• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권1호통권68호
• /
• pp.145-153
• /
• 2004

기존교량의 내진성능개선 및 신설교량의 지진보호에 납-고무 베어링은 좋은 효과를 보여주고 있다. 그러나 납-고무 베어링은 사용상에 있어 문제점이 있으며, 이를 개선하기 위하여 형상기억합금(shape memory alloy)을 이용한 면진장치를 본 연구에서 제시하였다. 3경간 연속 고속도로 강교량의 지진해석을 통하여 납-고무베어링과 고무베어링 및 형상기억합금 와이어와의 조합 면진장치의 지진거동을 비교하였다. 해석결과 형상기억합금 와이어+고무베어링 시스템이 납-고무베어링과 거의 유사한 거동을 보여주었으며, 특히 제시된 면진장치는 상대변위의 제어 및 잔류변형에 있어 기존의 납-고무 베어링에 비해 성능이 우수했다.

• 센서학회지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.437-445
• /
• 1998

Bias 스프링을 이용한 형상기억합금 액츄에이터는 양방향 동작기구로서 이용이 가능하다. 이러한 bias식 형상기억합금 액츄에이터를 설계하기 위해서는 발생력이나 작동변위 등의 설계 사양이 만족되도록 형상기억합금스프링 및 bias 스프링의 구조를 결정하여야 한다. 본 논문에서는 bias식 형상기억합금 액츄에이터의 설계방법으로서, 경험적 가정에 의존하는 기존의 방법과는 달리 주어진 설계 사양만으로부터 직접 설계가 가능한 새로운 방법을 제시하고 이를 실험결과와 비교하였다. 실험값도 설계값과 비교적 잘 일치하여 제시된 설계방법의 타당성 및 유용성을 검증하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
• /
• pp.74-74
• /
• 2003

로켓엔진의 연소실에서는 고온의 연소가스로부터 다량의 열이 발생하기 때문에 이로부터 연소실을 보호하기 위한 방법이 필수적으로 요구된다. 한국 최초의 액체 로켓인 KSR-III 로켓의 주엔진인 KL-3 엔진에서는, 연소실을 보호하기 위한 방법으로 실리카/페놀(Silica/Phenolic) 내열재를 이용하는 용융냉각 방식을 채택하였다 용융냉각 방식은 내열재와 고온의 연소가스와의 물리ㆍ화학적 상호작용에 의해 삭마가 발생하게 되는데, 이러한 삭마는 연소실에서도 가장 고온부인 노즐목에 집중적으로 발생하는 경향이 있다. 그러나 노즐목에서 삭마의 진행은 노즐목의 크기를 증가시키고 연소압 및 추력을 감소시키는 부작용을 초래하게 된다. 본 연구에서는 이러한 열적 삭마에 의한 노즐목 크기의 증가량을 알아내기 위해 KL-3 엔진 노즐목의 형상을 측정하고자 시도하였으며, 노즐목의 삭마에 영향을 미치는 주요 인자를 확인하고 진행과정을 고찰하였다. 노즐목의 형상 측정을 위해서는 기존에 사용하던 3차원 변위 측정기를 이용한 방식의 접근이 곤란함에 따라 영상처리 기법을 도입한 측정 방식을 고안하여 사용하였으며, 이 장비는 만족스런 성능을 보여주었다. 시험결과를 통해서 삭마에 영향을 주는 주요 인자로 분무형태, 연소시간, 연소 온도를 제시하였고 이 중에서 분무형태는 삭마 형상에, 연소 시간 및 연소온도는 삭마량에 주로 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 또한 시간에 따른 삭마의 진행이 3개의 구간으로 나누어 설명할 수 있음을 밝혔는데, 노즐목이 원형을 그대로 유지하며 삭마진행이 미미한 구간, 원형에서 벗어나 요철형상이 발달하면서 삭마진행이 가속되는 구간, 요철형상이 이미 정착되어서 요철의 깊이만 증가하되 삭마량은 미미한 구간이다. 결과적으로 60초 연소 후 노즐목 면적 증가율은 +5.82% 정도이며, 이에 따른 연소압 및 추력의 감소 또한 1% 미만으로 미비하였다. 따라서 본 KL-3 엔진에 사용된 내열재의 내열 성능은 임무를 수행하기에 적절하다고 판단하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.4685-4693
• /
• 2013

본 연구는 FMM 방식을 사용하는 OLED 디스플레이의 증착공정에서 사용되는 마스크 프레임의 무게를 최소화하기 위한 형상최적설계를 다루었다. 위상최적화 해석을 수행하였으며 그 결과를 토대로 프레임의 가로 및 세로변에 슬롯을 삽입함으로써 강성을 증가시키면서 무게를 저감시킬 수 있는 설계 개념을 도출하였다. 프레임의 형상설계변수를 정의하고 형상최적설계 문제를 정립하여 수치적 최적화를 수행하였다. 프레임의 설계기준인 최대 변위의 제약조건을 만족하면서 무게가 최소인 프레임의 최적형상을 성공적으로 구하였으며, 최적설계된 프레임의 무게는 117.6 kg으로 최초설계안 256 kg 대비 138.4 kg(54.1%)가 감소된 결과를 얻었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.599-607
• /
• 2002

형상 최적설계 중에 발생하는 절점의 과도한 이동은 요소망을 왜곡하고, 결국 최적해의 저하를 유발한다. 이러한 문제를 개선한 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 이 방법은 구조물의 형상이 변해 갈 수 있는 충분한 공간의 설계 영역을 정하여, 균일하고 세밀한 요소망을 미리 생성한다. 각각의 최적화 단계마다 모든 요소들과 구조물의 위치 관계를 검사하여, 내부의 요소에는 실제의 물성치를 부여하고, 외부에 존재하는 요소는 0에 가까운 물성치를 부여한다. 변위와 고유 진동수의 제한조건을 가진 두 개의 예제를 통해 이 방법의 특징을 살펴보았다.

• 센서학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.285-292
• /
• 1998

형상기억합금은 액츄에이터로서의 우수한 특성으로 인해 공학의 많은 분야에서 사용되고 있다. 그 중의 한 예로서 복합재료 구조물에 삽입되어 지능형 복합재료 구조물의 작동소재로서 유용하게 사용될 수 있다. 형상기억합금 선의 전기저항은 변형률에 대하여 큰 영향을 받는데, 이를 이용하여 형상기억합금 선을 이들 물리량에 대한 센서로 활용할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 복합재료 보에 삽입된 형상기억합금 액츄에이터의 센서로서의 활용 가능성을 연구 조사하여 이를 변위센서로 활용할 수 있음을 밝혔다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.93-113
• /
• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권7호
• /
• pp.655-660
• /
• 2007

카나드 형상 전투기급 항공기 기동성을 증대시키기 위하여 카나드-앞전플랩 스케줄링 법칙을 수립하였다. 이러한 카나드-앞전플랩 스케줄 법칙은 양항비를 최대로 하는 카나드-앞전플랩 변위각과 비행조건과의 관계이다. 이러한 목적으로 고속 영역에서 카나드-앞전플랩 변위각에 의한 양항특성을 예측하기 위하여 보정된 초음속 패널 방법을 사용하였다. 또한 예측된 스케줄링 법칙을 확인하기 위하여 1/20 시험 모형을 이용한 고속 풍동시험을 수행하였다. 고속 풍동시험 결과와 비교 시 초음속 패널 수치해석적 결과는 잘 일치하였다. 실험 및 수치 해석적 연구 결과를 기초로, 제시된 보정된 초음속 패널 방법은 카나드형상 전투기급 항공기 공력설계를 위한 카나드-앞전플랩 스케줄링 법칙 수립에 유용한 것으로 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.309-318
• /
• 2013

본 논문에서는 일체식 교대 교량의 장대화 및 내진성능 향상을 위해 가장 중요한 역할을 하는 교대-H형 강말뚝 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 기존의 연결부의 균열형상을 파악하고, 이를 기반으로 새로운 형태의 연결부를 제안하기 위하여 철근을 활용하여 강성을 증가시키는 방법과 강말뚝의 형상을 개선하여 연성을 개선시키는 방법을 모색하였다. 먼저, 기존 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 연결부 주변에 PennDOT에 규정된 철근상세와 나선철근의 배치와 HSS 튜브를 사용하였으나, PennDOT의 철근 상세와 HSS 튜브는 연결부의 성능을 향상시키지 못 했으나, 나선철근은 균열을 효과적으로 차단시키는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 철근의 구속효과로 인해 강말뚝의 저항력이 변위에 선형적으로 비례하여 증가하므로 교량의 상부구조에 축력을 발생시키는 효과를 가져왔다. 따라서, 강말뚝의 형상을 개선하기 위하여 콘크리트 교대에 매입된 부분의 플랜지를 제거하는 방법과 콘크리트 외부에서 플랜지의 폭을 축소시키는 형태를 검토하였다. 두 가지 방안 모두 균열을 억제하는데 효과적인 방법이었으나, 플랜지를 제거하는 쪽의 연결부가 더욱 효과적이었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권8호
• /
• pp.193-203
• /
• 2004

표면이 거친 강성옹벽의 경우 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과로 인해 옹벽에는 비선형의 토압분포가 작용하며, 아칭효과가 비선형의 토압분포에 미치는 영향은 옹벽의 변위 형태에 따라 달라진다. 따라서 강성옹벽에 작용하는 주동토압의 크기와 비선형의 토압분포를 정확하게 산정하기 위해서는 옹벽의 변위형태에 따라 달라지는 뒷채움재에 서 발생하는 실제적 인 파괴면 형상과 아칭효과를 고려해야만 한다. 따라서 본 연구에서는 강성옹벽이 저점을 중심으로 회전하는 경우에 뒷채움재에서의 아칭효과와 비선형의 파괴면 형상을 고려함으로써 비선형의 주동토압을 산정할 수 있는 토압산정식을 제안하였다. 이 과정에서 토압산정식이 수학적으로 복잡해지는 것을 피하기 위하여 뒷채움재에서 발생하는 비선형의 파괴면 형상은 4개의 직선으로 구성되는 가상의 파괴면으로 대체하였다. 그리고 제안식으로부터 구한 예측치를 기존의 모형시험 결과와 비교한 결과 제안식은 만족스런 토압 예측치를 제공하는 것으로 나타났다.