• Composites Research
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• 제33권1호
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• pp.13-18
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• 2020

기존 소방구조용 작업차에서 문제가 되고 있는 협소도로 진입의 어려움 및 구조를 위한 신속한 작업 전개 한계성을 극복하기 위한 목적으로 소형 구조작업차 연구가 진행되고 있으며 이에 따른 경량화 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 소방 구조 작업차 5번 붐은 288 mm(W) × 299 mm(D) × 3,691 mm(L)이며 이에 걸리는 최대 하중은 876 kg이고, Steel Boom의 Thickness는 3 mm이다. Steel (STRENX960)을 CFRP 복합재로 변경하여 제작하기 위해 Carbon Fiber NCF (±45°, 2축)를 직조하고 이를 NCF Prepreg로 제작하였고 경량화와 강성, 강도를 극대화할 수 있는 최적설계 패턴을 제시하였다. 이 과정은 구조해석을 바탕으로 설계하였고, NCF Prepreg의 (±45°)가 비틀림에 미치는 영향을 확인했으며 적층패턴(b)로 최적설계 하였다. 기존 Steel Boom과 UD방향으로 적층한 CFRP Boom과 동등하거나 이상의 수준에 대한 적층패턴을 최적화하였고, 최종적으로 Steel 대비 약 49.6% 무게에 대한 경량화 효과를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1059-1068
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• 1990

본 연구에서는 4변이 단순지지되고 보강재가 등간격으로 조밀하게 배치된 편 면직교보강평판에 조합하중이 작용하는 경우 최소중량화에 따른 최적설계변수들을 비 선형 최적화기법인 미분벡터유영법(gradient projection method)에 의하여 산정한다. 설계제한조건으로 전체좌굴응력, 평판및 보강재의 국부좌굴응력, 각부의 항복응력제한 그리고 설계변수들의 상, 하한치의 제한등을 설정하고 전체좌굴에 대한 지배방정식으 로 등가의 직교이방성 평판의 좌굴에 관한 평형방정식을 사용한다. 직교 보강의 경 우 기존연구결과와 비교, 분석하여 본 해석의 유용성을 입증하고 조합하중의 작용에 따른 대칭경사보강의 효율성도 검토한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권3호
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• pp.94-101
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• 2023

Automotive wheel bearings are a critical component of vehicles that support their weight and facilitate rotation. Life and stiffness are significant performance characteristics of wheel bearings. Designing wheel bearings involves finding optimal design variables that satisfy both performances. CO₂ emission reduction and fuel efficiency regulations attribute to the recent increase in design requirements for lightweight and compact automotive parts while maintaining performance. However, achieving a design that maintains performance while reducing weight poses challenges, as performance and weight are generally inversely proportional. In this study, we perform design optimization of automotive wheel bearings considering life and stiffness. We develop a program that calculates the basic rated life and modified rated life based on international standards for evaluating the life of wheel bearings. We develop a regression equation using regression analysis to address the time-consuming stiffness analysis during repetitive analysis. We perform ANOVA and main effect analyses to understand the statistical characteristics of the developed regression equation. Furthermore, we verify its reliability by comparing the predicted and test results. We perform design optimization using the developed life prediction program, stiffness regression equation and weight regression equation. We select bearing specifications and geometry as design variables, weight as the cost function, and life and stiffness as constraints. Through design optimization, we investigate the influence of design variables on the cost function and constraints by comparing the initial and optimal design values.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.9-15
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• 2009

본 연구는 도로안전 시설물의 풍하중에 의한 손상발생 사례를 토대로 현행 도로안전 시설물의 구조적 휨 성능을 평가하고 이에 대한 부재별 휨 성능개선을 위한 연구이다. 본 연구의 대상구조물로는 대표적인 도로안전시설물이며 풍하중에 대한 선행 피해사례가 밝혀진 방음벽 지주프레임을 대상으로 고려하였으며 이들 지주프레임의 휨 구조성능 및 형상설계에 대한 평가를 우선적으로 수행하였다. 본 연구평가 결과에서 나타난 현행 보강재의 구조적 성능을 토대로 중량 대비 구조적 강성이 우수한 유리섬유 강화플라스틱 (GFRP)을 활용하여 다양한 보강 형태에 따른 성능개선방법을 해석 및 실험적 연구를 통하여 수행하였다. 그 결과 효율적 성능개선을 위한 GFRP 적용방법의 경우 구조적, 시공적 측면에서 효율적인 것으로 평가되었고 자체적인 형상단면 최적설계를 통한 개선방법도 성능보강에 효과적인 것으로 해석적으로 평가되었다. 본 연구에서 적용된 GFRP 단면보강 및 최적형상설계 연구는 향후 노후 도로안전 시설물의 풍하중 또는 태풍으로 인한 피해예방을 위한 기초자료로서 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2007

본 논문에서는 골프클럽샤프트의 정적특성의 최적화 방법론을 제시하였다. 복합재료를 사용한 샤프트의 최적성능향상을 위한 쉬트 프리프레그의 적층순서를 구하였다. 클럽샤프트의 굽힘 강성과 비틀림 강성의 동시 최적화를 위하여 새로운 최적화 목적함수를 제시하였다. 샤프트의 정적특성 분석을 위하여 고전적층 이론을 적용하였으며 최적화 방법으로서 적층순서를 설계변수로 정의하는 유전알고리즘을 사용하였다. 또한 얻어진 최적적층순서를 바탕으로 한 샤프트의 동적특성을 분석하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.29-35
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• 2013

복합재료 샌드위치 구조는 굽힘 강성을 향상시키고 복합재 적층판에 비해 30% 이상의 무게를 절감할 수 있다. 그러나 일반 금속에 비해 제작과정에서 발생되는 재료물성의 불확실성이 많이 내재되어 있으므로 신뢰성 기반 확률론적 설계방법이 요구된다. 본 논문에서는 안전계수를 이용한 고전적인 설계 방법이 구조물의 안전을 보장하지 않는다는 확률론적 증거를 제시하기 위하여 단순화된 복합재 샌드위치 동체에 대해 PMS(Probabilistic Margin of Safety)를 계산하였다. 이 과정에서 CMCS(Crude Monte-Carlo Simulation)에 의해 계산된 확률밀도함수를 이용하였다. 더 나아가 신뢰성 기반 최적설계를 수행하고 효율적인 계산을 위해 RBDO-MPDF(RBDO by Moving PDF) 방법을 제시하였다. 본 논문의 결과는 구조물의 신뢰성을 보장하기 위한 개선된 설계 방법과 효율적인 신뢰성 기반 최적설계 방법 연구에 유용할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권4호통권77호
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• pp.491-498
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• 2005

본 연구는 온도상승에 따른 압축을 받는 I-형강 보의 플랜지와 웨브의 국부좌굴응력해석을 위한 컴퓨터프로그램과 항복파괴전에 I-형강 보의 플랜지와 웨브에 국부좌굴이 일어나지 않을 최적 폭-두께비를 구할 수 있는 최적알고리즘의 개발이다. 본 연구에서 사용한 고온에 있어서 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3(Eurocode3) Part1.2(2000b)를 근거하였다. 본 연구에서 국부좌굴응력과 최적 폭-두께비는 항복응력, 플랜지와 웨브의 국부좌굴계수와 폭-두께비 영향을 고려하여 해석하였다. 그리고 본 연구의 컴퓨터 프로그램을 적용한 설계 예를 들었다.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.230-235
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• 2012

본 연구에서는 항공기용 카메라구조의 진동특성 파악하고 최적조건을 선정하여 구조의 경량화 설계 방안을 제시하였다. 다물체 동력학 프로그램인 ADAMS를 이용하여 모드해석을 진행하고, 해석 결과를 가지고 직교법을 이용하여 항공기용 카메라 구조의 경량화 및 최적조건을 선정하여 이전의 항공기용 카메라 구조와 모드해석 결과를 서로 비교하였다. 또한, 기존에 제시 되어진 베어링의 차원의 값을 무차원의 값으로 전환하여 보다 효과적인 베어링의 기준을 선정하였으며, 비교된 결과를 토대로 최적화된 항공기용 카메라 구조가 제안되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1457-1458
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• 2013

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.174-179
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• 1998

본 연구는 섬유 코팅 건조기에서 사용하고 있는 열풍 건조방식을 촉매버너를 이용한 직접 건조 방식으로 대체하기 위한 것이다. 촉매버너는 파이버 매트를 사용한 확산식 연소 방식을 채택하였다. 확산식 촉매버너는 코팅 건조기와 같은 밀폐형 구조에는 적합하지 않아서 개선이 필요한 것으로 나타났다. 연소용 공기를 촉매버너의 표면에 강제적으로 공급하여 촉매버너의 연소효율을 개선하였다. 아크릴이 코팅된 섬유의 건조 과정에서 발생하는 톨루엔을 회수하여 촉매버너의 연료로 재사용하도록 하였다. 이를 위하여 톨루엔을 사용한 경우의 촉매버너의 최적 설계조건을 도출하였다.