수소연료전지자동차를 비롯한 자동차 분야에서 성형 가공성과 기계적 특성이 우수한 고분자 복합수지에 대한 연구는 특정 기계적 특성을 갖춘 재료의 설계지원을 위한 Computer-Aided Engineering (CAE)으로 확대되고 있다. CAE 자동화는 소재의 기계적 특성 및 거동 예측이 선행되어야 하는데, 고분자 복합수지의 기계적 물성 예측은 단일물질과 달리, 바탕재와 보강재 간의 관계로만 설명하기에는 물성 거동이 복잡하기에, 수식으로 설명하기 어렵다. 본 연구에서는 큰 소성 구간과 조성에 예민하여 예측이 어려웠던 고분자 복합수지의 조성에 따른 응력-변형률 선도를 데이터의 기계학습을 기반으로 예측하였다. 개발모델은 바탕재, 보강재 종류 및 조성간의 복잡한 상관관계를 찾아, 학습한 시험 데이터가 없는 조건에서도 전체 응력-변형률 곡선을 의미있게 예측한다. 학습하지 않은 조성과 구성에 대해서도 고분자 복합수지의 기계적 특성을 예측하는 개발 모델을 기반으로 향후 소재 설계 AI 시스템을 완성할 수 있을 것으로 기대한다.
Most of battery industries are growing explosively as a core strategy industry for the development of the semi-conductor, the LCD, and the mobile communication device. In this thesis, dynamic characteristics of the steel can labeling machine on the automatic cell assembly line are studied. Dynamic characteristic analysis consists of dynamic behavior analysis and finite element analysis and is necessary for effective design of machines. In the dynamic behavior analysis, the displacement, velocity, applied force and angular velocity of each components are simulated according to each part. In the FEA, stress analysis, mode analysis, and frequency analysis are performed for each part. The results of these simulations are used for the design specification investigation and compensation for optimal design of cell manufacturing line. Therefore, Virtual Engineering of the steel can labeling machine on the automatic cell assembly line systems are modeled and simulated. 3D motion behavior is visualized under real-operating condition on the computer window. Virtual Prototype make it possible to save time by identifying design problems early in development, cut cost by reducing making hardware prototype, and improve quality by quickly optimizing full-system performance. As the first step of CAE which integrates design, dynamic modeling using ADAMS and FEM analysis using NASTRAN are developed.
수퍼컴퓨터의 발전속도는 반도체 및 메모리의 급진적인 개발로 인해 날로 가속화되어 가고 있다. 90년대 말에는 화합물반도체 \ulcorner 신소재의 등장으로 연산속도가 더욱 빨라질것으로 추정 되며 메모리도 400GB의 용량을 가진 수퍼폼퓨터가 출현할 것으로 예측된다. 1993년 1월에 Hitachi는 세계 최초로 원자규모(한원자에 한비트) 메모리 개발에 성공하여 21세기에 실용화를 목표로 하고 있다. UR의 타결과 더불어, 각국의 무역장벽이 높아지고 지적 소유권 보호가 강 화됨에 따라 첨단기술의 도입이 점차 어려워지는 현재 시점에서, 급속히 발전되어 가는 최첨단의 수퍼컴퓨터를 효과적으로 활용해야 할 필요성이 더욱 증가하고 있다. 따라서 수퍼컴퓨터의 활용 및 첨단 CAE 기술의 개발을 통하여 국내 연구개발 수준을 선진국 대열로 높이고, 국내 산업 계의 고품질 신제품 개발 및 생산성 향상을 유도하여 국산제품의 국제 경쟁력을 제고해야 할 것이다.
Structural analysis and fatigue tests have been performed to develop design and evaluation technologies of automotive seat frames. Under the back moment loading condition, the numerical simulation unveiled the maximum stress up to the yield strength at the side frame bracket. To measure the stresses under the test condition, strain gauges were attached to some weakest points of the side frames. the measured strains are in good agreements with the CAE results. On the other hand, some fatigue tests have been performed using the side frame bracket specimens made of various welding types to evaluate their durabilities. From the fatigue tests and the numerical analyses, it was recommended that the bracket welding position should be moved upward.
본 연구에서는 공정적 간편함으로 전자 패키징 분야의 배선 및 자동차 업계, 전자 제품 등 광범위한 범위에 사용되고 있는 도전성 페이스트를 다양한 공정조건으로 제조한 후, 열적, 기계적, 전기적 특성을 분석 및 기계적 특성에 대한 시뮬레이션 연구를 진행하여 최적의 도전성 페이스트 제조 공정 조건을 확립하고자 하였다. 우선 도전성 페이스트의 필수 구성 요소인 바인더 수지를 종류를 다양하게 설정하여 도전성 페이스트를 제조하였고, 열전도도, 인장강도 및 연신율 등의 특성을 분석하였다. 바인더 수지 중, 유연 에폭시 소재를 적용한 도전성 페이스트의 물성이 가장 우수하였으며, 도전성 페이스의 물성 data base를 토대로 하여 기계적 특성에 대한 시뮬레이션 연구를 진행하였다. 기계적 특성에 대한 시뮬레이션 결과, Ag flake 부피 분율이 60%일 때 가장 우수한 물성을 나타내었다.
항공기에 사용하는 제트엔진을 생산하기 위해서는 고도의 절삭가공 기술이 필요하다. 항공기 엔진 가공업체들은 가공 시 발생할 수 있는 오류들을 방지하기 위해, CAM(computer-aided manufacturing) 기술을 도입하였다. 그러나 CAM 모델 생성을 위해서는, 작업자가 수 일에서 수 주 동안 CAD 모델을 기반으로 가공 연산을 일일이 생성해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제 해결을 위해 본 논문에서는 CAD 모델로부터 구멍 가공 부분에 대한 CAM 모델의 자동 생성 방법을 제안한다. 이를 위해 CAD 모델에서 구멍 특징형상을 인식하고 이를 CATIA 의 가공 연산으로 변환하는 방법을 적용하였다. 또한 프로토타입 시스템의 구현을 통해 제안한 방법을 실험 및 검증하였다.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제7권4호
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pp.23-27
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2006
Rubber is used in many industrial products, such as hoses, rubber belts, and oil seals. In particular, more than 200 rubber parts are used in automobiles. The design technology of these parts is largely dependent on field experience, which leads to lengthy and expensive developing procedures. However, with the help of recent developments in nonlinear computer analysis, new rubber products can be developed at low cost. In this study, rubber injection molding design variables, such as location and number of gates, were optimized using computer-aided engineering with the cross-WLF equation to produce CLIP rubber products made from ethylene propylene diene monomer(EPDM). The validity of the proposed design was evaluated by comparison with actual forming results.
A most important progress in civilization was the introduction of mass production. One of main methods for mass production is die-casting molds. Due to the high velocity of the liquid metal, aluminum die-casting is so complex where flow momentum is critical matter in the mold filling process. Actually in complex parts, it is almost impossible to calculate the exact mold filling performance with using experimental knowledge. To manufacture the lightweight automobile bodies, aluminum die-castings play a definitive role in the automotive part industry. Due to this condition in the design procedure, the simulation is becoming more important. Simulation can make a casting system optimal and also elevate the casting quality with less experiment. The most advantage of using simulation programs is the time and cost saving of the casting layout design. For a die casting mold, generally, the casting layout design should be considered based on the relation among injection system, casting condition, gate system, and cooling system. Also, the extent or the location of product defects was differentiated according to the various relations of the above conditions. In this research, in order to optimize the casting layout design of an automotive Oil Pan_BR2E, Computer Aided Engineering (CAE) simulation was performed with three layout designs by using the simulation software (AnyCasting). The simulation results were analyzed and compared carefully in order to apply them into the production die-casting mold. During the filling process with three models, internal porosities caused by air entrapments were predicted and also compared with the modification of the gate system and overflows. With the solidification analysis, internal porosities occurring during the solidification process were predicted and also compared with the modified gate system.
항공우주산업과 관련된 항공기, 인공위성, 발사체 등의 구조체 개발을 위해서는 설계단계에서부터 해석 및 제작에 이르기까지 다양한 전산기술(CAD/CAE/CAM)이 널리 적용되고 있다. 이 중 구조해석을 위해서는 NASTRAN, ABAQUS, ANSYS와 같은 유한요소법에 기반을 둔 CAE 소프트웨어가 개발되어 산업현장에 널리 보급되어 있으며, 정적해석, 동적해석, 진동해석, 충돌해석 등 해석목적에 맞게 모듈화가 되어있다. 최근에는 해 석알고리즘 및 컴퓨터성능의 발달에 힘입어 다중물리해석, 최적설계와 같은 난해하며 높은 계산량을 요구하는 문제의 적용과 및 다자유도문제의 해결이 진행되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 항공우주산업분야에 주로 사용되는 구조해석 소프트웨어의 최신기술동향을 살펴본다.
유한요소법은 수학과 공학을 비롯한 다양한 분야에서 활용되고 있으나 해석대상을 유한 개의 다각형 요소로 분할하여 모델링하기 때문에 기하학적인 형상을 정확하게 기술하지 못하는 어려움이 있다. 그러나 최근에는 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)를 기저함수로 사용하는 아이소-지오메트릭 해석법(Isogeometric analysis)이 개발되었는데 NURBS는 기하학적 모델을 정확하게 표현할 수 있을 뿐만 아니라 해석의 기저함수로서 응답해석에 사용될 수 있다. 그러나 NURBS 기저함수를 해석에서 따로 구성하는 일은 유한요소해석에서 요소망을 구성하는 만큼 시간과 노력이 많이 요구된다. 아이소-지오메트릭 해석법은 CAD(Computer-Aided Design)와 기하학적 정보를 공유할 수 있기 때문에 CAD 코드로 부터 해석모델의 정보를 직접 얻는 것이 가능하다. 본 논문에서는 상용 CAD 코드인 Rhinoceros 3D를 이용하여 CAD 모델을 작성하고 이를 STEP 파일로 출력하여 NURBS의 노트벡터와 조정점 등의 정보를 아이소-지오메트릭 해석법에 활용하는 기법을 소개한다. 몇몇 수치예제를 통하여 아이소-지오메트릭 해석법의 정확도를 유한요소해석 결과와 비교하여 검증하고, 상용 CAD와 CAE(Computer-Aided Engineering)가 결합된 아이소-지오메트릭 해석법의 효율성을 입증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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