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절대절점좌표계에서 대변형 탄성 보의 무차원 변형에너지 정의
강지헌(Ji Heon Kang),유완석(Wan Suk Yoo),김형렬(Hyung Ryul Kim),이재욱(Jae Wook Lee),장진석(Jin Seok Jang),오주영(Joo Young Oh),김건우(Kun Woo Kim) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.7
강체 기반의 다물체 동역학 해석에 비해 탄성체 기반 해석에는 자유도의 증가에 의해 더 많은 해석시간이 소요된다. 특히 대변형 탄성 보의 해석에 적합한 절대절점좌표계에서는 변위장을 이루는 다항식의 차수가 증가함으로써 필연적으로 자유도가 증가한다. 절대절점좌표계에서 해석시간을 단축시키기 위한 방안의 하나로 무차원 운동방정식을 활용한 해석법이 제안되었다. 본 연구에서는 구조역학 및 연속체역학 개념의 변형에너지를 무차원 변수를 활용하여 무차원 변형에너지로 정의하는 방안을 제시하였다. 마지막으로 탄성 외팔보 및 탄성 복합진자 예제를 통해 수치해를 검증하였다. Unlike in rigid multi-body dynamics, the more the degrees of freedom increase in flexible multi-body dynamics, the more analysis time is required. In particular, the degrees of freedom increase as the order of polynomials that is related to the displacement field increases in the absolute nodal coordinate formulation that is suitable for the analysis of large deformable and rotational problems. An analysis method using a non-dimensional equation of motion was developed as one of the methods to reduce the analysis time. In this study, non-dimensional strain energy was derived from a dimensional value based on structural and continuum mechanics using non-dimensional variables. Finally, verification was performed using two examples: a flexible cantilever beam and a flexible compound pendulum.
강지헌 ( Ji Heon Kang ),김건우 ( Kun Woo Kim ),장진석 ( Jin Seok Jang ),김지욱 ( Ji Wook Kim ),양민석 ( Min Seok Yang ),구윤식 ( Yoon Sik Gu ),안태민 ( Tae Min Ahn ),권순덕 ( Sun Deok Kwon ),이재욱 ( Jae Wook Lee ) 한국복합재료학회 2021 Composites research Vol.34 No.1
본 논문은 차량에 사용되는 B필러의 강화재를 기존의 스틸 소재에서 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)와 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)로 대체하여 경량화하는 것이 목표다. 이를 위해서는 무게는 감소시키면서 기존 B필러를 대체할 수 있는 구조안정성을 확보해야 한다. 기존 B필러는 스틸 아우터(outer)를 포함하여 다양한 형상의 스틸 강화재로 구성되며, 이와 같은 스틸 강화재 중 2가지의 스틸 강화재를 복합재로 대체하고자 한다. 이와 같은 스틸 강화재는 강화재 각각을 따로 제작하여 용접을 통해 결합되지만, 복합재 강화재는 패치(patch) 형태의 CFRP와 리브(rib) 구조의 GFRP를 활용하여 압축과 사출 공정을 통해 한번에 제작된다. CFRP는 B필러의 고강도부에 부착되어 측면 하중에 저항하도록 하였으며, GFRP 리브는 위상 최적화(Topology optimization) 기법을 통해 비틀림과 측면 하중을 저항하도록 설계하였다. 구조해석을 통해 기존 스틸 강화재와 비교 분석을 수행하였고, 경량화율을 산출하였다. This paper aims to reduce weight by replacing the reinforcements of the B-pillar used in vehicles with CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) and GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) from the existing steel materials. For this, it is necessary to secure structural stability that can replace the existing B-pillar while reducing the weight. Existing B-pillar are composed of steel reinforcements of various shapes, including a steel outer. Among these steel reinforcements, two steel reinforcements are to be replaced with composite materials. Each steel reinforcement is manufactured separately and bonded to the B-pillar outer by welding. However, the composite reinforcements presented in this paper are manufactured at once through compression and injection processes using patch-type CFRP and rib-structured GFRP. CFRP is attached to the high-strength part of the B-pillar to resist side loads, and the GFRP ribs are designed to resist torsion and side loads through a topology optimization technique. Through structural analysis, the designed composite B-pillar was compared with the existing B-pillar, and the weight reduction ratio was calculated.
RecurDyn/ProcessNet을 이용한 커팅헤드 어태치먼트의 픽 배열 설계 자동화
강지헌(Ji-Heon Kang),장진석(Jin-Seok Jang),이재욱(Jae-Wook Lee),강훈(Hoon Kang),김건우(Kun-Woo Kim),유완석(Wan-Suk Yoo) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.7
커팅헤드 어태치먼트는 굴삭기에 부착되어 사용되며 절삭 도구인 픽커터가 커팅헤드에 배열되어 암석이나 낙후된 건물을 파쇄 또는 절삭하는 작업에 사용된다. 암석을 절삭할 때 픽 커터의 배열은 절삭 성능과 연관성이 있는 요소이다. 본 연구는 픽 배열 설계 자동화를 수행하여 설계 소요 시간 및 검증 시간을 단축시켰으며, 배열에 따른 시스템의 거동을 예측하는데 활용하였다. 픽 배열 설계 자동화방법은 RecurDyn/ProcessNet을 통해 수행하였으며, 설계 자동화 프로그램은 Drum set, Pick load 그리고 Pick arrangement의 세 부분으로 나누어 진행하였다. 이를 통해 커팅헤드 어태치먼트의 설계 비용 절감과 다양한 메커니즘 별 전용 어태치먼트의 설계에 활용할 수 있다. A cutting head is an attachment on the front of an excavator that cuts or grinds rocks. Cutting tools, called pick cutters, are arranged on the surface of the cutting head. The exact arrangement and configuration of pick cutters is one of the most important factors in determining grinding efficiency. This study focuses on the problem of automation for pick arrangement design, in order to make the design process more efficient and convenient. Design automation was carried out using RecurDyn/ProcessNet, and it was composed of three parts: ‘Drum set’, ‘Pick load’, and ‘Pick arrangement" sections. The presented method helps to decrease costs attributed to designing cutting heads and can be used to generate a wide range of attachment mechanisms.