• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2356-2363
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• 2015

본 연구는 볼트강도등급 10.9에 의해 추천되는 조임 토크 640~800(Nm)가 볼트-너트 체결체에 가해졌을 때 풀림 방지를 위한 코일 스프링의 삽입 및 시뮬레이션 기반 설계 최적화에 관한 것이다. 먼저 볼트-너트-코일스프링으로 구성된 조립체에 대하여 등가응력에 기반을 둔 구조 안전성 판단을 위한 조립체 구조해석 시뮬레이션을 수행한다. 그리고 이러한 해석 시뮬레이션 결과로부터 설계 개선안 도출을 위한 설계전략을 수립한다. 또한 이 전략 안에서 기존 설계의 성능을 개선해 나가는 반복 과정을 제안한다. 이 과정에서는 먼저 반응표면법을 사용하여 설계 파라미터 후보점을 찾고, 그 후보점의 반응값과 실제 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 설계 후보점(코일스프링 감감수 N = 6)이 최적인지를 검증한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.95-103
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• 2020

본 논문에서는 경량구조 적용을 위한 구조 접합부 설계를 제시하였다. 압력에 대한 구조 안정성 연구를 위하여 용접부 접합부와 볼트 접합부에 대한 모델을 설계하였다. 확립된 모델의 신뢰성 검증을 위하여, 비선형 해석을 수행하였고, 실험결과와 비교하였을 때 유사한 결과를 확인하였다. 또한 비교연구를 통하여 구조설계 재료와 적합한 용접방법을 선택하였으며, 볼트의 개수와 위치에 따른 파단하중 시뮬레이션을 진행하여 응력에 따른 안정성을 분석하였다. 마지막으로, 접합부 모델을 기반으로 경량 구조를 모델링하고 구조 해석을 수행하였다. 그 결과, 용접부와 볼트체결을 적용하여 설계된 구조가 접합부를 적용하지 않은 구조에 비해 최대응력이 31.4% 감소함을 확인하였다. 이 결과를 토대로, 경량구조의 안정성 해석 시 접합부 모델링의 필요성을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.37-45
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• 2018

차세대 중형위성에 탑재되는 2축 짐벌식 안테나는 고해상도 영상정보를 효율적으로 지상국에 송신하기 위해 적용된다. 본 연구에서는 발사 진동환경에서 상기 2축 짐벌식 안테나의 구조 건전성을 보장하기 위해 발사구속장치의 적용을 포함한 구조설계를 수행하였으며, 이에 대한 설계유효성을 입증하고자 구조해석을 실시하였다. 우선 모드 해석을 통해 발사 및 궤도환경 하에서 발사구속장치가 각각 구속 및 해제됨에 따른 안테나의 동적응답특성을 예측하였다. 또한 준정적 해석을 통해 안테나 조립체에 대한 구조 건전성을 검토하였으며, 안테나 기저면과 위성체간의 체결부 I/F에 적용된 볼트에 대한 구조 건전성을 검토하였다. 마지막으로 발사구속장치의 구속력에 따라 Ball & Socket Interface의 소켓과 볼트머리 간에 발생하는 이격 (Gapping)을 비롯해 상기 Interface에 적용된 볼트 자체의 안전여유를 산출하여 발사구속장치의 적정 구속력 범위를 결정하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.823-824
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• 2016

일반적으로 배전반, 분전반, 전동기제어반(Motor Control Center;MCC)은 집단거주지역, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트 등의 광범위한 전력 수용가에 설치되어 특고압의 전력을 해당 설비들에 요구되는 전압으로 변환하여 공급하는데 사용된다. 이와 같은 배전반, 분전반, MCC에 포함되는 전기설비의 사고는 부스바 접속부의 열화에 의한 사고, 부스바의 접점 및 연결 부위에서의 접촉 불량에 의한 사고, 부스바 접속부의 과열 현상에 의한 사고로 구분된다. 본 논문에서는 부스바 접촉부의 볼트 및 너트의 풀림상태, 접촉부 열화 측정이 가능하며, 배전반 내부온도와 부스바 온도를 측정하여 추이변화에 대한 감시기능이 있는 부스바 접촉부 체결상태 모니터링 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 정량적인 부스바 체결상태 검출과 부스바 현재온도 검출의 이중적인 센싱에 의해 부스바 접촉부 정상여부 판별이 가능하여 전기설비 사고를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.401-407
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• 2020

공학 및 산업 분야에서는 구조적인 부분들에서 경량 복합 소재가 강과 같은 금속 소재를 대체해 오고 있다. 이러한 복합 소재는 리벳, 용접이나 볼트 및 너트를 이용한 체결 방법을 대신하여 접착제 체결 방법을 적용하고 있다. 복합 소재에 접착제 체결 방법을 적용하기 위해서는 접착계면에 대한 강도 특성 연구가 필수적으로 요구된다. 섬유 강화 플라스틱 복합 소재인 CFRP를 용이하게 가공하여 본 연구를 수행하였다. CFRP와 알루미늄(Al6061), 알루미늄 폼(Al-foam)을 가진 이종 복합 소재로 된 경사진 이중외팔보(TDCB) 시험편들로서 면내 전단과 면외 전단의 하중 조건들하에서 정적 실험을 수행하였다. 본 연구 결과를 통하여 이중외팔보들의 파괴 특성과 그 파단 시점을 파악하여 접착계면을 가진 이종 복합 소재 구조물에 관한 내구성을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.10-21
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• 2014

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부는 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성될 수 있으며, 이와같은 이음부 자체에 대한 휨 및 전단성능은 부재요소에 대한 실험을 통해 분석된 바 있다. 본 연구에서는 실제 바닥판 구조시스템에서 이음부에 의한 횡방향 하중전달 거동을 분석하고자, 길이 2.5m 및 폭 1m의 단위 바닥판 모듈 한쌍에 이음부를 설치한 실험체를 제작하고 중심 및 편심가력 휨실험을 하였다. 이음부에 하중이 직접 가해지는 중심재하 조건에서 고장력볼트의 설치개수가 30cm 간격 9개에서 60cm 간격 4개로 줄어 들 경우, 재하단계에 따라 이음부의 회전이 비교적 더 크게 증가하고, 이에 따라 바닥판 횡방향으로의 하중전달 정도가 감소함을 알 수 있었다. 그러나, 한쪽 바닥판의 중심에 집중하중이 가해지는 편심재하 조건의 경우에는 횡방향 하중전달 거동에 큰 차이가 없었다. 하중 재하방법별로 이음부의 거동을 비교한 결과, 집중하중에 대한 바닥판 횡방향으로의 하중분배 및 전달량은 이음부 자체의 성능뿐만 아니라 바닥판 슬래브의 펀칭전단에 의해서도 제한되는 것으로 분석되었다. 또한, 펀칭 전단파괴가 발생할 때까지 이음부의 고장력볼트가 항복하지 않은 점을 고려할 때, 이음부 고장력볼트의 설치개수를 4개에서 9개로 증가시키는 것은 실질적으로 강도 보다는 이음부 및 바닥판의 휨강성 성능 증가에 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.219-225
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• 2015

선박 분야에서 이산화탄소($CO_2$) 배출을 줄이고 연료 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 항해하는 선박의 공기 저항을 줄이기 위한 에어 스포일러를 장착하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 대형 선박에 적용될 수 있는 복합재 에어 스포일러의 체결부를 설계하고, 이에 대한 정적, 피로강도를 평가하였다. 하중은 선박의 운항 중 발생하는 청파(Green Water Pressure) 0.1 MPa이 에어 스포일러에 수직하게 가해지는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러는 유리섬유 면재에 발사 코어를 갖는 샌드위치 형태로 제작하였고, 여러 개의 샌드위치 패널이 셀(Cell) 형태로 강(Steel) 프레임에 볼트로 체결되는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러와 프레임의 체결부는 베어링 파손을 가지도록 설계하고, 정적(베어링) 시험과 피로(4점 굽힘) 시험을 수행하였다. 시험 결과 개발된 에어 스포일러는 정해진 외부하중을 견딜 수 있는 충분한 안전여유를 갖는 것을 확인하였다. 개발된 에어 스포일러는 조만간 대형 상업용 선박에 적용될 예정이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.55-60
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• 2011

For the bolster type bogie, bolster anchor body connections are proviede to transmit the longitudinal loads for traction or braking between the carbody and the truck. The bolster anchor body connection is generally composed of anchor rod bracket, anchor rod and its fastening devices. The bolster anchor body connection shall be basically capable of withstanding a longitudinal load resulting from excessive braking case or impact. Additionally the north America standard requires that the anchor rod bracket shall be frangible, I.e. the anchor rod bracket shall fail and fall away under load before the carbody structure is damaged since to protect the cabody structure in the event of unexpected accident. This paper describes the shear connection design using the optimized mechanical fasteners in the bolster anchor body connection to satisfy these Northe America requirements.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.138-146
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• 2011

자동차 차체 경량화를 위해 알루미늄 스페이스 프레임 구조가 개발되고 있으나, 관재결합이 필요하기 때문에 기존의 저항 점용접이 적용되기 어렵다. 또한, 멤버와 멤버의 연결부에서는 철강재난 고강도 재료의 사용이 요구되므로 이종재료 접합기술이 필요하다. 알루미늄 및 이종재료 접합방법으로는 볼트체결, 클린칭, SPR 접합, 접착재 등이 있으나, SPR 접합은 기계적인 결합방법의 하나로, 일반 리벳공정과는 달리 별도의 홀이 필요없기 때문에 자동화에 용이하며 작업시간도 빠르다. 리벳의 압입 방식으로 판재의 열변형이 거의 없고 친환경적인 공법으로 사용되고 있으며, 소음이 적고, 용접이 불가능한 이종재료의 결합도 가능하다. 무엇보다 자동차 양산용 장비 적용이 용이하기 때문에 기존의 저항 점용접을 대체하기 편리하다. 따라서, 본 글에서는 알루미늄 차체 부품 접합을 위한 SPR 접합공법에 대한 국내외 기술개발 동향을 분석하고, 한국기계연구원에서의 최근 기술개발 내용을 소개하고자 한다.

• Design & Manufacturing
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• 제6권1호
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• pp.79-83
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• 2012

Anti-theft safety caps for bolted joints are necessary to ensure the safety of citizens and prevent theft of manholes, bridge guardrails, bulletin boards, subway safety handrails and others. Safety caps enhance the look of bolted joints, avert accidents that involve hitting the head of bolts, hamper them from coming loose by covering the head of bolts. This study focuses on press die design methods and press molding condition setting to resolve bursting and cracks in products, and on molding material selection and heat treatment technologies to boost life extension.