• 한국정밀공학회지
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• 제27권5호
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• pp.75-84
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• 2010

The aim of this paper is to design the blank shape of SPFH 590 high strength steel for stamping of the center hinge of automotive via numerical analyses and experiments for multi-stages transfer forming process. Three-dimensional elasto-plastic finite element analyses for the transfer forming process with six stages were performed using a commercial code AUTOFORM V4.2. The influence of the blank shape on the formability and the shape conformity were quantitatively examined through the FE analyses. From the results of the FE analysis, a feasible shape of the blank and the forming load were estimated. Stamping experiments were carried out using the proposed blank shape. The results of experiments were shown that the center hinge parts with the desired shapes can be manufactured successfully as the proposed blank shape is used. Through the comparison of the results of the experiments with those of the analyses, it was shown that the estimation of blank shape using the FE analysis is a proper methodology to create a feasible shape of the blank for the center hinge of automotive.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.169-173
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• 2020

본 연구에서는 Model A와 Model B 그리고 Model C의 총 3가지의 차축 모델을 이용하여 차축에 하중이 가해졌을 때의 차량 서포트빔에 대한 구조해석을 하였다. 3가지의 Model A, B, C를 비교해 보았을 때 등가응력은 Model C가 재료의 항복 응력보다 작게 나와서 그 내구성면에서 좋다고 사료된다. Model A와 Model B에서 발생한 최대 등가응력들은 항복응력보다 각각 1.8배와 2.5배이상 발생되어 재료가 파단됨을 보여 주고 있어 서포트빔으로서는 효율적으로 보이지 않는다. Model C가 Model A와 Model B에 비하여 그 내구성면에 있어서 효율적으로 차축 서포트 빔의 설계 향상에 응용할 수 있다. 본 연구 결과를 자동차 부품에 적용함으로서 자동차 서포트빔의 강도를 평가할 수 있다. 그리고 본 연구가 실제적으로 효율적인 설계와 미적인 융합에 적합하다고 보인다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.271-276
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• 2018

자전거를 타는 운전자가 자전거를 탑승하게 되면 그 프레임에 실리게 되는 위치에 따라서 운전자의 하중이 다르게 나타난다. 자전거 프레임의 접합 부분에서 가장 많은 하중이 작용하게 되며, 프레임의 중간 부분에서 다른 부분 보다 하중이 적게 작용하게 된다. 그래서 자전거 하중이 많이 작용하지 않는 부분을 두께를 얇게 제작함으로서 프레임의 무게를 줄이고, 하중이 크게 작용하는 부분에는 두껍게 제작하여 하중을 잘 버틸수 있게 한다. CATIA 프로그램을 사용하여 일반 프레임, 더블 버티드, 트리플 버티드의 형상으로 모델링하였고, 구조해석 및 피로해석을 진행하여 탑승자의 하중에 의해 각각의 모델의 내구성을 검토하였다. ANSYS 해석 프로그램을 사용하여 확인하여 본 연구 결과로는 일반 프레임의 변형이 가장 많이 일어났고, 트리플 버티드의 변형이 가장 적었다. 이러한 시뮬레이션 해석 데이터를 사용하여 실제 자전거 프레임을 설계 및 제작 시에 가장 효율적인 방법으로 설계할 것으로 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.187-192
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• 2019

본 연구에서는 토션빔 후륜 서스펜션의 형상에 따른 구조 및 피로 해석을 하였다. 실제 토션빔 서스펜션의 형상과 비슷한 3종류의 모델들을 해석하여 어떤 것이 강도상에서 가장 좋은 지를 알아본다. 토션빔 서스펜션의 모델들은 CATIA프로그램을 통하여 Model A, B, C 3종류로 설계하였고 ANSYS 프로그램을 이용하여 구조 및 피로 해석의 결과들을 얻었으며, 어떤 Model이 다른 모델에 비해 더 나은 구조적 형상인지 확인한다. 해석 결과에 따르면 변형은 주로 가운데 부분에서 가장 크게 발생하며 Total deformation의 경우 Model B가 model A, C 에 비하여 변형이 가장 적었다. 마찬가지로 Equivalent stress에서도 Model B가 가장 작은 값이 나타난 것으로 보아 Model B가 가장 강도적인 면에서 가장 좋은 것으로 판단되었으며, 후륜 토션빔 서스펜션 설계 시에 디자인 예술과 융합하는 것이 가장 효율적이라고 사료된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.155-159
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• 2020

본 연구에서는 대형트럭의 판스프링의 개수에 대한 구조 해석을 수행하였다. 변형량은 4가지 모델들이 공히 작게 나왔다. Model A의 응력이 가장 큰 것으로 나타났고 Model D의 응력이 가장 작은 것으로 나타났다. Model A의 최대 응력이 Model D에 비하여 약 1.87배로 크게 나왔고 Model B에 비하여 약 1.52배 정도로 크게 나타났다. Model C와 Model D의 최대응력은 적게 나왔다. Model D가 Model C에 비하여 겹판 스프링을 한 개 더 보강한 효과로 보면 그 강도의 향상의 효과는 작게 나타났다. 따라서 겹판 스프링 3개인 Model C가 설계상 효율적이고 강도면에서도 좋다고 사료된다. 본 연구 결과를 대형트럭에서의 판스프링에 적용함으로서 판스프링의 구조 강도를 평가할 수 있고 그리고 그 결과가 대형트럭에서의 내구성이 있는 판스프링의 설계와 미적인 융합이 될 수 있다고 보인다.

• Design & Manufacturing
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• 제15권1호
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• pp.57-65
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• 2021

Pump cap is a product that is widely used due to its ease of use and simple operation. These pump caps are applied to heterogeneous functional cosmetics and are being developed as dual pump caps. However, the conventional dual pump cap has a problem in that it is inconvenient to use and leakage occurs. In addition, it is formed of a plurality of materials, and there is a problem that is difficult to recycle. Lately, since the problem of environmental pollution is getting serious, the dual pump cap, which is difficult to recycle, cannot be used. Currently, eco-friendliness has been considered in Korea, and there are no dual pump cap containers with excellent sealing performance. Therefore, in this study, a dual pump cap container made of eco-friendly material was designed. In addition, finite element analysis was performed to verify the design feasibility of the product.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.791-797
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• 2022

Using the fatigue limit (△σ_unsm) and residual stress (σ_r) of the UNSM smooth specimen, the harmless maximum crack depth (α_hml) according to the crack aspect ratio (As) was evaluated. α_hml evaluated the reliability in the relationship between the minimum crack depth (α_NDI1, α_NDI2) detectable by nondestructive inspection(NDI) and the crack depth (α₂₅, α₅₀) that reduces the fatigue limit by 25% and 50%. All α_hml was determined by the crack depth. The α_hml of 80N UNSM with high σ_r and high △σ_unsm was found to be large. σ_r in the depth direction had a much effect on α_hml. Since α_hml>α₅₀(As=0.6-0.1) and α_hml>α₂₅, α₂₅ and α₅₀(some range) can secure the safety and reliability. Since α_hml<α₅₀ (As=1. 0-0. 6), it cannot be made harmless by UNSM. So safety and reliability cannot be secured. α_NDI1 and α_NDI2 are larger than α₂₅, α₂₅ cannot be detected by NDI. α_NDI1 and α_NDI2 are smaller than α₅₀, α₂₅ can detected by NDI.

• Design & Manufacturing
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• 제17권3호
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• pp.55-60
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• 2023

The fiber-reinforced plastics and cellular injection molding process can be used to efficiently reduce the weight of battery housing components of mild hybrid electronic vehicles(MHEV) made of metal. However, the fiber orientation of fiber-reinforced plastics and the growth of foaming cells are intertwined during the injection molding process, so it is difficult to predict the mechanical properties of products in the design process. Therefore, it is necessary to evaluate the mechanical properties of the materials prior to the efficient stiffness design of the target product. In this study, a study was conducted to evaluated the mechanical properties of fiber reinforced cellular injection-molded specimens. Two types of fiber-reinforced plastics that can be used in the target product were evaluated for changes in tensile properties of cellular injection-molded specimens depending on the foaming ratio and position from the injection gate. The PP and PA66 specimens showed a decrease of tensile modulus and strength of approximately 30% and 17% depending on the foaming ratio, respectively. Also, the tensile strength decreased approximately 26% and 17% depending on the position from the injection gate, respectively. As a result, it was confirmed that the PP specimens have a significantly mechanical property degradation compared to the PA66 specimens depending on the foaming ratio and position.

• Design & Manufacturing
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• 제18권2호
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• pp.17-22
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• 2024

Lightweight of plastic containers is becoming an important issue due to increasing environmental legislation and consumer awareness. In this study, the CAE analysis was conducted to optimize the shape of a 500 ml lightweight square polyethylene terephthalate(PET) bottle. First, the linear buckling alaysis using the finite element method was performed to analyze the correlation between the primary geometric parameters of the bottle and the buckling critical load. Then, the optimal geometry parameters were derived, and the actual buckling load was predicted by non-linear buckling simulation. The validity of the simulation results was verified by top-loading tests of PET bottles molded with the optimized geometry. The elastic modulus and tensile yield strength of PET through tensile tests were measured to improve the accuracy of the simulation. As a result of the tensile tests, the modulus of elasticity of PET increased from 2,900 MPa to 4,275 MPa, and the tensile yield strength increased from 52.4 MPa to 88.1 MPa. Finally the buckling load of the optimized PET bottle was found to be approximately 236 N, which is very similar to the simulation precition of 238 N. This study shows the feasibility and accuracy of the CAE analysis approach for the lightweight design of PET bottles, and will provide useful guidelines for the design of PET bottles.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1731-1741
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• 2014

교통수요의 증가에 따른 교통혼잡을 피하기 위하여 고가도로와 고속도로, 경전철 등이 활발히 건설되고 있으며, 이에 따라 접속부 등과 같은 곡률반경이 작은 곡선교 구간의 발생이 증가하고 있다. 초기에는 직선형의 주형을 연결하여 곡선을 이루는 방법을 사용하였으나, 공사비의 증가와 미관성 측면에서 용이하지 않아 강재를 사용한 곡선주형이 개발되어 적용되고 있다. 강재의 특성상 기하학적인 형상을 구현하는데 상대적으로 손쉽기 때문에 대부분의 곡선교에서는 강재를 이용한 강박스 거더교를 주로 사용하고 있다. 그러나 강박스 거더교는 초기 공사비가 고가이고, 도장과 같은 지속적인 유지관리가 필요한 문제점을 가지고 있다. 최근에는 I형 강재 플레이트 거더를 사용하는 방법이 활발히 연구되고 있으나 곡선 I형상의 특성상 개단면이고 얇은 플레이트를 사용하기 때문에 비틀림 강성이 매우 작아 안전성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 이러한 곡선강교의 대안으로 경제성과 안전성이 확보되는 프리캐스트 PSC 곡선거더가 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 곡선거더를 효율적으로 제작할 수 있는 스마트 몰드 시스템을 개발하고 이를 적용한 2주형 40m 실물교량의 정적 휨 파괴 실험을 통하여 안전성을 확인하고자 한다. 제작단계에서 단일 거더는 곡률반경에 의해 거더의 전도에 대한 안정성이 문제가 있으나 가로보로 연결된 멀티거더는 하중분배가 적절히 이루어지며 안정성이 확보되는 것으로 나타났다. 정적구조 실험결과에서는 균열하중(1,400 kN)이 설계하중(450 kN)의 약 3배 이상 높은 것으로 나타났으며, 허용처짐량에 해당하는 하중은 설계하중의 4배인 1,800 kN에서 발생하여 사용성과 안전성이 모두 확보되는 것으로 나타났다.