• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.79-85
• /
• 2017

발 질환으로 어려움을 겪는 환자들이 증가하면서 이에 대응할 수 있는 교정용 인솔에 대한 연구가 점점 요구되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 형상기억합금의 특성 중 하나인 초탄성 효과를 이용하여 평발교정용 인솔 설계에 관한 연구를 진행하였다. 신발에 인솔을 부착하는 방식을 도입하여 설치된 인솔이 발 구조 중 가장 중요한 근육인 족저근막을 자극할 수 있도록 유도하였다. 족저근막에서 인솔에 의해 유발되는 접촉압을 유한요소법으로 예측하는 방법을 통해 교정 효과를 기대할 수 있는 평발교정용 인솔을 설계하고자 하였다. 이를 위해 인솔의 형상을 결정하는 설계 인자로 세 가지 즉, 인솔의 두께, 최고높이, 앞뒤의 비대칭률을 채택하였다. 세 가지 설계 인자의 영향도를 평가하기 위해 다구찌 최적화 기법을 도입하여 각 인자 간 조합에 따른 족저근막에서의 최대 접촉압을 계산하고 이를 분석하였다. 분석 결과 접촉압을 결정하는데 영향을 많이 주는 설계인자를 순서대로 나열하면 최고높이, 두께, 비대칭률의 순으로 나타났다. 또한, 접촉압을 실제 사람이 느낄 수 있는 인지압으로 변환한 후 교정 효과를 기대할 수 있으면서도 족저근막에 무리를 주지 않는 안전 교정 범위를 설정하였다. 이를 통해 안전 교정 범위에 드는 가장 좋은 설계안을 제안하였다. 본 연구를 통해 확립한 중요인자를 고려한 설계방법은 향후 개인별 맞춤형 교정 인솔을 설계하는 기반이 될 수 있다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.251-261
• /
• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.73-79
• /
• 2003

Sn-Ag 전해도금시 도금욕의 Ag 이온의 농도, 전류밀도, 펄스 주기, 첨가제등의 인자들이 솔더의 조성과 표면형상에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. Ag 이온의 농도와 시편에 가해지는 전류밀도를 변화시킴으로써 Sn-Ag 솔더내의 Ag 조성을 조절하는 것이 가능하였고 또한 전류밀도를 증가시키면 솔더의 미세조직의 크기가 감소되는것을 관찰하였다. 펄스 인가 주기와 첨가제의 양등을 변화시키면 솔더내 Ag의 조성이 달라지고 솔더의 표면 거칠기가 감소하면서 표면 형상이 변화됨을 확인하였다. 이러한 과정을 통하여 30 $\mu\textrm{m}$의 미세피치와 15$\mu\textrm{m}$의 범프 높이를 가지는 공정 Sn-Ag 솔더 범프를 형성하였다. 도금된 솔더의 조성은 EDS와 WDS 분석을 통하여 확인하였고 표면형상은 SEM과 3D surface analyzer를 사용하여 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권12호
• /
• pp.793-799
• /
• 2016

폐열을 열원으로 사용하는 저온형 개질기는 하이브리드 연료전지 시스템의 효율향상을 위해 사용되고 있다. 저온형 개질기의 경우 저온의 열적상태에서 높은 열전달 효율을 내는 것이 중요하며, 이를 위한 형상 최적화의 과정이 필요하다. 본 연구에서는 제한된 열공급 상황에서 개질기의 형상인자 변화에 따른 온도 및 반응특성을 전산해석을 통하여 알아보고자 하였다. 해석결과 저온형 개질기의 반응이 활발히 일어나는 영역은 온도가 높은 후단에 제한되는 현상을 보여 고온형 개질기와의 차이를 나타내었다. 또한 개질기의 기체공간속도(Gas hourly space velocity, GHSV)를 감소시키거나 열전달 면적을 증대시킴으로써 효율을 향상 시킬 수 있음을 확인하였고 종횡비에 따른 해석을 실시한 결과 저온형 개질기의 경우 길이방향보다는 반경방향의 열전달을 증대시키는 방법이 효과적임을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.29-33
• /
• 2011

솔더와 PCB Cu 패드와 솔더 경계면에서 발생하는 수직응력과 수평응력을 분석하여 PGA 패키지의 신뢰성 향상을 위한 리드핀의 형상설계에 대한 연구를 수행하였다. 이와 같은 연구를 위해 리드핀의 $20^{\circ}$ 각도 굽힘 변형과 50 ${\mu}m$ 인장조건에서 4인자 3수준의 다구찌 최적설계와 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 리드핀의 헤드곡면과 PCB Cu 패드가 접촉하는 폭(d2)이 솔더에서 발생하는 응력감소에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 계산되었다. 또한, 다 구찌법의 파라메타 설계에 의해 기존 리드핀 형상모델에 비해 약 18.7%의 등가 von Mises 응력이 감소하는 형상을 도출하였다. 한편, 최대 수직응력이 발생하는 위치가 PCB의 Cu 패드와 솔더의 외곽이 접촉하는 위치이고 최대 수평응력이 발생하는 위치가 SR 층과 솔더의 외곽표면이 접촉하는 위치임을 파악하여, PGA 패키지의 박리 불량은 솔더의 외곽부터 발생하여 내부로 진행될 것으로 예측되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권9호
• /
• pp.863-871
• /
• 2013

본 수치적 연구에서는 국내의 발전소에서 사용되는 일반적인 고차압 트림의 형상 중 대표적으로 사용되는 형상의 트림을 기본형 트림으로 정하여, 이를 설계한 후 캐비테이션과 유량의 관점에서 유동 특성을 살펴보았다. 실제로 운전되는 발전소계통의 운전조건을 참고하여 고차압 조건으로서 입 출구 차압을 18.7 MPa로, 온도를 $160^{\circ}C$로 설정하였다. 트림의 주요 설계 인자로서 유로의 면적, 유로의 단(stage)과 유로의 방향을 채택하여, 유량과 케비테이션 발생 특성을 개선하기 위해 기본형 트림을 재설계하였다. 개선을 위해 트림을 반경방향으로 세 영역으로 나눈 후 각 영역에서 재설계 인자를 이용하여 형상을 변경하였다. 4가지의 재설계 모델을 제안하였으며, 각 모델 형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 유량 및 캐비테이션 발생량의 관점에서 기본형 트림과 설계개선 트림들을 비교하여 재설계 모델의 성능이 개선되었음을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제10권6호
• /
• pp.949-953
• /
• 1999

반도체 봉지재에 쓰이는 EMC(Epoxy Molding Compound)는 고농도의 충전제를 함유하고 있는데, 이 충전제의 양과 성질에 따라 유동 특성이 크게 달라진다. 본 연구에서는 충전제의 농도, 입자모양, 크기에 따른 EMC(에폭시/실리카)의 점도변화 특성을 조사하였고, 이를 Mooney 식을 사용하여 예측하여 보았다. Mooney 식에 포함되어 있는 최대 충전율과 형상인자 중 최대 충전율은 Ouchiyama의 충전 모델과 Taguchi의 방법을 이용하여 구하였고, 형상인자는 실험자료를 이용하여 구하였다. 구해진 Mooney 식은 EMC의 점도 거동을 잘 예측하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.1-11
• /
• 2021

연소기 내부의 공동은 낮은 속도의 재순환영역과 유동의 진동을 일으켜 연료와 공기의 혼합 효율을 증대시키고, 화염을 유지함으로써 지속적인 연소를 가능하게 한다. 본 연구에서는 공동의 형상 인자에 따른 내부 유동의 특성을 실험과 2차원 전산해석을 통해 관찰하였다. 초음속 연소기 내 유동은 단순히 L/D 이외에도 다양한 공동 형상인자에 따라 크게 영향을 받는 것이 관찰되었다. 동일 L/D에서도 공동의 깊이에 따라 open과 closed 형태가 나타남을 확인하였고, 공동의 후방 경사각, 연소기 높이도 유동 특성이 달라지며, 이는 전압력 손실에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.59-66
• /
• 2017

유체 저장 구조물의 경우 지진 시 유체의 출렁임에 의하여 구조물에 동수압이 작용한다. 이 때, 유체의 동수압은 지진의 강도뿐만 아니라 유체 자유수면의 출렁임 높이(sloshing height)에 의해서도 변화한다. 이러한 하중의 변화에 영향을 미치는 인자로는 지진파의 형상, 최대지진강도, 유체 저장 구조물의 크기, 구조물의 폭, 유체의 높이 등이 있는데, 본 논문에서는 지진파의 형상과 유체 자유수면의 출렁임 형상의 상관관계를 규명하고자 하였다. 이를 위하여 구조물의 폭이 500 mm인 수조에 실지진파를 적용시켜 유체 자유수면의 출렁임 높이를 측정하고, 수치해석을 통하여 실험과 해석의 유사성을 검증하였다. 또한, 실험과 해석의 비교를 통하여 검증된 구조해석 기법을 적용하여 인공지진파의 형상을 다양하게 변화시키면서 유체 자유수면의 출렁임 형상의 변화를 측정하고, 인공지진파의 형상이 유체 자유수면의 출렁임 형상에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.1063-1069
• /
• 2011

오늘날, 차량의 성능 향상에 따라 타이어에 대한 요구가 다양화 되고 요구성능이 고도화됨에 따라 타이어의 설계기술에 보다 다양한 기반기술들이 적극적으로 사용되기 시작하였으며, 이에 대한 많은 연구 중 타이어 형상의 최적화를 통한 타이어 성능 향상을 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 타이어 형상은 운전성능, 회전저항성, 내구성, 승차감, 소음, 내마모성 등과 같은 차량의 주요성능에 직접적인 영향을 미치는 대단히 중요한 설계인자이다. 따라서 본 연구에서는 실험계획법의 하나인 직교배열표와 회귀식을 이용하여 타이어 형상설계 시에 필요한 유한요소 해석시간을 단축시키고 유전자 알고리듬을 이용하여 타이어의 주요 성능을 만족하는 다목적 형상최적설계를 수행하였다.