• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.773-782
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• 2020

심층신경망 기반 하이브리드 유한요소해석을 위한 조인트 모델 방법 구축을 소개한다. 트렉터의 앞차축에서 다양한 체결 조건에 의해 유발되는 복잡한 거동 상태를 가지는 볼트와 베어링의 재료 모델을 심층신경망으로 대체했다. 볼트는 6자유도를 갖는 1차원 티모센코 빔 요소를 이용했고, 베어링은 3차원 솔리드 요소를 이용했다. 다양한 하중 조건을 바탕으로 유한요소해석을 한 뒤, 모든 요소에서 응력-변형률 데이터를 추출하고 텐서플로를 이용하여 학습시켰다. 신경망 기반 유한요소해석을 할 때 추출된 데이터를 바탕으로 학습된 심층신경망은 ABAQUS 서브루틴 안에 포함되어 현재 해석 증분의 응력을 예측하고 접선강도행렬을 계산할 수 있게 했다. 학습된 심층신경망 조인트 모델의 일반화 성능은 훈련에 사용되지 않은 새로운 하중 조건에서 해석하여 검증하였다. 최종적으로 이 방법을 이용하여 심층신경망 기반 앞차축 해석을 진행하고 응력장 분포를 검증했다. 또한, 실제 트렉터의 3점 굽힘 실험 결과와 비교하여 심층신경망 기반 해석의 타당성을 검토했다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.110-118
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• 2003

Sparer damper는 다도체 송전선로에서 각 소도체 간의 간격을 유지시켜 주며, 전기적 및 기계적인 외부 요인들에 의해 발생되어진 진동에너지로부터 파생되어지는 각종 피해로부터 전선을 보호하기 위해 적절한 간격을 두고 설치된다. 송전선로에서 발생되어진 진동현상의 결과에 의해 전선의 소손 또는 단선 등의 사고를 방지 및 유지 보수시 어려움을 충분히 감안하여 최적의 요소기술을 구현하는 것이 가장 중요하다. 그러므로 본 논문에서는 Spacer damper에 대한 진동특성 해석은 도선 운동의 지배방정식, Spacer damper의 운동방정식, Spacer damper가 체결된 전선의 경간 내 운동, 정적 처짐 해석 및 유한 차분법에 의한 수치해석 등의 해석적인 방법을 이용하여 정립하였다. 또한 실제 상황에 따라 수시로 변화되는 각종 진동현상을 시뮬레이션하여 Spacer damper의 설치 간격을 검토 하였으며, 새로이 얻어진 해석적인 방법을 토대로 향 후 765kV 송전선로용 6도체 무볼트형 Spacer damper의 각종 진동현상을 해석 할 수 있을 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.54-59
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• 2022

이 논문은 LPG 자동차 엔진의 타이밍벨트, 캠샤프트포지션센서 및 점화코일에 대한 고장사례에 관련된 연구이다. 첫 번째 사례는, 엔진의 프론트 케이스 브래킷장착을 할 때 12mm 볼트를 조이면서 과대한 토크로 인해, 볼트가 체결부에서 분리되어 크랭크축의 스프로킷에 끼여 타이밍벨트와 스프로킷의 이사이에 벨트 간섭에 의해 벨트가 끊어진 것을 확인하였다. 두 번째 사례는, 실린더 헤드부에 설치되어 있는 캠샤프트 포지션 센서와 캠축 감지부의 간극이 너무 작아 센서의 펄스신호불량에 의한 컴퓨터의 인식불량으로 인해 엔진의 부조화현상이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는, 2번 점화코일의 내부불량으로 인해 점화를 할 때 점화코일에서 불꽃이 누설되어 엔진의 부조화 현상이 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 차량관리자는 이러한 현상이 발생되지 않도록 철저한 차량점검을 해야한다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.132-137
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• 2017

본 연구에서는 카본/BMI 면재와 노멕스 허니콤 코어를 가지는 샌드위치 포팅 체결부의 다양한 설계변수에 대한 파손특성 연구를 수행하였다. 샌드위치 시편은 코어 높이, 면재 두께 및 밀도에 따라 총 6종류가 제작되었고, 이중 1종류의 시편에 대해 온/습도 효과를 보기 위해 환경 조건이 가해졌다. 시험 결과 밀도가 $64kg/m^3$ 코어를 제외한 모든 시편에서 코어의 전단좌굴이 초기 파손모드로 나타났으며, 이후 하중을 지지하다 윗면재 파손과 동시에 아랫면재에 볼트가 파고드는 파손형상이 나타났다. 하지만 밀도에 의해 높은 강성을 가지는 시편의 경우 초기 전단좌굴 발생 없이 윗면재와 코어의 계면파손에 의해 낮은 최대파손하중을 나타냈다. 샌드위치 시편의 환경적 영향 평가를 위해 수행된 ETW1($82^{\circ}C$, Wet)과 ETW2($177^{\circ}C$, Wet)의 경우 RTD($24^{\circ}C$, Dry) 조건과 확연히 다른 초기 파손모드를 보였으며, 동일한 습도조건 하에 온도가 상승된 ETW2는 ETW1보다 전단좌굴 하중이 약 18% 감소되는 경향을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.15-22
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• 2022

본 논문에서는 유한요소해석을 통한 모듈러 구조물 접합부의 힌지접합부 연구에 관하여 소개한다. 모듈러 구조물은 모듈과 모듈을 적층하는 방식으로 공사를 진행하여 단위 모듈간의 기둥 및 보의 일체성을 기대하기 어려운 특성을 가지고 있다. 그러나 현 모듈러 설계 시 이러한 구조적 특성을 무시하고 횡력에 대한 모멘트전달을 고려하여 기존 강구조와 동일한 방식으로 해석하고 있다. 더구나 모멘트접합을 체결하기위해 모듈러 외부뿐만 아니라 내부에서 볼트 체결이 이루어져 조립 후 마감을 추가하는 불합리한 상황도 발생한다. 이러한 일체성을 기대하기 어려운 특성을 고려하기 위하여 힌지접합을 활용한 모듈러구조시스템을 제안하였다. 논문에서는 기존의 모멘트접합부에서 힌지접합부로 변경하였을 때 하중의 전달을 확인하기 위하여 이전 다른 연구에서 활용되었던 가위 모델을 변형한 변형 가위 모델을 고안하여 접합부의 기본 이론을 제안·검토하였고, 기본을 바탕으로 계산된 결과는 구조해석 프로그램인 마이다스 젠과 비교하여 검증하였다. 추가적으로 기존 모멘트접합부로 설계되었던 모듈러구조물을 힌지접합부로 변경하여 부재내력 및 사용성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.73-79
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• 2009

본 논문에서는 승객 보호용으로 지하철 역사에 설치된 PSD(승강장 스크린 도어)의 상부 헤더박스 내에 부착되어 개폐용 유리문을 지지하는 알루미늄 구동(레일)부재에 대한 구조해석과 최적설계를 수행하였다. 구동부재의 볼트 체결부에 대한 엄밀한 구조해석을 위하여 물리적 현상과 일치하도록 상세 유한요소 모델링하여 해석의 정확도를 높였다. 또한 유리문이 구동부재에 걸려 있으면서 개폐될 때 발생하는 하중의 이동상태를 고려한 구조해석 결과, 설계 목표치인 내구 수명 20년이 만족되었다. 구동부재 단면의 단면 길이를 설계변수로 하고 설계제약조건(응력의 최소화, 중량의 감소)에 만족할 수 있도록 반응표면법을 적용한 최적화를 수행하여 15%의 감량 결과를 도출하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.103-112
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• 2005

본 연구에서는 과거 붕괴사고로 인해 큰 사회적 이슈가 되었고 현재 확장공사가 진행 중인 성수대교를 대상 구조물로 하여 시공중 계측을 통한 각 시공단계별 안정성을 확인하였다. 그 결과, 앵커리지 트러스와 서스펜디드 트러스 가설단계별로 측정된 계측값은 구조해석값의 60~110%이고, 선하중 재하에 의해 부재에 발생하는 응력이 해석값과 유사하게 나타났으므로 각각의 부재는 충분한 강성을 가지고 있고 시공 상태도 양호한 것으로 판단되었다. 기존부와 확장부 간의 일체화 여부를 파악하기 위하여 실시한 진동변위 측정 결과, 기존부와 확장부는 횡방향 부재 및 스웨이 브레이싱의 볼트체결로 인해 일체화 된 것으로 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.642-652
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• 2009

항공기 주구조에 많은 부분은 겹침이음 형태의 조립구조이며 이러한 구조는 프레팅 손상으로 인해 단순피로에 비해 현저히 수명이 감소된다. 특히 노후 항공기의 경우 프레팅 피로균열은 감항안전을 저해하는 중요한 요인으로 최근 대두된 수명연장 문제와 관련해서도 손상허용성 평가에 프레팅 피로수명 예측이 필수적으로 요구되고 있다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 볼트 체결력이 서로 다른 겹침이음 구조시편에 대하여 일련의 프레팅 피로시험을 수행하고 탄소성 접촉응력 유한요소해석 결과로부터 프레팅 파라미터를 구하고 균열발생 및 성장 수명예측 모델식과 최근 제안된 수정 모델식을 통하여 프레팅 피로수명을 예측하였다. 또한 시험결과와 비교분석함으로써 실제 항공기 겹침이음 구조에 프레팅 피로수명 예측 모델식의 적용 유효성을 고찰하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권1호
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• pp.13-25
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• 1997

전 세계의 대형 저속 디젤 엔진을 설계.제작하는 회사는 1980년대에 들어오면서 MAN - B&W, SULZER, MITSUBISHI의 3파전 양상을 띠고 있으며, 세계 시장점유율에서는 MAN - B&W가 50%이상을 차지하고 있다. 한국은 현재 한국중공업, 현대중공업, 쌍용중공업 및 삼성중공업에서 대형 저속 디젤 엔진을 생산하고 있다. 국내에서 생산되고 있는 대형 저속 디젤 엔진은 대부분이 MAN - B&W형이고 SULZER형이 약 20%를 차지하고 있다. 기술력은 위의 3사에 거의 의존하고 있으며, 설계보다는 생산에 치중하고 있는 실정이다. 선박용 엔진 구조물은 베드 플레이드(bed plate), 실린더 프레임(cylinder frame), 프레임 박스(frame box)등이 주 스테이 볼트(long stay bolt)에 의하여 체결되어 한 개의 대형 수직 구조물을 이루고 있으며, 프레임 박스의 안내면(guide plate)과 베드 플레이트의 베어링 지지부(bearing support)등은 엔진의 폭발력과 선박의 추진력을 직접적으로 받으므로 구조적 결함과 하자 보수의 문제들이 발생하고 있다. 이와 같은 사용상 및 제작상의 제문제를 해결하기 위해서는 유한요소 구조 해석 능력을 자체 보유하여 구조 설계상의 문제점을 분석하고 엔진 구조물의 취약 부위를 집중 검토하여야하며, 이를 통해 선박의 운항 중에 일어날 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다. 그러나 국내에서는 이러한 대형 엔진 구조물의 설계/해석 기술이 거의 없고 구조적 문제점이 발생할 경우에는 모든 사항을 설계사(licensor)에 전적으로 의존하고 있는 실정이다. 한편, 설계 기술을 보유하고 있는 MAN - B&W, NEW SULZER DIESEL사 등은 정밀 구조 해석을 통하여 기존 엔진 구조물에 대한 안전성 및 신뢰성을 높임과 동시에 신 모델 개발에 박차를 가하고 있으나, 기술 이전은 회피하고 있어 대형 엔진 구조물에 대한 구조 해석 기술의 개발이 시급하다고 할 수 있다. 본 해설에서는 CAD/CAE(Computer Aided Design/Computer Aided Engineering)를 이용하여 위에서 제시된 대형 엔진 구조물의 구조해석 절차와 방법에 대해 간략히 설명하고자 한다.