CAD/CAM을 활용한 기계설계 및 2.5축 복합가공에 대한 연구

이양창(Yang-Chang Lee) 한국생산제조학회 2008 한국생산제조학회지 Vol.17 No.6

Automatic Mesh Generation System for a Novel FEM Modeling Based on Fuzzy Theory

이양창(Yang-Chang Lee),이준성(Joon-Seong Lee),최윤종(Yoon-Jong Choi),김남용(Nam-Yong Kim) 한국지능시스템학회 2005 한국지능시스템학회논문지 Vol.15 No.3

This paper describes an automatic finite element (FE) mesh generation for three-dimensional structures consisting of free-form surfaces. This mesh generation process consists of three subprocesses: (a) definition of geometric model, i.e. analysis model, (b) generation of nodes, and (c) generation of elements. One of commercial solid modelers is employed for three-dimensional solid structures. Node is generated if its distance from existing node points is similar to the node spacing function at the point. The node spacing function is well controlled by the fuzzy knowledge processing. The Delaunay method is introduced as a basic tool for element generation. Automatic generation of FE meshes for three-dimensional solid structures holds great benefits for analyses. Practical performances of the present system are demonstrated through several mesh generations for three-dimensional complex geometry.

초고압 전력 케이블 접속 시스템을 위한 접속재의 최적화 해석

이양창(Lee, Yang-Chang),류정현(Ryu, Jeong-Hyun),한봉수(Han, Bong-Soo),이준성(Lee, Joon-Seong),이호정(Lee, Ho-Jeong),최윤종(Choi, Yoon-Jong) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

본 논문은 초고압 전력케이블의 접속재 개발을 위한 연구결과로써, 접속시스템의 핵심기술인 고절연고무슬리브 및 현장에서 접속 작업의 용이성을 위한 Carrier Pipe의 구조해석과 전기적 절연설계에 의한 주요부의 전기적 특성과 전계의 집중을 완화하기 위해 Simulation Tool을 이용한 수치해석 등을실시하여 최적화된 제품을 제작하였다. 절연설계 및 전계완화 해석에서는 고절연 고무슬리브 구조에서전계가 집중될 수 있는 중요 포인트를 벡터로 선정하였고 이를 기초로 전계해석을 진행하여 선정된포인트들에서 전계가 집중됨을 검증하였다. 접속재의 수축거동 해석에 의하면, Carrier Pipe의 구조적안전성을 확보하기 위하여 고절연 고무슬리브로부터의 압력을 구하여 계산한 결과 최소한 9mm이상의Carrier Pipe 두께가 필요한 것으로 파악 되었다. 이것은 충분한 강도뿐만 아니라 Carrier Pipe의 변형발생으로 인한 현장에서의 설치문제까지 고려하게 된 값이다. 고절연 고무슬리브 제품설계 에서는 고절연 고무슬리브의 특성조건을 설정하였고 고절연 고무슬리브 제품 및 Carrier Pipe의 Interface 설계기준을 파악하기 위하여 기존의 고절연 고무슬리브를 활용하여 Carrier Pipe와의 장착 Test를 진행하였다. 그 결과, 확장비율 110%로 적용하였을 경우는 30시간 후에는 완전 붕괴가 되었고, 붕괴가 시작되는 지점이 고절연 고무슬리브의 중앙매립전극 경계면으로써, Simulation Tool을 활용한 접속재 수축거동 해석 결과와도 일치함을 검증 할 수 있었다.

마이크로 액추에이터의 실제 거동에 대한 FEA 시뮬레이션

이양창(Yang Chang Lee),이준성(Joon Seong Lee) Korean Society for Precision Engineering 2005 한국정밀공학회지 Vol.22 No.1

다이캐스팅형 원심주조기에 대한 충진율,전도율 해석

이양창(Lee, Yang-Chang),이준성(Lee, Joon-Seong) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.4

본 논문에서는 고정밀 로터용 원심주조기 방식을 연구 및 개발함으로써 관련 업종의 생산성 향상을 위하여 로터의 충진율 해석을 통해 RPM에 따른 로터의 충진율을 비교해 최적의 RPM을 제시하였다. 회전속도가 600 rpm일 때 충진율 99.47%를 보여줌으로써 실제 작업현장에서의 결과와 비슷하므로 이를 토대로 추가적으로 수행하여 그 결과를 이용한다면 보다 정확한 공정설계를 할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 소형 레이들의 전도율해석을 통하여 고품질의 주조제품이 생산될 수 있도록 적합한 소형 레이들의 온도를 분석하였다. 니크롬선을 이용한 가열장치가 없는 경우는 427 ℃까지 급격히 떨어진 상태로 알루미늄용액이 급격히 굳어지기 시작했다. 그러나 니크롬선의 가열장치가 있는 경우에는 알루미늄 용액의 용융온도 인 660 ℃이상을 유지한 상태에서 작업을 할 수 있었으며 온도변화가 거의 없음을 알 수 있었다. In this paper, the optimum RPM was suggested comparing rotor filling rate of RPM through the analysis of rotor's filling rate as studying and developing centrifugal-casting machine's method for high precision rotor in order to increase the related types of business's productivity. The result was similar to other result in industrial site, showing 99.47% of filling rate when rotational speeds are 600 rpm, so it is considered that if this result is conducted with additional research, it will be possible to plan a better process design. Besides, the optimum temperature of compact ladle was examined to produce high quality casting product through the analysis of compact ladle's conductivity. In the case of the heating device's absence using nicrome wire, Al solution solidifies falling drastically into 427 ℃. However, it is feasible to work over 660 ℃ which is the melting temperature of aluminium solution when the heating device of nicrome wire is included. It reveals that there is little temperature change.

CSJ 개발을 위한 캐리어 파이프의 변형해석

이양창(Lee, Yang-Chang),이준성(Lee, Joon-Seong),이호정(Lee, Ho-Jeong),류정현(Ryu, Jeong-Hyun) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.1

본 논문은 초고압 전력케이블의 접속재 개발을 위한 연구결과로써, 접속시스템의 핵심기술인 고절연 고무슬 리브의 현장 접속 작업의 용이성을 위한 Carrier Pipe의 구조해석과 주요부의 전기적 특성과 전계의 집중을 완화하기 위한 수치해석 등을 실시하여 구조적 안정성을 평가하려 한다. 절연설계 및 전계완화 해석에 의한 검증과 접속재의 수축거동 해석에 의한 Carrier Pipe의 최적화된 형상으로 두께가 최소 9mm이상을 갖는 Carrier Pipe가 필요하며, 전 기적 전계완화 해석결과 고절연 고무슬리브의 중앙매립전극 경계면으로써, 접속재 수축거동 해석 결과와도 일치함을 검증할 수 있었다. This paper represents the results of study on Extra High Voltage Power Cable Connection System Development. The purpose is to evaluate structural safety by numerical analysis for the relaxation of electric field concentration and by structural analysis of Carrier Pipe for easy installation of High Insulating Rubber Sleeve in the field, which is core technique of connection system. According to the results, the thickness of Carrier Pipe needs at least 9mm by optimization analysis of deformation behavior and insulating design & relaxation of electric field concentration. The result of contraction behavior of the connection part can be demonstrated with the same result of electric field relaxation analysis at the boundary of the electrode inserted into the insulating rubber sleeve.

CNC가공기의 부가축 활용을 위한 CAD/CAM Script 활용 기법

이양창,Lee, Yang-Chang 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.6

CNC 공작기계들을 이용한 품질향상과 생산성 향상을 위하여 2,3축 CNC 공작기계들에 부가축(2축)을 추가하여 생산 공정개선을 위해 노력하고 있다. 일반적인 CNC 공작기계들의 가공공정보다는 가공물의 공정간 이동이 현저히 줄어들기 때문에 생산성 향상과 더불어 정밀도 유지가 향상되기 때문이다. 그런데 기계가공 현장에서는 일반적으로 CAD(2.5D)와 CNC 공작기계의 수동프로그램 작업에 익숙한 작업들이 많다. 따라서 부가축을 추가한 CNC 공작 기계들의 원활한 활용을 위해 CAD/CAM의 VBScript을 활용하여 다축, 다공정 가공프로그램을 편리하게 작성할 수 있도록 한 것이다. VBScript을 컴파일하여 CAD/CAM Software(2.5D)에서 밀링용 Face Cutter의 Insert Tip 자리를 대상으로 수행한 결과 수동 프로그램 작성 시간 단축은 물론 복잡한 Multi CAD/CAM Software보다는 접근성이 편리하며, 다양한 제품들을 빠르게 프로그램 할 수 있었다. In order to improve in quality and productivity using the CNC machine tools, it has been endeavored to elevate production process by adding supplementary axes(2 axes) to 2,3 axial CNC machine tools. It is because the movement between the progress of work in processed goods is remarkably decreased more than that of general CNC machine tools that productivity improvement with precision maintenance can be improved. VBScript in CAD/CAM is applied to utilize CNC machine tools added supplementary axes so that Multi-axial &Multi-process manufacturin g program can be conveniently drawn up. However, there is generally much skilful work and operation by the manual program of CAD(2.5D) and CNC machine tools in the filed. As a result of conducting an experiment by COM-filing VBScript at the spot of Insert Tip for milling Face Cutter in CAD/CAM Software(2.5D), it was not only timesaving to draw up program but also more convenient than complicated Multi CAD/CAM Software to approach and possible to program various products instantaneously.

Parallel Finite Element Analysis System Based on Domain Decomposition Method Bridges

이준성,염곡 강이,이은철,이양창,Lee, Joon-Seong,Shioya, Ryuji,Lee, Eun-Chul,Lee, Yang-Chang Computational Structural Engineering Institute of 2009 한국전산구조공학회논문집 Vol.22 No.1

본 논문에서는 대규모 3차원 구조해석에 필요한 병렬 유한요소해석을 위한 영역분할법의 적용에 대해 묘사하였다. 영역분할법을 사용한 병렬 유한요소법 시스템을 개발하였다. 절점 생성시, 절점들간의 거리가 특정절점에서의 공간함수와 같아지면 절점이 생성되어 진다. 이 절점공간함수는 퍼지지식처리에 의해 조절되어 진다. 기본적인 요소생성은 데로우니 삼각화 기법을 적용하였다. 자동요소생성 시스템을 이용한 영역분할법은 3차원 해석에 큰 도움이 된다. 공간함수와 유사하게 절점들간의 유한요소해석을 위한 병렬 수치 알고리즘으로서 영역분할법을 전체의 해석영역을 완전히 여러 개의 작은 영역으로 겹치지 않게 나누는 공역구배인 반복적 솔버와 결합시켰다. 개발된 시스템의 효용성에 대한 성능을 몇 가지 예를 통해 제시하였다. This paper describes an application of domain decomposition method for parallel finite element analysis which is required to large scale 3D structural analysis. A parallel finite element method system which adopts a domain decomposition method is developed. Node is generated if its distance from existing node points is similar to the node spacing function at the point. The node spacing function is well controlled by the fuzzy knowledge processing. The Delaunay triangulation method is introduced as a basic tool for element generation. Domain decomposition method using automatic mesh generation system holds great benefits for 3D analyses. Aa parallel numerical algorithm for the finite element analyses, domain decomposition method was combined with an iterative solver, i.e. the conjugate gradient(CG) method where a whole analysis domain is fictitiously divided into a number of subdomains without overlapping. Practical performance of the present system are demonstrated through several examples.

퍼지메쉬를 이용한 3차원 균열에 대한 응력확대계수 해석 시스템

이준성(Joon-Seong Lee),이은철(Eun-Chul Lee),최윤종(Yoon-Jong Choi),이양창(Yang-Chang Lee) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회논문지 Vol.18 No.1

상용화된 FEM코드와 3차원 솔리드 모델러를 통합하여 3차원 균열에 대한 자동 응력확대계수 해석 시스템을 개발하였다. 하나 또는 몇 개의 3차원 균열을 포함하는 기하학적 모델을 정의한다. 시스템에 저장된 몇 개의 절점패턴을 선택하면 자동적으로 퍼지지식 처리기법을 이용한 기하학적 모델 전 영역에 절점들이 중첩되어진다. 절점들은 생성되어지고 데로우니삼각화 법에 의한 사면체 솔리드요소가 생성되어진다. 최종적으로 완전한 유한요소 모델이 생성되어져 응력해석을 수행하게 된다. 본 논문은 몇몇 함수들을 실현시키기 위한 방법론에 대해 묘사하고 있으며 시스템의 타당성을 제시하였다. Integrating a 3D solid modeler with a general purpose FEM code, an automatic stress intensity factor analysis system of the 3D crack problems has been developed. A geometry model, i.e. a solid containing one or several 3D cracks is defined. Several distributions of local node density are chosen, and then automatically superposed on one another over the geometry model by using the fuzzy knowledge processing. Nodes are generated and quadratic tetrahedral solid elements are generated by the Delaunay triangulation techniques. Finally, the complete finite element(FE) model generated, and a stress analysis is performed. This paper describes the methodologies to realize such functions, and demonstrates the validity of the present system.

Automatic Mesh Generation System for a Novel FEM Modeling Based on Fuzzy Theory

이준성(Joong-Seong Lee),이양창(Yang-Chang Lee),최윤종(Yoon-Jong Choi) 한국지능시스템학회 2005 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.15 No.1

This paper describes an automatic finite element (FE) mesh generation for three-dimensional structures consisting of free-form surfaces. This mesh generation process consists of three subprocesses: (a) definition of geometric model, i.e. analysis model, (b) generation of nodes, and (c) generation of elements. One of commercial sol id modelers is employed for three-dimensional sol id structures. Node is generated if its distance from existing node points is similar to the node spacing function at the point. The node spacing function is well controlled by the fuzzy knowledge processing. The Delaunay method is introduced as a basic tool for element generation. Automatic generation of FE meshes for three-dimensional sol id structures holds great benefits for analyses. Practical performances of the present system are demonstrated through several mesh generations for three-dimensional complex geometry.