부산대학교 기계공학부 박성훈 교수
재료역학 및 통합설계실험실은 기계공학을 기반으로 다양한 기계 및 생체 재료의 역학적 특성, 구조 해석, 최적 설계, 그리고 실제 응용에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 인체 관절 및 임플란트의 생체역학적 해석과 설계, 기계 및 생체 재료의 피로·마모·윤활 특성 연구, 그리고 해상풍력 및 복합재 구조물의 최적 설계 등 첨단 융합 연구를 선도하고 있습니다. 특히, 인체 척추, 무릎, 고관절 등 주요 관절의 운동 특성 해석과 이를 바탕으로 한 인공 관절 및 임플란트의 구조적 안정성, 생체 적합성, 내구성 향상에 중점을 두고 있습니다. 전산 해석(FEA), 실험적 평가, 그리고 의료진과의 협업을 통해 환자 맞춤형 임플란트 개발, 최소 침습 수술용 삽입물 설계, 치과용 임플란트의 응력 분포 최적화 등 다양한 의료기기 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 기계 및 생체 재료의 피로 수명, 마모 거동, 표면 특성, 윤활 환경 등 미세한 변수들이 재료의 내구성과 신뢰성에 미치는 영향을 정밀하게 분석합니다. 원자힘현미경(AFM), 만능재료시험기, 회전 굽힘 피로 시험기 등 첨단 장비를 활용하여, 미세 스케일에서의 마찰 및 마모 특성, 윤활제의 농도 변화가 인공 관절 및 임플란트의 마찰·마모에 미치는 영향 등을 체계적으로 규명하고 있습니다. 해상풍력발전 시스템, 특히 spar-type 부유식 하부구조물의 구조 해석 및 최적 설계, 복합재 항공기 구조물 및 UAM 붐 구조의 RVE 기반 해석 등 미래 에너지 및 모빌리티 분야의 첨단 구조물 연구도 활발히 진행 중입니다. 유체-구조 연성 해석, 동적 응답 해석, 피로 및 부식에 의한 강도 저하 예측 등 다양한 해석 기법을 적용하여, 경량화와 내구성 향상, 비용 절감 등 실질적인 성능 개선을 달성하고 있습니다. 이처럼 본 연구실은 기계공학, 생체공학, 재료공학, 에너지공학 등 다양한 학문 분야의 융합을 통해, 학술적 성과와 더불어 산업 및 의료 현장에서 실질적으로 활용 가능한 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 앞으로도 재료역학 및 통합설계실험실은 첨단 융합기술 연구를 바탕으로 미래 산업과 의료기술 발전에 지속적으로 기여할 것입니다.
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