• Smart Structures and Systems
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• 제12권5호
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• pp.523-545
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• 2013

Piezoelectric and dielectric behaviors of a piezoceramic patch adhesively centered on a carbon composite plate are identified using a robust multi-objective optimization procedure. For this purpose, the patch piezoelectric stress coupling and blocked dielectric constants are automatically evaluated for a wide frequency range and for the different identifiable behaviors. Latters' symmetry conditions are coded in the design plans serving for response surface methodology-based sensitivity analysis and meta-modeling. The identified constants result from the measured and computed open-circuit frequencies deviations minimization by a genetic algorithm that uses meta-model estimated frequencies. Present investigations show that the bonded piezoceramic patch has effective three-dimensional (3D) orthotropic piezoelectric and dielectric behaviors. Besides, the sensitivity analysis indicates that four constants, from eight, dominate the 3D orthotropic behavior, and that the analyses can be reduced to the electromechanically coupled modes only; therefore, in this case, and if only the dominated parameters are optimized while the others keep their nominal values, the resulting piezoelectric and dielectric behaviors are found to be transverse-isotropic. These results can help designing piezoceramics smart composites for various applications like noise, vibration, shape, and health control.

• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.59-64
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• 2012

제품의 소형화와 경량화 추세에 따라 부품의 두께가 얇아지는 경향이 있다. 이러한 소형 및 경량 제품의 중요한 설계요소는 소재의 충격강도이다. 충격강도는 재료 고유의 물성값으로 기하학적 형상에 의존하지 않고 일정한 값을 가져야 한다. 그러나 충격강도 시험 시 시편의 두께에 따라 강도의 차이를 보이고 노치(notch)의 생성방법과 노치형상에 따라서도 민감도를 보인다. 본 연구에서는 시편의 두께와 노치형상 및 노치의 생성방법에 따른 충격강도를 알아보았다. 또한 노치의 각도와 노치에 대한 충격 방향에 따른 충격강도도 관찰하였다. 이를 위해 엔지니어링 플라스틱인 PC, ABS, 그리고 POM에 대하여 Izod 충격시험을 수행하였다. 그 결과 실험한 모든 수지에서 두께가 얇아질수록 충격강도가 높아지는 경향을 보였는데 PC수지가 가장 크게 증가하였다. PC수지는 두께가 두꺼울 때는 취성파괴를 보였는데 두께가 얇을 때는 연성파괴 양상을 보였다. 몰드노치 시편이 밀링노치 시편에 비해 충격강도가 높았고, 역방향 노치가 정방향 노치보다 충격강도가 높았다. 본 연구에서 실험한 수지 중에서 노치의 민감성은 PC가 가장 컸으며 다음이 POM, ABS순으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.293-296
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• 2008

콘크리트의 크리프와 건조수축은 재료 자체의 변동성과 모델의 불확실성 때문에 매우 복잡한 현상이다. 콘크리트 구조물의 장기거동을 예측할 수 있는 크리프와 건조수축 모델은 여러 가지 환경요인을 고려한 설계기준(Design Code)으로부터 얻을 수 있다. 하지만 같은 환경하에서 설계기준으로부터 구한 모델은 각기 다르기도 하다. 실제 콘크리트의 특성을 구하기 위해 장기간 실험을 통하기도 하지만 이는 실제 건설 현장에서는 쉬운 일이 아니고 이 또한 실구조물에서 다를 수 있다. 설계과정에서의 가정한 물성과 실제 물성의 차이가 있다면, 실제 구조물의 장기 거동을 정확히 예측하지 못하게 된다. 따라서 시공중이나 공용중 시간거동 예측을 정확히 하기 위해서는 실제 교량에서 시간의존거동에 미치는 요소 중 크리프 특성이 적절하게 주어졌는지에 대한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 교량의 시간에 따른 거동을 측정한 자료가 주어졌을 때크 리프 민감도 해석을 수행하여 콘크리트의 크리프 계수를 예측하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.40-45
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• 2002

Since the previous cut-and-try design algorithm requires much cost and time, the automated design technique with the CFD and optimum design algorithm has recently been concerned. In this work, the Navier-Stokes equation was solved to gain more detailed viscous flow information of cascade with rotor-stator interactions. The H-grid embedded by O-grid was generated to obtain more accurate solution by eliminating the branch cut of H-grid near airfoil surface. To handle the relative motion of the rotor to the stationary stator, the sliding multiblock method was applied and the cubic-spline interpolation was used on the block interface boundary. To validate present procedure, the time-averaged aerodynamic loads were compared with experimeatal data. A good agreement was obtained. The Modified Method of Feasible Direction (MMFD) was used to carry out the sensitivity analysis of the change of aerodynamic performance by the changes of the cascade geometry. The present optimization of the cascade gave a dramatic reduction of the drag while the lift maintains at the value within the user-specified tolerance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.517-524
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• 2019

오버드라이버 허브클러치는 자동차 6단 자동 변속기 미션에 장착되어 엔진의 여유출력을 이용해 연료사용을 절감시켜주는 부품이다. 본 연구에서는 오버드라이버 허브클러치 제품에 대해 피어싱 공정 중 펀치에 가해지는 하중 및 소재 처짐량을 최소화 하고자 한다. 공정 중 펀치의 하중과 처짐량에 영향을 줄 수 있는 다이 클리어런스(die clearance)와 전단각도(shear angle) 그리고 마찰계수(friction coefficient)를 설계 변수로 설정했다. 또한 펀치의 하중과 소재 처짐량에 대해 각 설계 변수들의 영향도를 확인하기 위해 민감도 분석(sensitivity analysis)을 진행했다. 그 결과 전단 각도, 마찰 계수, 다이 클리어런스 순으로 하중 및 처짐량에 대해 민감한 것으로 조사되었다. 이를 통해 펀치의 하중과 소재 처짐량을 목적함수로 설정하고, 반응표면법(Response Surface Method)을 통해 각 설계 변수들과 목적함수의 방정식을 도출했다. 이를 통해 설정된 설계 변수들의 최적 값을 도출해 유한요소해석에 적용한 결과 펀치의 하중 및 소재의 처짐량이 기존대비 22.14% 개선됐다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.809-819
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• 2020

본 논문에서는 전익기형 무인기의 비행 안정성 확보를 위한 날개 평면형상 및 비틀림 각을 포함하는 형상최적화 연구를 수행하였다. 전익기는 독립된 동체와 꼬리날개가 없어 공력특성과 스텔스 성능에 장점이 있는 반면, 정적 여유 및 비행 안정성 확보가 어렵다. 본 연구에서는 가로 안정성 개선을 위하여 비틀림 각과 후퇴각을 최적화 하였으며, 세로 안정성은 정적 여유와 날개 평면형상을 최적화 하여 향상시키고자 하였다. 비틀림 각의 영향은 윙렛이 장착된 형상과 비틀림 각이 있는 형상의 안정성을 비교하여 확인하였다. 최적화 문제구성에는 안정성 개선에 초점을 두어 제약조건을 수립하고 목적함수와 설계 변수를 설정하였으며, 설정된 설계 변수에 대하여 Sobol 방법을 이용해 민감도 해석을 수행하였다. 공력해석 및 안정성 해석에는 AVL이 사용되었으며, 최적화 방법으로는 SQP를 사용하였다. 최적화 결과 형상에 대한 CFD 해석 및 동안정성 시뮬레이션을 통해 비틀림 각이 윙렛을 대신하여 전익기의 스텔스 성능 향상뿐만 아니라 비행안정성 개선에도 적용될 수 있음을 검증하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제14권1호
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• pp.18-22
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• 2009

The shape anisotropy effect of a giant magnetoresistance-spin valves (GMR-SV) device with a glass/NiO/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe layered structure for use in the detection of magnetic property of molecules within a cell was investigated. The patterned device was given uniaxial anisotropy during the sputtering deposition and vacuum post-annealing, which was performed at $200^{\circ}C$ under a 300 Oe magnetic field. The pattern size of the device, which was prepared through the photolithography process, was $2{\times}15\;{\mu}m^2$. The experimental results confirmed that the best design for a GMR-SV device to be used as a biosensor is to have both the axis sensing current and the easy axis of the pinned NiO/NiFe/CoFe triple layer oriented in the direction of the device's width, while the easy axis of the free CoFe/NiFe bilayer should be pointed along the long axis of the device.

• Advances in biomechanics and applications
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• 제1권3호
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• pp.143-158
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• 2014

Forearm fractures in children are very common among all pediatric fractures. However, biomechanical investigations on the pediatric forearm are rather scarce, partially due to the complex anatomy, closely situated, interrelated structures, highly dynamic movement patterns, and lack of appropriate tools. The purpose of this study is to develop a computational tool for child forearm investigation and characterize the mechanical responses of a backward fall using the computational model. A three-dimensional 10-year-old child forearm finite element (FE) model, which includes the ulna, radius, carpal bones, metacarpals, phalanges, cartilages and ligaments, was developed. The high-quality hexahedral FE meshes were created using a multi-block approach to ensure computational accuracy. The material properties of the FE model were obtained by scaling reported adult experimental data. The design of computational experiments was performed to investigate material sensitivity and the effects of relevant parameters in backward fall. Numerical results provided a spectrum of child forearm responses with various effective masses and forearm angles. In addition, a conceptual L-shape wrist guard design was simulated and found to be able to reduce child distal radius fracture.

• Journal of Welding and Joining
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• 제33권6호
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• pp.49-54
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• 2015

Welding process is of importance to assemble products or structures, but also the process is structural weakness due to stress concentration in welding joint. The fatigue design of welded joint requires time & labor consuming fatigue test because the fatigue life is various according to the depth of joint, joint type and load type etc. In fatigue design codes, they guide to classify welding joints with their shape( BS7608, IIW Documents) and provide fatigue assessment information. In terms of numerical method for fatigue analysis, it is also difficult to decide the stress peak in joint because of mesh sensitivity which means that stress value is varies with element type or size on stress concentration zone. Hot-spot method is used generally, but Battelle of United States proposed Master S-N Curve based on structural stresses converted by mechanical equilibrium theory. In this research, we extracted master S-N curve from Battelle's fatigue test DB including test data of various welding joints to apply on Non-Load-Carrying cruciform Joint. Comparing fatigue results between the case of using normal stress and case of structural stress cor the cruciform Joint, The suggested Battelle method showed successive results.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.806-813
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• 2016

To alleviate the vibration problem or to satisfy the required criteria for manifesting the guaranteed performance of precise equipment, various vibration isolation materials or apparatus, such as viscoelastic material, air and coil spring, have been developed and applied. Among them, a wire mesh material is regarded as one of the good candidate for reducing the vibration in terms of moderate material price, easy shape machining and long life cycle without the property deterioration induced by the aging or environmental effects. In this paper, prior to wire mesh isolator design, the static and dynamic elastic modulus of wire mesh materials are extracted from the experiment by the simple shaped cylindrical specimens and their characteristics for applying to vibration isolator design are examined. The simple shaped specimens were made as considering the design parameters of a wire mesh mount; i.e. the density, wire diameter and wire mesh slope, and the sensitivity analysis were also performed from a view point of the extracted elastic modulus.