• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.739-747
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• 2010

고온의 내부 원형 실린더가 존재하는 저온의 사각 밀폐계 사이의 온도차이에 의해 발생하는 자연대류에 관해 수치해석을 수행하였다. 본 연구는 내부의 원형 실린더를 표현하기 위해 유한 체적법에 기초한 가상 경계법을 사용하여 Ra = $10^7$ 에서 2 차원 비정상상태의 자연대류 현상에 대한 해를 얻었다. 더욱이 밀폐계의 수직 중심선에 따른 내부 원형 실린더의 위치 변화에 의한 열전달과 유동에 관한 영향을 연구하였다. 내부원형 실린더의 위치 변화에 따라 자연대류 현상은 비정상상태에서 정상상태로 변화 되었다. 연구 결과 두가지의 임계 위치를 얻을 수 있었다. 하부 경계는 0.05 인 지점이고 상부경계는 0.18 인 지점이다. 하부 경계와 상부 경계의 사이의 위치에서는 열 및 유동장이 정상상태임을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권6호
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• pp.737-755
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• 2016

The load transfer depth of a ground anchor is the minimum length required to transfer the initial prestressing to the grout column through the bonded part. A thorough understanding of the mechanism of load transfer as well as accurate prediction of the load transfer depth are essential for designing an anchorage that has an adequate factor of safety and satisfies implicit economic criteria. In the current research, experimental and numerical studies were conducted to investigate the load transfer mechanism of ground anchors based on a series of laboratory and field load tests. Optical FBG sensors embedded in the central king cable of a seven-wire strand were successfully employed to monitor the changes in tensile force and its distribution along the tendons. Moreover, results from laboratory and in-situ pullout tests were compared with those from equivalent case studies simulated using the finite difference method in the FLAC 3D program. All the results obtained from the two proposed methods were remarkably consistent with respect to the load increments. They were similar not only in trend but also in magnitude and showed more consistency at higher pullout loading stages, especially the final loading stage. Furthermore, the estimated load transfer depth demonstrated a pronounced dependency on the surrounding ground condition, being shorter in hard ground conditions and longer in weaker ones. Finally, considering the safety factor and cost-effective design, the required bonded length of a ground anchor was formulated in terms of the load transfer depth.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.155-170
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• 2022

An accurate analysis of structures supported on soft soils and subjected to seismic loading requires the consideration of the soil-foundation-structure interaction. An important aspect of this interaction lies with the energy dissipation due to soil material damping. Unlike advanced constitutive models that can induce energy loss, the use of simple elastoplastic constitutive models requires additional damping. The frequency dependent Rayleigh damping is a formulation that is frequently used in dynamic analysis. The main concern of this formulation is the correct selection of the target damping ratio and the frequency range where the response is frequency independent. The objective of this study is to investigate the effects of the Rayleigh damping parameters in soil-pile-structure and soil-inclusion-platform-structure systems in the presence of soft soil under seismic loading. Three-dimensional analyses of both systems are carried out using the finite difference software Flac3D. Different values of target damping ratios and minimum frequencies are utilized. Several earthquakes are used to study the influence of different excitation frequencies in the systems. The soil response in terms of accelerations, displacements and strains is obtained. For the rigid elements, the results are presented in terms of bending moments and normal forces. The results show that when the frequency of the input motion is close to the minimum (central) frequency in the Rayleigh damping formulation, the overdamping amount is reduced, and the surface spectral acceleration of the analyzed pile and inclusion systems increases. Thus, the bending moments and normal forces throughout the piles and inclusions also increase.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권2호
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• pp.30-34
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• 2023

Since dishing in the CMP process is a major factor that hinders the uniformity of the semiconductor thin film, many studies have focused this issue to improve the non-uniformity of the film due to dishing. In the metal layer, the dishing mainly occurs in the central part of the metal due to a difference in a selection ratio between the metal and the dielectric, thereby generating a step on the surface of the metal layer. Factors that cause dishing include the shape of the thin film, the chemical reaction of the slurry, thermal deformation, and the rotational speed of the pad and head, and dishing occurs due to complex interactions between them. This study analyzed the stress generated on the metal layer surface in the CMP process using ANSYS software, a commercial structure analysis program. The stress caused by the vertical load applied from the pad was analyzed by changing the area density and line width of the dummy metal. As a result of the analysis, the stress in the active region decreased as the pattern density and line width of the dummy metal increased, and it was verified that it was valid compared with the previous study that studied the dishing according to the dummy pattern density and line width of the metal layer. In conclusion, it was confirmed that there is a relationship between dishing and normal stress.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.286-291
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• 2014

In this study, novel ultrasonic rotary motor of hexadecagon shape stator was proposed. Stator of the hexadecagon ultrasonic motor was composed of an elastic ring and ceramics. The elastic ring had sixteen sides and sixteen angular points. Eight ceramics were attached on the outer surface of the eight sides of the ring. When rotor of cylindrical shaft was inserted inside of the ring stator, central lines of the sixteen sides of the stator hold the shaft by the slight pressures(frictions). This slight pressure was a preload of the motor and it could be controlled by radius and thickness of the ring. When two sinusoidal voltages which have 90 degree phase difference were applied to each four ceramics, elliptical displacements of inner surface of the ring were obtained. These elliptical displacements of the inner surface rotated the shaft rotor through the frictions. The proposed hexadecagon ultrasonic motor was designed and analyzed by using the finite element method (FEM), depending on materials of the elastic ring. Based on the FEM results, one model of motor which showed maximum displacement at contact points was chosen and fabricated. And characteristics of the motor were compared with simulated results. When the motor was fabricated with these results, EL20ET0.5CT0.5CW2 model showed 115[rpm] speed about input voltage of 60[Vrms] at 65.6[kHz]. And the maximum torque of 6[gfcm] was obtained. From these results, the hexadecagon shaped ultrasonic motor can be used to actuator for optical device which needs detailed position control. Also it can be used to medical and portable device by reducing size and weight.

• 문화기술의 융합
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• 제7권2호
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• pp.405-410
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• 2021

본 연구에서는 레일체결장치용 방진패드의 사용수명 및 스프링강성을 평가하고자 비선형 재료모델 및 피로하중조건을 적용한 유한요소해석을 수행하였다. 피로해석 결과, 초기조건 대비 스프링강성의 변화율은 약 16%로 나타나 피로경화가 발생된 것으로 분석되었다. 방진패드의 길이방향으로 발생되는 응력은 중앙부와 외곽부(Edge)의 발생응력의 차이가 약 10배 이상 발생되었다. 또한 중앙부 보다 외곽 경계부의 등가응력이 2배 이상 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 따라서 실제 사용조건에서 방진패드의 손상 및 변형 취약부는 방진패드의 모서리부분인 것으로 분석되었다. 피로해석을 통해 산출된 반복횟수에 따른 방진패드의 등가응력을 이용하여 방진패드의 피로수명선도를 도출하였다. 본 연구에서 도출한 방진패드의 피로수명선도를 이용하여 향후 다양한 하중조건에서 방진패드의 등가응력을 산출하여 해당조건에서의 피로수명을 예측하는 데에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.473-483
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• 2020

본 연구에서는 3차원 유한차분법(FDM) 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 주방식 채광장을 모사하고 채굴적 형성에 의한 현지응력 교란으로 광주에 집중되는 수직응력의 변화를 분석하였다. 오차율과 해석시간을 고려하여 적절한 조합의 요소망 크기를 선정하고 지류론 암반을 모사하여 요소망 조합과 개발 심도에 따른 해석 성능을 검증하였다. 본 해석에서는 개발 영역 내에 1개(1×1)~ 121개(11×11)의 패널 광주가 생성되도록 채굴적을 형성하여 가장 높은 수준의 응력집중이 발생하는 중앙부 광주의 상부 수평단면에 작용하는 수직응력을 측정하였다. 40 m~320 m까지 40 m 단위로 굴착심도를 변경하여 동일한 과정을 반복 수행하였다. 해석 결과, 개발 규모(N_P)가 클수록, 개발심도(H_OB)가 작을수록 중앙부 광주의 수직응력 값이 지류론 추정값에 가까워지는 것을 확인하였다. 또한, 개발 규모가 작고 대심도인 경우에는 지류론에 의한 추정 시 수직응력이 과대평가될 수 있으며, 동일한 개발규모인 경우 심도가 증가할수록 수직응력계수(VSF)가 일정한 값으로 수렴하는 경향이 있음을 확인하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.685-691
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• 2022

본 연구의 대상구조물은 지하철 본선 직상부에 시공된 초고층 빌딩 하중을 지지하기 위해 설치한 전이구조체인 강합성 콘크리트 박스구조물(트랜스퍼 거더)로서 연구의 목적은 대상구조물에 발생된 균열의 원인을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 강합성 콘크리트 구조물에 발생된 균열조사결과와 수치해석결과를 비교, 분석하여 강합성 콘크리트 구조물에 발생된 균열의 원인이 건조수축균열임을 해석적으로 입증하였다. 연구결과, 콘크리트 내부에 매립된 철골의 형상 및 수직보강재의 위치와 폐합 단면의 면적에 따라 외기온도에 따른 콘크리트와 강재간의 내부 온도차가 발생하는 것으로 나타났다. 수직보강재의 간격이 좁은 경우 넓은 단면에 비해 상대적으로 내부 온도의 집중도가 상승하여 외기와의 온도차가 크게 발생되는 것으로 나타났다. 또한 온도 및 온도에 따른 변형율이 크게 발생되는 위치와 현장균열조사 결과와 일치하는 것으로 분석되었다. 따라서 구조물 중앙부의 점검통로와 철골에 형성된 수직보강재 유무 및 간격에 따라 내부 온도 집중부가 형성되고 해당위치에서 강재에 의한 콘크리트의 온도신축거동이 구속되어 건조수축균열이 발생될 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 바탕으로 향후 강합성 콘크리트 구조물에 대한 유지관리 및 점검 시 건조수축에 의한 비구조적인 균열과 구조적인 균열을 구분하여 관리하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권4호
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• pp.506-521
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• 2007

Statement of problem: The cumulative success rate of wide implant is still controversial. Some previous reports have shown high success rate, and some other reports shown high failure rate. Purpose: The aim of this study was to analyze, and compare the biomechanics in wide implant system embeded in different width of crestal bone under different occlusal forces by finite element approach. Material and methods: Three-dimensional finite element models were created based on tracing of CT image of second premolar section of mandible with one implant embedded. One standard model (6mm-crestal bone width, 4.0mm implant diameter central position) was created. Varied crestal dimension(4, 6, 8 mm), different diameter of implants(3.3, 4.0, 5.5, 6.0mm), and buccal position implant models were generated. A 100-N vertical(L1) and 30 degree oblique load from lingual(L2) and buccal(L3) direction were applied to the occlusal surface of the crown. The analysis was performed for each load by means of the ANSYS V.9.0 program. Conclusion: 1. In all cases, maximum equivalent stress that applied $30^{\circ}$ oblique load around the alveolar bone crest was larger than that of the vertical load. Especially the equivalent stress that loaded obliquely in buccal side was larger. 2. In study of implant fixture diameter, stress around alveolar bone was decreased with the increase of implant diameter. In the vertical load, as the diameter of implant increased the equivalent stress decreased, but equivalent stress increased in case of the wide implant that have a little cortical bone in the buccal side. In the lateral oblique loading condition, the diameter of implant increased the equivalent stress decreased, but in the buccal oblique load, there was not significant difference between the 5.5mm and 6.0mm as the wide diameter implant. 3. In study of alveolar bone width, equivalent stress was decreased with the increase of alveolar bone width. In the vertical and oblique loading condition, the width of alveolar bone increased 6.0mm the equivalent stress decreased. But in the oblique loading condition, there was not a difference equivalent stress at more than 6.0mm of alveolar bone width. 4. In study of insertion position of implant fixture, even though the insertion position of implant fixture move there was not a difference equivalent stress, but in the case of little cortical bone in the buccal side, value of the equivalent stress was most unfavorable. 5. In all cases, it showed high stress around the top of fixture that contact cortical bone, but there was not a portion on the bottom of fixture that concentrate highly stress and play the role of stress dispersion. These results demonstrated that obtaining the more contact from the bucco-lingual cortical bone by installing wide diameter implant plays an important role in biomechanics.

• 대한치과교정학회지
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• 제25권5호
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• pp.525-541
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• 1995

상악치열에서 제 1 소구치를 발거하고, 이 위치로 견치를 후방이동시킨 상태에서 retraction archwire를 사용하여 상악 4절치를 한 묶음으로 후방견인시켰을 때 초기에 나타나는 모든 힘 체계와 개개치아의 이동양상을 살펴보고 바람직하지 않은 치아이동을 감소시키기 위한 방안을 모색하고자 본 연구를 시행하였다. 먼저 유한요소법을 이용하여 상악 치아와 치근막의 해부학적 형태 및 생체적 특성을 컴퓨터로 재현시키고 모형화된 브라켓을 부착시킨 후, beam요소를 사용하여 5종의 retraction loop를 하나씩 부여한 다섯 가지의 탄선을 모형화하고, 브라켓과 탄선간에는 gap요소를 사용하여 모형화함으로써 전체 유한요소 모형을 완성하였다. loop의 형태, activation 의 양, gable bend와 torque의 조건에 따른 차이를 검토하기 위해, 각 조건을 변화시켜 loop를 activation시켰을 때 탄선이 발휘하는 힘과 모멘트, 치아이동의 변위를 3차원적으로 정량적 및 가시적으로 평가하고 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. tear-drop loop archwire사용시 각 치아의 근원심이동 및 설측이동이 발치공간 폐쇄에 도움이 되었으나, 바람직하지 못한 상하이동과 각 방향으로의 회전이동이 부가적으로 나타났다. 2.다섯 가지의 retraction archwire중 T-loop archwire에서 공간폐쇄에 도움이 되는 치아이동이 가장 작게 나타났으며, 각 방향으로의 회전이동 역시 가장 작게 나타났다. 3. tear-drop loop archwire에서 activation양을 증가시킴에 따라 공간폐쇄에 도움이 되는 치아이동이 점차 증가했으나, 바람직하지 못한 상하이동과 각 방향으로의 회전이동이 함께 증가했다. 4. tear-drop loop archwire에서 loop의 전후방에 gable bend부여시 전치에서 근원심방향의 치체이동에 도움이 되었으나, 모든 치아에서 상하이동과 각 방향으로의 회전이동이 함께 증가했다. 5. tear-drop loop aichwire의 절치부에 치근 설측 torque 부여시 이들 치아의 순설경사를 개선시키는 효과를 얻었으나, 그 반작용으로 견치 치관의 설측회전이 크게 증가했으며, 전치의 상하이동과 모든 치아에서 각 방향으로의 회전이동이 증가했다.