomodation of those models to crushable sand would be difficult because of crushability during torsion. In this research dynamic behaviour of tested sand is presented. The shear modulus of loose crushable sand shows similar results to silica sand. However, as the density of crushable sand increases the shear modulus decreases because of crushability by increasing surface contact area. And modulus number is expressed in terms of state parameter by Been and Jefferies (1965).

• Transactions of Materials Processing
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• v.7 no.4
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• pp.347-353
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• 1998

A new approach of elastic finite element to die stress analysis in forging is presented in this paper. The die set analysis problem is formulated by considering contact problems under both mechanical and thermal loads. In the approach, amount of shrink fit is controlled by thermal load i.e., temperature difference between die insert and shrink fits. The loading conditions are extracted automatically from a forging simulator. The predicted solution is compared with analytical one and it has been shown that the predicted results are in excellent agreement with the analytical ones. An application example is given, which was found in a cold forging company.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.2
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• pp.161-166
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• 2010

Elastomeric seals are widely used in dynamic seal applications, and it is well known that the sealing surfaces can be gradually worn out. Abrasive wear is known to be the most dominant factor; however, little research has been carried out on this problem until now. In this study, a new contact problem related to elastomeric seals-a small spherical particle and steel surface-was modeled and analyzed using MARC. Variations of von-Mises and residual stress distributions as well as deformed seal and steel surface shapes with seal materials and interferences are presented. The stress distribution and surface deformation are highly affected by the elastic properties of seal. For PTFE, the maximum von-Mises stress exceeds the yield strength, and plastic deformation occurs on the steel surface. Therefore, the sealing surface can also be worn down by sub-surface fatigue due to intervening hard particles in the sealing surfaces together with the well-known abrasion.