• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.190-197
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• 2004

In order to consider statistical properties of probability variables used in the structural analysis, the conventional approach using the safety factor based on past experience usually estimated the safety of a structure. Also, the real structures could only be analyzed with the error in estimation of loads, material characters and the dimensions of the members. But the errors should be considered systematically in the structural analysis. In this paper, we estimated the probability of failure of the pressure vessel. And also, this paper presents sensitivity values of the random variable. Finally, we show that reliability index and probability of failure can present the tolerance limit of dimension of randam variables.

• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.40-46
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• 2005

In order to consider the statistical properties of probability variables which are used in structural analysis, the conventional approach of using safety factors based on past experience, are usually used to estimate the safety of a structure. The real structures could only be analyzed with the error in estimation of loads, materials and dimensional characteristics. Errors should be considered systematically in the structural analysis. In this paper, we estimated the probability of failure of two pressure vessels, simultaneously, using computational analysis. One pressure vessel, theoretically, had no stiffener whereas the other had. This paper also discusses sensitivity values of random variables in the rounded parts of the pressure vessel which had ring-style stiffener in the center of the external area which had ring-style stiffener. Finally, we show that the reliability index, and the probability of failure, can be calculated to particular tolerance limits.

• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-6
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• 1997

가연성 가스가 존재하는 위험 분위기에서 전기기기를 사용할 경우 전기 스파크에 의한 폭발위험성이 존재하기 때문에 점화원을 격리시키거나 고립시키는 것이 필요하지만 현실적으로 점화원의 고립이 불가능하므로 폭발을 방지하기 위한 일반적인 방법으로 내압 방폭형전기기기를 사용하고 있다. 따라서 내압방폭기기의 내부에 침투한 가연성 가스가 폭발하여도 화염이나 열이 틈새를 통과하여 외부의 가연성 분위기를 점화시킬 수 없는 최대 틈새크기를 찾아야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 수소-공기 혼합기와 메탄-공기 혼합기에 대하여 실험적 최대틈새크기(MESG)를 찾아내어 기존의 결과와 비교하고, MESG에 영향을 미치는 요인들을 찾아내고자 하였다. 실험장치는 내용적 8${\iota}$의 구형용기를 사용하였으며 실험 변수들로는 전화위치, 혼합기의 농도, 초기압력 등이었다. 실험결과 각각의 변수들에 의해 영향을 받으며 특히 농도와 초기압력에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 당량 농도 가까이에서 최소값을 나타내었으며 초기압력의 상승과 함께 MESG는 감소하였다.

• Composites Research
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• 제19권3호
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• pp.7-14
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• 2006

본 논문에서는 내압 하중을 받는 복합재 압력 용기의 신뢰도를 구하기 위해 확률적 강도 해석이 수행되었다. 이때 확률적 강도 해석은 점진적 파손 모델과 몬테카를로 시뮬레이션으로 구성된 확률 연속 파손 모델과 상용 유한 요소 해석 코드인 ABAQUS가 연계한 형태로서 복잡한 형상 및 경계 조건을 갖는 복합재 구조물의 확률적 파손 해석을 수행하게 된다. 설계확률 변수로서 복합재 층의 각 방향 별 강도가 고려되었다. 최종적으로, 확률 강도 해석을 통해 복합재 압력 용기의 파열 압력 분산 현상이 설명되었고, 복합재 압력 용기의 각 부위별 신뢰도 값이 제시되었다. 양산 중인 복합재 구조물인 경우, 재료 및 제작 공정의 불확실성이 구조물 성능에 미치는 영향이 더욱 커지게 되어 확률 강도 해석을 이용한 구조 설계가 필수적이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.135-140
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• 2014

최근 압력용기가 다양한 산업분야에서 사용되고 있다. 압력용기의 내부 또는 외부에 결함이 발생하면 대형 사고를 유발하게 된다. 압력용기의 외부에 발생하는 결함은 육안검사를 통해 어느 정도 해결이 가능하지만, 압력용기 내부에 발생하는 결함은 육안검사로는 측정하기 어렵다. 이러한 형태의 결함을 측정하기 위해서는 비파괴검사가 적합하다. 전단간섭법은 광계측을 이용한 비파괴검사법 중 하나이며, 비접촉식으로 전체 측정영역에 대해 실시간으로 한 번의 실험을 통해 결함을 측정할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 레이저 스페클 전단간섭법을 이용하여 측정할 수 있는 압력용기의 내부에 존재하는 결함 크기를 평가하였다. ASTM A53 Gr.B 재질로 제작된 압력용기 시험편 내부에 인위적인 결함을 가공하고 공압을 이용하여 압력용기에 내압을 가하여 결함을 측정하였다. 실험을 통해 0.2 MPa의 압력차에서도 압력용기의 원래 두께의 25 %의 깊이로 발생한 결함까지는 측정 가능함을 확인하였다.

• 융합정보논문지
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• 제7권5호
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• pp.103-109
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• 2017

압력용기란 압력을 가진 유체를 수용하는 원통형 용기로써 실생활에는 프로판가스통과 부탄가스통 등이 있다. 한국가스안전공사의 자료에 따르면 국내 가스사고 발생 건수로는 연간 평균 프로판가스 관련 33건, 이동식부탄가스 관련 20.8건 등이 발생되었다. 이에 폭발방지를 위한 방안을 연구하고자 하였다. 기존 연구로는 폭발 한계점에서 안전출구를 통한 강제배출, 가스통의 강제격리, 고강도 강판 제조 등이 있으며, 본 논문에서는 철근콘크리트의 인장응력을 상쇄할 수 있도록 미리 압축응력을 준 프리스트레스트 개념을 사용하여 내압을 받는 원통내부의 응력을 감소시키고자 하였다. 즉, 압력용기 내부 양단에서 미리 인장한 긴장재를 설치하여 가스 중간밸브와 같은 역할을 하면서 응력을 상쇄하는 안전장치이다.

• 한국가스학회지
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• 제14권2호
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• pp.1-6
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• 2010

고압가스 압력용기의 강도안전성을 FEM으로 해석하였다. 본 연구에서 고려한 강재용기의 내압은 서비스 충전압력 $9kg/cm^2$, 가스충전 최고압력 $18.6kg/cm^2$, 안전변 작동 최고압력 $24.5kg/cm^2$, 수압시험압력 $34.5kg/cm^2$이다. FEM 해석결과에 의하면, 서비스 충전압력 $9kg/cm^2$와 충전최고압력 $18.6kg/cm^2$에 대한 강도안전성은 가스용기에 걸리는 응력이 강재의 항복강도 이내에 있기 때문에 안전한 것으로 나타났다. 그러나 수압시험압력 $34.5kg/cm^2$을 가하였을 때에 발생하는 응력은 항복강도를 충분히 넘어서기 때문에 불안전하지만, 인장강도 이내에 존재하기 때문에 아직은 안전하다. 수압시험압력을 용기에 자주 공급하면 용기는 소성변형에 의한 피로잔류응력이 특히 하단반구부에 축적되므로 파손될 수 있다. 계산결과에 의하면, 스커트 지역에 작용하는 집중하중은 하단반구부에 영향을 미치지 않지만, 용기에 서 가장 취약한 부분은 용기의 몸체와 스커트 사이에 위치한 하단반구부의 중간부분임을 알 수 있다. 따라서 하단반구부의 형상은 고압가스 저장용기 설계에서 중요한 요소라는 것을 보여주는 FEM 해석결과를 제공하고 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1056-1063
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• 1992

본 연구에서는 평면변형이론을 적용하여, 진원형 튜브의 경우 주로 Durban의 과정에 따르고, 몇 가지의 타원형 모델들에 대하여 상용 유한 요소프로그램인 Solvia 를 이용하여 각기 해석하고, 파열압력에 대한 예측값을 구하였으며 각기 해석하고, 파열압력에 대한 예측값을 구하였으며 결함의 영향을 파악하였다.또 반경 대 두께 비가 다른 2가지 시편에 대한 파열시험을 수행하여 해석결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.263-270
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• 2017

조선소에서 사용되는 대형 셧오프 밸브의 개폐를 위한 용기의 경우, 저압의 고정식 대형 공기탱크가 사용되고 있는데, 이는 먼 거리에 있는 밸브에 공압을 공급해야 할 경우, 추가 배관이 필요하며 수송도중 압력 강하가 발생하는 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 작업자들의 편의성을 증대시키고, 공기누설로 인한 폭발 방지를 위하여 고압의 휴대형 용접식 질소용기(11 kg, 10 L 및 50 bar)의 설계를 수행하였다. 구조적으로 취약한 용접부를 최소화하기 위하여 용기의 외형을 타원형으로 설계하였으며, 기준 무게 및 용적 충족과 사용압력에 대한 구조안전성을 확립하기 위하여 용기의 두께와 장단축 비를 설계하였다. 또한 용접 잔류응력 예측을 위해 APDL(ANSYS Parametric Design Language)을 이용하여 과도 열-구조 연성해석을 수행하였으며, 내압에 의한 구조안전 및 피로수명을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.22-29
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• 2011

높은 내압을 받는 장축후육실린더의 성능향상을 위해 최근 그 길이가 길어짐에 따라 무게 또한 무시할 수 없는 변수로 떠오르게 되었다. 따라서 본 논문은 이러한 현상에 대처하기위한 대안으로 장축후육실린더의 무게를 줄이고 대신 복합재 테이프를 감아 무게감소와 더불어 벤딩 (bending)현상을 줄이기 위한 목적으로 복합재가 AISI4340 후육실린더에 미치는 영향을 살펴보았다. 우선 크기가 감소된 AISI4340 후육실린더에 높은 내압을 받는 압력용기 등에 주로 사용되는 자긴가공(autofrettage) 공법을 모사한 후 T300/S208, IM7/PETI5, IM7/8552 테이프를 적용하여 각각의 복합재가 AISI4340 후육실린더에 감을 때 발생되는 응력분포를 살펴봄으로써 탄성계수 및 적층각에 따른 영향을 고찰하였다. 또한 복합재IAISI4340 이중구조 후육실린더의 적층각 도출을 위한 다양한 적층각 조합용 통해 적층각 도출을 위한 전초를 마련하였다. 본 논문을 위한 해석에는 MSC.Nastran/Patran v.2005가 사용되었다.