항공기체구조의 정밀조립 및 동시설계 기술

박문식,Park, Mun-Sik 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集A Vol.24 No.4

In design and manufacturing airframe structures which are composed of a lot of sub-assemblies and large complex profile shapes it is difficult to reduce so called hardware variations. Accordingly cost increasing factors for manufacturing airframe parts are much more than other machine parts because of the variability of fabricated details and assemlies. To improve cost and quality, accurate assembly methods and DPD techniques are proposed in this paper which are based upon using CAD/CAM techniques, the concept of KC's and the coordinated datum and index throughout the design, tooling, manufacturing and inspection. The proposed methods are applied to produce fuselage frame assemblies and related engineering aspects are described regarding the design of parts and tools in the context of concurrent digital definition. First articles and consequent mass production of frame assemblies shows a great improvement of the process capability ratio from 0.7 by the past processes to 1.0 by the proposed methods in addition to the cost reduction due to the less number of tools, reduced total assembly times and the space compaction needed by massive inventory. The need to achieve better Cpk, however, and future studies to be investigated will be addressed briefly.

낙하 충격 해석을 위한 명시법 과도응답의 가우스커널 평활화 기법

박문식(Moon Shik Park),강봉수(Bong Soo Kang) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.3

명시적 유한요소법은 비선형성이 많은 대형 문제를 푸는 데는 꼭 필요하지만 종종 그 결과의 해석에 있어서는 어려움이 수반된다. 특별한 경우, 가속도의 과도응답은 극심한 불연속, 과도한 노이즈 또는 앨리어싱이 발생하여 평가가 불가능할 때도 있다. 본 논문에서는 유한요소법의 명시적분에 의한 과도응답 및 응답스펙트럼의 새로운 후처리기법을 제안한다. 해석기에 의한 가속도 거동의 수치적인 에러를 제거하고 물리적인 가속도를 추출하기 위하여 가우스커널을 이용하는 평활화법을 제안하였다. 이 평활화는 신호처리 필터링 기법과 같이 복잡한 주파수에 대한 고려가 없이도 속도에 대한 결과와 응답스펙트럼을 참조함으로써 행해진다. 특히 가우스커널 평활화는 가속도의 피크 값을 잘 나타내면서도 평활도가 우수하였다. 제안된 평활화법에 의하여 부드러운 가속도는 물론 이를 이용하여 설계에서 필요한 층 응답스펙트럼을 구할 수 있다. The explicit finite element method is an essential tool for solving large problems with severe nonlinear characteristics, but its results can be difficult to interpret. In particular, it can be impossible to evaluate its acceleration responses because of severe discontinuity, extreme noise or aliasing. We suggest a new post-processing method for transient responses and their response spectra. We propose smoothing methods using a Gaussian kernel without indepth knowledge of the complex frequency characteristics; such methods are successfully used in the filtering of digital signals. This smoothing can be done by measuring the velocity results and monitoring the response spectra. Gaussian kernel smoothing gives a better smoothness and representation of the peak values than other approaches do. The floor response spectra can be derived using smoothed accelerations for the design.

변형률 구배 소성 저차 유한요소에 의한 크기 의존 구조 문제의 모델링 및 해석

박문식(Moon Shik Park),서영성(Yeong Sung Suh),송승(Seung Song) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.9

미크론 단위의 크기를 갖는 구조물의 소성변형에서 나타나는 길이 효과를 고려하여 유한요소 해석을 하기 위하여 변형률 구배 소성이론을 이용하는 탄소성 유한요소 모델링 및 해석법을 제안하였다. 기존의 연구에서 주로 고차, 고자유도 및 혼합요소, 초 요소 등을 필요로 하였던 것에 비하여 본 논문에서는 이들을 배제하는 변위법 저차 평면 요소 및 삼차원 요소를 도입하였다. 이는 비선형 증분 해석의 프레임워크에서 계산된 소성 변형률의 절점 평균값으로 보간하여 적분점에서의 변형률 구배를 구하고 테일러 전위 모델에 의한 변형률 경화 구성방정식을 적용하므로서 가능하였다. 제안된 방법론은 선형 삼각 및 사각요소, 선형 사면체, 육면체 요소에 대해 적용되었으며 마이크로 굽힘, 마이크로 비틀림, 마이크로 기공과 같은 대표적인 길이 스케일 문제를 통하여 수치적으로 검증하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 계산이 매우 쉬우면서도 실험 값들과 비교해 볼 때, 변형률 구배 소성이론 즉, 길이 효과를 잘 나타내어 주었다. An elasto-plastic finite element method using the theory of strain gradient plasticity is proposed to evaluate the size dependency of structural plasticity that occurs when the configuration size decreases to micron scale. For this method, we suggest a low-order plane and three-dimensional displacement-based elements, eliminating the need for a high order, many degrees of freedom, a mixed element, or super elements, which have been considered necessary in previous researches. The proposed method can be performed in the framework of nonlinear incremental analysis in which plastic strains are calculated and averaged at nodes. These strains are then interpolated and differentiated for gradient calculation. We adopted a strain-gradient-hardening constitutive equation from the Taylor dislocation model, which requires the plastic strain gradient. The developed finite elements are tested numerically on the basis of typical size-effect problems such as micro-bending, micro-torsion, and micro-voids. With respect to the strain gradient plasticity, i.e., the size effects, the results obtained by using the proposed method, which are simple in their calculation, are in good agreement with the experimental results cited in previously published papers.

마이크로 크기의 구조 해석을 위한 소성 변형률 구배 기반 저차 유한 요소 모델링

박문식(Moon Shik Park),서영성(Yeong Sung Suh),송승(Seung Song) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.4

Type Ⅳ 고세장비 수소저장용기의 Hoop 인장 시험에 관한 수치해석적 연구

박문식(MOONSIC PARK),이준숭(JUNSOONG LEE),윤원호(WONHO YOON),박균범(KYUNBUM PARK),윤현국(HYEONGUK YUN),주성욱(SUNGWOOK JOO) 한국수소및신에너지학회 2023 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.34 No.1

In this study, in order to propose a integrity evaluation for type Ⅳ high aspect ratio hydrogen storage vessel, a numerical analysis of the hoop tensile test and pressure test was performed using FEM software, and the results of the actual physical property test were reviewed. The property test and numerical analysis were compared, and very similar results were obtained with deviations of maximum tensile strength of 4.75% and fiber direction stress of 5.39%.

구성방정식에 따른 고무 분기점 거동 비교 연구

박문식(Moon Shik Park),송승(Seung Song) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.6

설계 또는 해석을 위해 고무를 모델링할 때, 쓸 수 있는 구성방정식이 너무 많음으로 말미암아 종종 당황하거나 수수께끼 같은 일을 경험할 때가 있다. 어떤 모델들은 몇 개의 재료상수만을 갖지만 또 다른 모델들은 많은 수의 재료상수를 갖는다. 연구자들은 광범위한 실험데이터를 준비하여 신중하게 피팅을 하여야 한다. 본 논문에서는 먼저 8배 정도까지 큰 신장 영역에 대해 대표적인 고무재료의 구성방정식들을 비교해 보았다. 대부분의 공학적 응용에서처럼 상대적으로 변형이 적은 경우에는 연속체기반모델 또는 체인분자모델이 유사하게 쓰일 수 있지만, 대부분 생체적 거동에서 볼 수 있는 큰 변형의 경우에는 체인분자모델들이 더 유용함을 알 수 있었다. 구성방정식에 따른 분기점의 존재 여부를 알아보기 위하여 트렐로어 패치와 원통형 막대풍선에 대한 분기점 해석을 이론적 및 수치적으로 수행하였다. 키슬리의 조건식으로부터 트렐로어 패치에서의 분기점은 연속체기반 모델에서는 존재하였으나 체인분자모델에서는 존재하지 않음을 보였다. 원통형 막대풍선은 축신장 허용의 경계조건에 대해서는 모든 모델들이 분기점 거동을 보여주었다. 따라서 고무의 분기점 거동을 구하고자 할 때는 분기점의 존재유무 자체가 재료모델의 선정에 의존적이라 할 수 있다. Modeling of rubber for design or analysis often requires confusing or complex work because there are a large number of constitutive models to be considered. Some models have few material constants, while others have many. Researchers have to prepare and fit extensive experimental data with caution and discretion. In this paper, we first compared some typical rubber models in which deformation was carried out by stretching up to around eight times the original size. We conclude that continuum-based models and chain molecular models can be used in the study of the small deformation in most engineering applications, but chain molecular models are preferred in the study of the large deformations in most biomaterial applications. As discrimination problems, Treloar's patch and cylindrical balloon stick are tested theoretically and numerically for studying bifurcation. In the case of Treloar's patch, by using the Kearsley's equation, we show that bifurcation exists for continuum-based models but not for chain molecular models. Both models show bifurcation in the cylindrical balloon stick. Therefore, in the analysis of the bifurcation of rubber showed that its existence also depends on the constitutive model selected.

전투함형별 승조원의 직무스트레스에 관한 연구 : 부사관을 중심으로

박문식 ( Moon Sik Park ),이상식 ( Sang Sik Lee ) 한국세무회계학회 2009 세무회계연구 Vol.24 No.-

슬러지 열가수분해 최적조건 도출을 통한 혐기소화 공정 적용 가능성 연구

박문식(Munsik Park),김남규(Namgyu Kim),정승환(Seunghwan Jung),박동희(Donghee Park) 유기성자원학회 2023 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2023 No.1

정밀조립을 위한 KC 적용설계 및 치공구 인덱싱

박문식(Moon Shik Park) 한국정밀공학회 2000 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2000 No.5월

하수슬러지 내 미세플라스틱 분석 방법 최적화

박문식 ( Munsik Park ),정승환 ( Namgyu Kim ),김남규 ( Seunghwan Jung ),박동희 ( Donghee Park ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

플라스틱의 시대에 살고있는 상황에서 일상 생활에서 발생하는 플라스틱 폐기물에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 대형 플라스틱 폐기물은 수거 및 재활용에 용이하여 처리되고 있으나, 크기가 작은 플라스틱의 경우 회수 및 재활용의 어려움을 겪고 있다. 크기가 작은 플라스틱을 미세플라스틱으로 정의하고 있으며, 그 발생원에 따라 두가지로 나뉜다. 첫번째는 사용의도에 의해 작은 크기로 만들어진 플라스틱(1차)이고, 두번째는 대형 또는 소형 플라스틱이 환경변화에 의해 분해되어 발생되는 플라스틱(2차)이다. 앞서 언급한 미세플라스틱은 미생물의 서식처 역할을 하며 화학물질을 포함하고 있으며, 그 크기가 작아 수생생물이 먹이로 착각하여 섭취한다고 보고되고 있다. 때문에 화학물질 또는 미세플라스틱이 직/간접적으로 농축되어 생물에 영향을 미칠 가능성이 높아 관리의 중요성이 증대되고 있다. 미세플라스틱 오염현황을 파악하기 위해 다수의 연구자들이 해양에서의 미세플라스틱 거동 및 축적에 대한 연구결과를 발표하고 있으며, 저농도 유기물에 함유된 미세플라스틱 분석방법을 활용하고 있다. 그 근원을 살펴보면 폐기물을 해양에 투기하여 발생하는 것도 있지만, 생활 중에 발생하는 플라스틱에서 유래된다고 보고되고 있다. 일상 생활중에 발생한 미세플라스틱은 하수를 통해 하수처리장으로 유입되고 있으나, 처리시설에 따라 40~90%가 저감되고 나머지 부분이 방류되고 있는 상황이다. 이때 분리된 미세플라스틱은 하수슬러지 섞여 처리되고 있는데, 미세플라스틱 기준이 존재하지 않아 그 거동 및 현황 파악이 부족한 상황이다. 특히 미세플라스틱에 대한 분석방법이 저농도 유기물과 혼합된 미세플라스틱 분석에 집중되어 있어 고농도 유기성 폐기물 내 미세플라스틱 분석에 적합하지 않다. 따라서 본 연구를 통해 고농도 유기성폐기물(하수슬러지) 내 미세플라스틱을 분석하기 위한 분석 방법을 제안하고자 한다.