• Title/Summary/Keyword: 단면설계

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리브/웨브 형태를 갖는 축대칭 부품의 블로커설계 자동화에 관한 연구

  • 최재찬;김병민;김성원;김호관
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.63-67
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    • 1992
  • 본 논문은 프레스나 해머로 생산되는 리브/웨브 형태를 갖는 축대칭 부품에 대한 블로커설계 자동화시스템의 개발에 관하여 설명한 다. 플레시를 갖는 밀폐형단조 공정에서 블로커 형상의 설계는 매우 중요하다. 일반적으로 단조공정에서 부품의 형상은 대부분 3차 원 형상이다. 그러나 복잡한 3차원 형상의 부품을 그대로 고려하여 설계한다는 것은 어려움이 많고 실용적이지도 못하다. 따라서 블로커를 설계할 때 부품을 단면으로 도려함으로서 설계작업을 단순화시킬 수 있다. 본 논문에서는 축대칭 형태의 부품만을 고려하였다. 한 부품단면은 리브나 웨브와 같은 부분단면들로 분할할 수 있으며, 이 부분단면들에 대하여 설계규칙과 데이타베이스를 적용함으로서 블로커형상을 설계할 수 있다. 부품단면의 형상을 분할하여 시스템 내에 인식시키기 위하여 단면을 도면요소표현, 좌표 및 반경표현 그리고 속성표현으로 나타냈으며 여기에 단면의 도면요소표현은 부품의 체적, 단면적, 원주길이 및 반단면의 질량중심을 계산하는데 쉽게 이용될 수 있다. 그리고 좌표 및 반경표현은 경사각, 코너반경과 필렛반경을 수정하는데 그리고 속성표현은 리브와 웨브의 형태와 특성을 고려하여 블로커를 설계하는데 이용될 수 있다.

Prop-blade Cross Section Design for QTP-UAV (쿼드 틸트 프롭로터 무인기용 프롭-블레이드 단면 설계)

  • Kim, Taejoo;Cho, Jin Yeon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.46 no.10
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    • pp.845-855
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    • 2018
  • Cross section design of a prop-blade is carried out for VTOL(Vertical Takeoff and Landing) Quad Tilt Prop-rotor UAV with a maximum takeoff weight of 55 kg and a maximum cruising speed of 180 km/h. Design procedure for cross section design is established and design requirements for prop-blade are identified. Through the procedure, cross section design is carried out to meet the identified requirements. Main design factors including stiffness, weight per unit length, and elastic axis are obtained by using a finite element section analysis program, and the design weight of the prop-blade is predicted. The obtained design factors are used along with the rotor system analysis program CAMRAD II to evaluate the dynamic stability of prop-blade in operating environment. In addition, the prop-blade load is obtained by CAMRAD II software, and it is used to verify the safety of the prop-blade structure. If the design results are not satisfactory, design changes are made in an iterative manner until the results satisfy the design requirements.

Development of Aerodynamic Girder for Super Suspension Bridges (초장대 현수교 내풍 단면의 개발)

  • Lee, Seung Ho;Kwon, Soon Duck
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.72-72
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    • 2011
  • 산업의 발달과 건설재료의 개발 및 설계 시공 기술의 급속한 발전으로 더 가볍고 더 긴 경간을 가진 교량이 건설되고 있다. 그러나 교량이 더 길어지고 가벼워질수록 풍하중에 의한 영향은 더욱 크게 받게 되어 여러 종류의 피해를 입게 된다. 이제는 어느 정도 잘 알려진 1940년에 발생한 Tacoma Narrow교의 붕괴사고는 내풍 설계의 필요성을 극단적으로 보여주는 대표적인 예로서 본격적인 내풍 공학 연구에 시발점이 되었다. 현재까지 아직 시공은 되지 않았으나 기본 설계 및 내풍안정성 평가가 완료되 주경간장 3,300m의 Messina교 및 2,800m의 일본해협횡단도로 프로젝트 초장대 현수교(안)의 출현까지 짧은 기간 동안 비약적인 기술 성장을 이루고 있다. 장대교량의 설계시 많은 풍동실험을 거쳐서 내풍안정성이 뛰어난 단면을 찾게 된다. Akashi교의 경우에도 트러스, 싱글박스, 트윈박스 등의 다양한 단면에 대한 풍동실험을 수행한 끝에 최종적으로 트러스 단면을 선택하였다. Great Belt교에서는 싱글박스 단면을 대상으로 다양한 단부 각도에 대한 결과를 바탕으로 최종 단면을 선정하였다. Stonecutter 교에는 트윈박스를 채용하여 기존 싱글박스를 뛰어넘는 도약을 단행하였다. 그리고 Messina교의 경우에는 약 20년에 걸쳐서 설계를 진행해 오면서 점진적으로 단면을 개선하여 최종적으로 트리플박스 단면을 채택하였다. 국내에서도 광양대교의 설계시 싱글박스에서 시작하여 트윈박스의 간격 최적화를 통하여 최종단면을 도출하였다. Akashi교는 최장경간장을 자랑하지만 고전적인 트러스 단면을 사용함으로써 Great Belt교, Stonecutter교, Messina교 등과 같이 혁신적인 단면을 채택한 교량에 비하여 상대적으로 기술적 가치를 인정받지 못하고 있다. 따라서 새로운 내풍 단면의 개발은 교량 설계를 위한 실용적인 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 경제적이고 내풍안정성이 우수한 도전적인 현수교 단면을 개발하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 먼저 교량 계획 단계에 필요한 자료를 제공하기 위하여 기존 강박스 현수교의 제원을 수집하고 그 특성을 분석하여 각종 구조 변수들이 내풍안정성에 미치는 상대적인 영향을 평가하고, 근사적으로 고유진동수를 추정할 수 있는 추정식을 제시하였다. 그 다음으로 초장대 현수교 단면을 개발하기 위하여 다양한 풍동실험을 수행하고 가능한 단면 형상을 제시하였다.

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Proposed Limit State Design Method for Encased Composite Columns (매립형 합성기둥의 한계상태설계법 제안)

  • Kim, WonKi
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.9 no.4 s.33
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    • pp.523-533
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    • 1997
  • Current limit state design method for encased composite columns contains irrational and uncertain design equations in defining section and material properties of composite members. Through investigating previous research used in formulating the design equation, this paper explores the irrationality and uncertainty such as 1) transformation of yield stress and elastic modulus for composite section, 2) an equation influencing buckling strength in terms of area rather than moment of inertia, and 3) selection of larger radius of gyration between steel and concrete sections. Improving the design equations this paper proposes two design methods which can be directly used in practical design.

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A Study on Design Section of Composite Steel H-Beam Bridge Based on KRTA Design Specifications (도로교 설계기준을 적용한 초간편 H-형강 강합성 교량 설계단면 연구)

  • Park, Jong-Sup;Kim, Jae-Heung
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.9 no.6
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    • pp.1711-1717
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    • 2008
  • This paper presents an investigation on behavior of a simplified composite I-beam bridge(SCIB) based on Korea Bridge Design Specifications(2005). Simple and continuous span SCIBs are considered to determine the design cross section. A structural analysis program, MIDAS(2006), is used to obtain the stress and deflection of the SCIB. In order to evaluate the safety of the design cross section, three-dimensional analysis is performed using ABAQUS(2007). According to the verification results from stresses and deflections of the design section, the new composite bridge are safely used for developments of reasonable and economic SCIB.

Optimal Design of I-type Girders in 2-Span Continuous Steel Bridges by LRFD (LRFD에 의한 연속보 주부재의 조밀 및 비조밀 단면 최적화 설계)

  • Gook, Joong-Sik;Shin, Yung-Seok
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.3 s.46
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    • pp.329-337
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    • 2000
  • The Load and Resistance Factor Design(LRFD) Specification defines two sets of limiting width-to-thickness ratios. On the basis of these limiting values, steel sections are subdivided into three categories: compact, noncompact, and slender sections. In this paper, I-Type girders of a 2 span continuous steel bridge are divided into compact and non-compact sections and analyzed. In the design process, an optimization formulation was adopted and ADS, a Fortran program for Automated Design Synthesis, was used. In this study, we studied about change of the section between compact and non-compact using optimization formulation.

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Development of a culvert design model (암거 설계 모형의 개발)

  • Ku, Hye-Jin;Jun, Kyung-Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.645-649
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    • 2008
  • 노모그래프 또는 간략식을 이용하여 암거 설계를 하는 경우 암거 흐름이 자유수면을 가지는 개수로라면 정확한 흐름 해석을 할 수 없다. 특히 암거는 수리학적으로 짧기 때문에 암거 흐름에서 등류수심이 발생하지 않을 가능성이 높다. 이에 부등류(점변류) 해석을 이용하여 암거의 흐름 해석을 수행하도록 흐름 해석 모형을 개발하여 검증하고, 이를 기반으로 암거의 단면규격을 결정하는 설계모형을 개발하였다. 암거의 수리설계는 고려하고 있는 모든 단면에 대하여 흐름 해석을 수행하고, 산정된 상류수위(HWE)와 암거높이에 대한 상류수심의 비(H/D)가 허용치를 초과하지 않는 최적 단면을 설계 단면으로 결정한다.

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Section Design of CFFT including Confined Effect (CFFT구조의 구속효과를 고려한 단면설계)

  • Choi, Young-Min;Hwang, Yoon-Koog;Lee, Young-Ho
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.45-46
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    • 2009
  • The main objective of this study is to suggest section design method of CFFT(Concrete Filled FRP Tube) structures which are considered of confined effect by FRP tube and using high strength concrete and PS strands for pier. It may be stated that the proposed method may be implemented as a rational and practical approach for CFFT section design.

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Self-Optimizing Structural Design of a Pre-engineered Building System with Nonprismatic Members based on AISC2005 (AISC2005에 기준한 변단면 선설계 건축물시스템의 자동화 최적구조설계)

  • Kim, Yong Seok;Oh, Myoung Ho;Song, Byung Kyu
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.21 no.2
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    • pp.193-201
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    • 2009
  • Structural design of most nonprismatic Pre-Engineered Building Systems (PEBS) is performed using optimizing software developed in foreign countries. In this study, a structural optimizing software for the design of 3-D structures of nonprismatic PEBS is developed according to the allowable stress design method of AISC2005 and KBC. Optimizing structural design with nonprismatic members is carried out by repeating the process of structural analysis and member design to minimize the weight of a structure. According to the optimizing design results of 2-D and 3-D structures with nonprismatic members, there are considerable steel savings in designing structures with nonprismatic H-shaped built-up sections rather than with H-shaped rolled sections. When H-shaped built-up sections were used, the weight of the structural steel was reduced when AISC2005 specification rather than AISC1898 was used in the design. It is therefore concluded that utilizing the new AISC2005 specification is safer in preventingweb buckling because the height of a member is designed to be small despite some differences depending on the structural type.

Optimum of Reinforced Concrete Framed Structures by Multilevel Decomposition (다단계분할법에 의한 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화에 관한 연구)

  • 변근주;최홍식
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.1 no.1
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    • pp.87-94
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    • 1989
  • 철근콘크리트 뼈대구조와 같이 설계변수가 과다하고, 제약조건식이 복잡한 구조물의 최적화를 위하여는 구조물을 여러개의 부분구조물로 분할하여 최적해를 구하는 분할법이 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 분할법에 의한 최적화는 구조해석과정과 고정된 부재력에대한 단면설계변수의 부분최적화 과정만으로 이루어지기 때문에, 최적해를 구하려면 반복적인 재해석과정만을 수행하지 않으면 안된다. 따라서 본 연구에서는 다단계분할법에 의하여 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화 문제를 3단계로 형성하고, 분할된 부분최적화문제의 최적화시 전체구조의 강성 및 부재력 변화가 반영되어 부분 구조물의 결합을 유지시킬 수 있는 최적화 알고리즘을 제안하였다. 최적화 문제에서 설계변수로는 단면의 크기, 철근량, 모멘트 재분배율등을 취하고,목적함수는 경비함수, 제약조건으로는 강도설계법에 의한 부재강도, 시방서의 요구사항등을 고려하여 문제를 형성하였다. 본 연구에서 개발한 다단계 최적화과정의 첫째 단계에서는 탄성해석에 의하여 재분배모멘트의 설계공간을 형성한다. 이 때 부재력변화량추정(forece approximation technique)에 의하여 단면치수의 변화에 따른 부재력의 변화를 제약조건식 내에 포함시킬 수 있도록 하였다. 둘째 단면에서는 첫째 단계에서 구한 부재력변화량추정이 포함된 제약조건식 내에서 무제약최소화기법에 의하여 단면치수를 최적화하도록 하였다. 셋째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 이 때 재분배모멘트의 변화에 따른 단면설계 변수의 변화는 둘째 단계에서 구한 설계민감도(design sensitivity)를 이용하여 반영시키도록 하였다. 제안된 알고리즘을 1층 2경간 및 2층 1경간 뼈대구조에 적용하여 알고리즘의 타당성과 효율성을 입증하였다. 따라서 본 연구의 알고리즘은 철근 콘크리트 뼈대구조의 최적설계에 안정성있게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.