• 제목/요약/키워드: 강성재단

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강성재단 된 등방성 박스보의 동적 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Dynamic Characteristics of Structurally Tailored Isotropic Box Beams)

  • 김경덕;김준식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권5호
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    • pp.641-648
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    • 2013
  • 보 구조물들은 보다 우수한 성능을 위하여 다양한 형태의 보강재 또는 단면 형상을 가지게 된다. 강성재단을 설계에 적용하기 위해서는 강성재단에 의해서 발생하는 연계 거동을 정확하게 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 문헌에서 보고된 복합재료 보의 특이한 연계거동(면외 굽힘-전단 연계)을 실험적으로 확인하기 위하여, 등가의 동적 연계거동을 나타내는 강성재단 된 등방성 박스보를 제작하였다. 제작된 시편의 주파수 및 모드 형상 등의 동적 특성을 3 차원 유한요소해석과 비교 검토하여, 문헌에 보고된 특이한 전단 연계 거동이 발생함을 확인하였다. 이러한 거동은 보강재의 적절한 배치를 통해 원하는 방향으로 강성재단 될 수 있고, 얻어진 연계 거동은 다양한 분야에 응용될 수 있다.

막 구조물의 재단도 작성과 막재의 손실률에 관한 연구 (A Study on The Cutting Pattern Generation of Membrane Structures and The Loss-Ratio of Material)

  • 손수덕;정을석;김승덕
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.117-127
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    • 2006
  • 경량 연성구조시스템 중 하나인 막 구조물은 대공간 구조물에 많이 사용되어진다. 막 구조물은 축강성이 강하고 휨강성이 매우 작은 재료를 주 구조재로 사용하기 때문에 다른 구조물과 달리 구조설계에서는 형상해석, 응력-변형해석 그리고 재단도 등의 일련의 과정을 필요로 한다. 재단도의 작성에는 구조물의 크기나 곡률 그리고 재료적 강성에 따라 많은 변수가 작용하며 다른 설계과정과는 매우 다르다. 따라서 일반 구조설계용 프로그램은 막 구조물의 구조설계에 부적당하다. 본 연구에서는 막 구조물의 측지선을 이용한 재단도 작성 프로그램을 개발하고, 예제를 통해 재단도 작성결과를 비교 고찰하도록 한다.

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막 구조물의 삼각형 Re-mesh 패턴을 적용한 재단도 생성에 관한 연구 (A Study on the Cutting Pattern Generation of the Membrane Structures Using Triangular Re-mesh)

  • 전진형;손수덕;정을석;김승덕
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.153-165
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    • 2007
  • 연성 구조물은 축강성은 강하고 휨 강성이 매우 작은 재료를 주 구조재로 사용하므로 초기강성에 매우 민감한 구조체이다. 막 구조물을 설계하기 위해서는 우선 초기장력 도입으로 인한 구조물의 형상을 정확히 알아야 한다. 이를 위해서 모형을 통한 모델링이나 컴퓨터를 이용한 형상해석이 요구되며, 초기장력의 도입으로 형성되는 막 구조물의 곡면은 일반적으로 등장력 곡면이다. 따라서 연성 구조물의 해석과 설계는 기존의 강성구조물과는 다른 형상해석, 응력-변형해석, 재단도 작성 및 시공해석의 3단계 해석이 요구되어진다. 본 연구는 재단도 작성 프로그램 NASScut를 이용하여 경계면 곡률의 오차를 최소화 할 수 있는 삼각형 Re-mesh 패턴을 제안하고, 재단도를 작성한다.

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박벽보-기둥 요소의 개선된 정적 요소강성행렬 (Improved Static Element Stiffness Matrix of Thin-Walled Beam-Column Elements)

  • 윤희택;김남일;김문영;길흥배
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.509-518
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    • 2002
  • 비대칭 단면을 갖는 박벽보의 3차원 휨-배틂 좌굴해석 및 정적해석을 위하여, 평형방정식과 힘-변위 관계식을 이용하여 엄밀한 정적요소강성행렬을 수치적으로 산정하는 개선된 기법을 제시한다. 먼저 14개의 변위피라미터를 도입하여 고차의 연립미분방정식을 1차 연립미분방정식으로 변환하고, 복소수 영역에서 선형고유치문제를 해를 구한다. 이 경우 동적강성행렬을 산정하는 경우와는 달리 복수개의 '영'의 고유치가 발생한다. 이에 대응하는 변위피라미터의 다항식을 항등식 조거능로부터 구하고, 이를 고유치와 결합하여 박벽보 요소의 엄밀한 처짐함수를 구한다. 이렇게 구한 엄밀한 처짐함수에 재단력-변위 관계식을 적용하여 세가지 초기단면력 조건에 대응하는 엄밀한 정적요소강성행렬을 산정한다. 본 방법의 타당성을 보이기 위하여 비대칭 박벽보의 좌굴하중과 처짐값을 계산하고 해석해나 ABAQUS 쉘요소를 이용한 해석결과 및 직선보요소를 사용한 유한요소해의 결과와 비교, 검증한다.

비선형 형상 탐색 기법에 따른 막구조물의 오차와 수렴성 평가에 관한 연구 (A Study on Estimate for Error and Convergence of Membrane Structures According to the Nonlinear Form-finding Techniques)

  • 손수덕;김승덕;정을석;전진형
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.57-66
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    • 2007
  • 연성구조시스템 중 하나인 막 구조물은 대공간 구조물에 많이 사용되어진다. 막 구조물은 축강성이 강하고 휨강성이 매우 작은 재료로서 구조물의 설계는 강성구조물과는 달리 형상해석, 응력-변형해석 그리고 재단도 등의 일련의 과정을 필요로 한다. 막 구조물의 형상해석은 일반적으로 초기 불안정 상태의 막 면에 초기강성을 부여함으로서 평형상태에 이르게 되는 역학적 메커니즘을 가지고 있으며, 이와 같은 곡면을 해석적으로 구하는 데는 해석상의 수렴 및 발산 그리고 오차 발생에 따른 문제를 해결해야만 한다. 본 논문에서는 막 구조물의 초기곡면을 형성하기 위한 형상탐색기법에 대한 수렴 및 오차에 관하여 연구하고, 적용된 예제의 해석 결과를 바탕으로 해가 수렴해 가는 과정 및 제어변수에 따른 수렴속도 및 효율성을 살펴본다.

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굽힘 붕괴 성능 향상을 위한 센터 필라 설계 (Center Pillar Design for High Bending Collapse Performance)

  • 강성종;박명재
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.128-134
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    • 2013
  • High bending collapse performance (maximum resistance force and mean resistance force) of body center pillar is an important design target for vehicle safety against side impact. In this study, effect of the upper section shape and the thickness of outer reinforcement on bending collapse performance was investigated for the center pillar of a large passenger car. First, through bending collapse analyses using simple models with uniform section, an optimized center pillar upper section was chosen. Next, bending collapse performance for various models of the actual center pillar with changing the thickness of outer reinforcement were analyzed. The finally designed model showed distinctive enhancement in bending collapse performance nearly without weight increase.

국방특화연구센터 사업의 운영성과 분석 연구 (A Study on the Performance Analysis of the Defense Specialized University Research Center Program)

  • 강성모;양해술
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.81-89
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    • 2008
  • University Research Centers specialized in defense technology(DURCs) were designed to develop fundamental knowledge and to acquire core technologies related to defense development by conducting creative and interdisciplinary research. The centers also have a function of fostering scientists and practitioners possessing defense-oriented cross-disciplinary knowledges. Since the outset of the DURC in 1994, Sixteen DURCs have been funded and eleven DURCs are now in operation. The purpose of this paper is to analyse the operational status and the performance of DURCs and to suggest ideas on improving the effectiveness of the DURC program by comparing with the Korea Excellent Research Center program and the U.S. National Science Foundation(NSF) Engineering Research Center(ERC) program.

CFRP 복합재료 직교 격자 구조의 기계적 특성 연구 (Study on Mechanical Properties of CFRP Composite Orthogonal Grid Structure)

  • 백상민;임성준;김민성;고명균;박찬익
    • Composites Research
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    • 제31권2호
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    • pp.69-75
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    • 2018
  • 본 연구에서는 직물 탄소섬유강화플라스틱 복합재를 직교 격자 형상으로 적층한 패널 구조를 제안하고, 기계적 특성에 대한 분석 및 연구를 수행하였다. 프리프레그를 재단하여 적층하는 방식으로 직교 격자 구조를 제작하였으며, 하부의 적층판과 오토클레이브 공정 일체 성형을 통해 격자 패널 구조를 제작하였다. 본 연구에서는 인장, 압축, 전단, 굽힘 하중을 부가하여 제안된 격자 패널 구조의 거동을 확인하였으며, 이러한 시험을 통해 본 직교 격자 구조물의 강성 증가 효과를 입증하였다. 또한, 유한요소해석 모델을 구축하여 시험 결과와 비교하였으며, 이를 통해 시험과 해석의 타당성을 확인하였다.