• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.503-506
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• 2011

항공기 착륙장치 피로 수명평가에는 안전 수명방법이 사용된다. 안전 수명방법은 항공기 전 수명기간을 모사하는 피로하중 스펙트럼 조건에서 균열 또는 유해한 변형과 같은 구조적 결함이 발생하지 않도록 설계/입증하는 것을 말한다. 설계 단계에서는 해석적 방법을 통해 착륙 및 지상운용하중을 구하고, 이를 착륙장치 피로해석에 적용하여 피로수명을 확인한다. 착륙장치는 수명 기간 중 일반적으로 High Cycle 피로를 겪게 되므로, 피로해석 시 응력 기반의 접근 방법이 적용된다. 시험평가 단계에서는 일반적으로 4배의 운용수명에 해당하는 피로하중 스펙트럼에 대해 시험을 수행하여, 착륙장치의 안전 수명을 최종 입증하게 된다. 이와 같이 항공기 착륙장치 피로 수명평가를 위해서는 착륙 및 지상운용 하중해석에서부터 피로해석, 피로시험에 이르기까지 전 과정이 유기적으로 결합되어 이루어져야 한다. 본 연구에서는 항공기 착륙장치 피로시험에 필요한 세부과정과 관련 기술을 실제 적용 사례와 함께 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.561-568
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• 2013

7,000lb 급 헬리콥터를 위한 무베어링 로터 허브 시스템을 설계한 후, 무베어링 로터 허브 시스템의 주요 구성품 중 하나인 유연보에 대해 요구수명 8,000시간을 만족하는지 확인하기 위한 피로해석을 수행하였다. 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하였으며, 정적구조해석을 통해 피로손상에 취약할 것으로 예상되는 두 단면에 대한 피로해석을 수행하였다. 구조해석을 위해 VABS를 사용하여 유연보 단면 형상에 대한 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 계산하였고, wohler equation을 적용하여 유연보를 구성하는 두 가지 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 생성하였다. CAMRAD II를 통해 무베어링 로터 시스템의 하중해석을 수행하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 피로해석을 수행하였다.

• 기계저널
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• 제16권4호
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• pp.12-18
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• 1976

기계 및 구조물들이 등진폭하중만을 받는 경우는 극히 드물어서 대부분이 진폭과 주파수가 불규 칙하게 변하는 하중을 받는다. 실하중이력이 불규칙(random)한 모양을 갖는 것은 비행기, 자동차, 선박 등의 많은 기구물들이 공기의 터블런스, 거치론 도로표면 및 대양의 파도와 같이 random한 주위환경에 접하기 때문이다. 이 random한 환경과 구조물의 탄성성질들로 인해서 구조물로부터 측정된 하중응답신호들(응신율,변위 혹은 가속도)은 건폭과 주파수가 random하게 변하는 특정한 형태의 파형을 갖는다. 현금 우리나라에 이 방면의 연구가 활발하지 못하여 complex load history가 피로에 미치는 영향과 이에 관련된 피로시험들을 간략히 소개한다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.16-29
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• 2011

결정 합금 대비 비정질 합금은 높은 경도를 갖기 때문에 마모 저항성도 좋고 내부 식성 등 환경에 대한 저항성도 월등하며, 또한 과냉된 액상 상태까지 재가열하게 되면 낮은 점성도를 갖게 되므로 복잡한 3차원적인 형상을 가지는 부품을 환경에 대한 저항성, 피로 저항성, 강도 및 경도 등을 모두 고려하여 높은 정밀도를 가지고 제조하는 것이 가능하므로 우수한 물성을 갖는 구조 및 기능성 재료로의 다양한 응용이 타진되고 있다. 이러한 비정질 합금의 변형 거동에 대한 연구는 대부분 유리 천이 온도 이하에서의 전단 및 파단에 이르는 이른바 불균일 변형(Inhomogeneous Deformation) 거동에 대한 이해를 위한 실험 및 해석적 연구에 집중되어 왔다. 반면 상업화의 기반이 되는 고상 기반 2차 정형 성형은 과냉 액상 영역에서의 구조 완화 및 결정화롤 대표되는 미세 구조 제어 균일 변형(Homogeneous Deformation)에 대한 이해 없이는 불가능하므로, 이러한 관점에서 비정질 합금 특유의 점성 유동 특성을 이용한 균일 변형 응용 예시 및 미세구조 변화 연계 해석 기술의 현황을 소개하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.93-101
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• 2015

철도차량에서의 축은 안전한 운행을 하기 위해서는 중요한 역할을 함으로서 그 강도 및 내충격성, 재질, 안전계수, 응력 및 변형이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 Model 1과 Model 2의 시뮬레이션 모델들이 있다. 이 모델들은 CATIA와 ANSYS로 설계, 구조 및 피로 해석을 통한 융합 기술을 수행함으로서 연구된다. Model A의 최대 변형량과 최대 등가응력이 Model B보다 더 작음으로서 Model A가 Model B보다 내구성을 더 가지고 있다. 본 연구 결과를 철도 차량의 부품 설계에 응용함으로서 파손을 방지하기 위한 내구성이 고찰될 수 있다. 그리고 디자인 면에서의 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1315-1321
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• 2011

제품 생산과 실험에 앞서 설계 단계에서의 강도 평가가 이루어져야 하며, 이 단계에서 범용 프로그램인 ANSYS 의 도입 및 활용은 제품의 생산과 강도 평가에 있어서 시간과 비용의 절감 등 여러 가지 이점을 갖게 한다. 본 연구에서는 ANSYS 를 이용하여 승용차용 디쉬 타입과 스포크 타입의 휠을 3 차원 형상으로 모델링하고 구조해석과 피로해석을 수행하였다. 디쉬 타입과 스포크 타입에 대한 해석 결과를 비교해 보면, 디쉬 타입이 스포크 타입보다 변형이 적게 일어나고 최대등가응력도 작음을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 스포크 타입이 경량과 우수한 냉각성능으로 인해 자주 사용되고 있다. 수명에 대한 피로 해석 결과, 알루미늄 휠이 스틸 휠보다 피로 저항력이 우수함을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1185-1191
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• 2010

장기운영된 항공기에는 비행시간의 누적에 따라 다양한 피로균열이 발생하며 이는 운영상 안전성 및 가동률을 저하시키는 요인이 된다. 이의 해결을 위하여 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에 대한 균열 진전 해석은 매우 중요하다. 그러나 이러한 장기 운영된 항공기의 경우, 균열 진전 해석에 필수적인 FCL에서의 응력 스펙트럼 획득은 거의 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 장기운영된 항공기 주익 구조물의 FCL에서의 균열 진전 해석을 수행하기 위하여, 먼저 주익 구조물에 대한 2차원 하드카피 형태의 도면으로부터 구축된 3차원 CAD 모델에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 또한 이러한 유한요소해석 결과 및 제한된 하중배수 자료를 기반으로 FCL에서의 전달함수와 응력 스펙트럼을 산출하였다. 상기 자료를 바탕으로 상용 균열 진전 해석 코드인 NASGRO를 이용하여 FCL에서의 균열진전해석을 수행하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.39-45
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• 1997

최근 우리 주변에는 기계, 구조물의 고속화 및 대형화에 따른 충격하중의 발생빈도가 급격하게 증가하고 있다. 따라서 이와 같은 충격하중을 받는 기계 및 구조물의 안전성 및 신뢰성 확보를 위하여는 먼저 충격하중 특성을 고려한 내충격 설계기법의 확립이 필요하다. 특히 충격하중의 경우 종래의 파괴역학적 관점에서 주로 다루어 왔던 정적하중 및 피로하중 하에서의 재료거동 특성과 달리 응력파의 전파특성이 재료의 충격강도 및 균열발생, 전파특성에 큰 영향을 미치기 때문에 이를 고려한 역학적 검토가 필요하다. 한편 이와 같은 충격하중이 반복적으로 작용하는 충격피로의 경우 지금까지 많은 연구로 내피로 설계기법이 확립된 일반 피로 특성과 달리 아직 그 주요 메카니즘이 규명되지 않은 부분이 많아 이 부분에 대한 체계적인 연구가 국내에서도 요구된다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.10-19
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• 2014

기존의 헬리콥터 로터 시스템에서 기계적 힌지/베어링 부품을 복합재 빔 구성품으로 대체하여 중량과 부품수를 줄인 무베어링 허브 시스템을 설계하였으며, 그 중 중요 구성품인 유연보와 토크튜브에 대한 피로 안전수명 해석을 수행하였다. VABS를 이용한 2차원 단면 해석 수행을 통해 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 도출하였으며 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하여 각 단면에 발생하는 변형율을 계산하였다. 각 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 Wohler equation을 적용하여 생성하였으며, 정적구조해석을 통해 피로파손에 취약할 것으로 판단되는 영역에 대한 피로해석을 수행하였다. 헬리콥터 운영시로부터 구성품에 발생하는 하중은 CAMRAD II를 통해 계산하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준 하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 허브 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 최종적으로 피로 안전수명을 산출하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권4호통권41호
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• pp.397-407
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• 1999

본 연구는 공칭응력 및 변동응력을 이용한 현수교 횡프레임의 피로안전성 평가를 위하여 수행되었으며, 본 논문에서는 해석모델의 모형화 방법 및 공칭응력을 이용한 피로안전성 평가를 주요 내용으로 다루었다. 본 연구의 목적에 부합되는 해석모형을 도출 하고자 해석모형의 지지조건에 따른 영향, 평면해석과 입체해석간의 구조해석 결과의 차이 및 모형화되는 횡프레임 수의 영향에 대해서 검토하였다. DB-24하중을 피로조사하중으로 이용하였으며, 단일트럭하중에 의한 발생응력을 조합하여 실교통류 흐름의 효과를 고려하였다. 피로검토대상 구조상세에 대해 산출된 공칭응력을 국내 및 국외의 피로등급과 비교하고 그 결과에 대해 고찰하였다.