• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.646-651
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• 2008

Bolts and nuts are widely used to fasten each mechanical part together in the machines and structures as vital elements. The primary role of bolts and nuts is keeping its axial force against the large external force and vibration. In this study, a lock nut using a spring was developed to maintain axial force. When the lock nut was made, crack occurred in the process of manufacturing the lock nut. Thus, optimized structure of lock nut was found by using the design of experiments. Lastly, the prototype of the optimized lock nut was created, and then the optimization result was verified by comparing results of the initial model and optimized model.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제2권2호
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• pp.20-24
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• 2012

In this paper, we perform a ANSYS simulation of assembly structure composed of three parts, bolt, nut, and coil spring, under the loading of a screw torque 640~800 ($N{\cdot}m$) derived from the given bolt tensile strength 10.9, which allows us to investigate a lock-nut mechanism for the prevention of bolt-loosening after three parts are fastened. And also we investigate the safety factor of each component with effective stress distribution obtained from the simulation, which enables us to estimate the structural safety of a new lock-nut structure. Both simulation and investigation shown in this paper will contribute to the development of a new lock nut structure.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.91-96
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• 2010

The combination of a bolt and nut is the element most widely used for connecting machines and structures. When a load is repetitively applied in the direction right angle to the bolt axis after the bolt and nut is fastened, the nut gradually becomes loose. To solve this problem, in this study, a new type of the loose-proof nut, called a lock nut, is developed. The lock nut is equipped with a spring, and the spring increases the axial force of the bolt. Then, the connection force between the bolt and nut is also augmented. Three dimensional finite element models for the bolt and spring are generated, and the change of the axial force of the bolt while the bolt is being inserted into the spring is analyzed using MSC/Marc, a commercial finite element program. Finally, the optimum shape of the spring is found according to the response surface analysis methodology. The optimization result is verified by comparing the variation of the axial force of the bolt when the bolt is inserted to the initial and optimized spring.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.965-970
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• 2010

볼트와 너트는 기기와 구조물등에 기계적인 요소들을 결합하는데 널리 사용되어지고 있다. 너트의 주된역활은 보트의 축방향의 힘을 유지시키는 데 있다. 본 논문은 스프링을 사용한 새로운 형태의 로크너트에 대한 것이다. 너트에서는 스프링을 잡아주기 위해서 너트의 상단부분을 좁게 만드는 코킹과 정이 이루어진다. 하지만 이 과정에서는 크랙이 발생한다. 본 연구에서는 유한요소분석 프로그램인 MSC/Marc를 사용하여 초기 모델의 변형률을 측정하였다. 크랙의 발생은 실제 1020 steel의 최대 변형률과 모델의 최대값을 비교함으로써 결정되어 졌다. 그리고 로크너트는 반응표면분석법을 사용하여 최적화 되어졌다. 로크너트의 프로토타입은 최적화된 결과에 따라 생산되어 졌으며 그에 따라 크랙은 발생하지 않았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-150
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• 2009

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2356-2363
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• 2015

본 연구는 볼트강도등급 10.9에 의해 추천되는 조임 토크 640~800(Nm)가 볼트-너트 체결체에 가해졌을 때 풀림 방지를 위한 코일 스프링의 삽입 및 시뮬레이션 기반 설계 최적화에 관한 것이다. 먼저 볼트-너트-코일스프링으로 구성된 조립체에 대하여 등가응력에 기반을 둔 구조 안전성 판단을 위한 조립체 구조해석 시뮬레이션을 수행한다. 그리고 이러한 해석 시뮬레이션 결과로부터 설계 개선안 도출을 위한 설계전략을 수립한다. 또한 이 전략 안에서 기존 설계의 성능을 개선해 나가는 반복 과정을 제안한다. 이 과정에서는 먼저 반응표면법을 사용하여 설계 파라미터 후보점을 찾고, 그 후보점의 반응값과 실제 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 설계 후보점(코일스프링 감감수 N = 6)이 최적인지를 검증한다.