• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.6967-6972
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• 2014

기계적 체결 방식으로 볼트와 너트를 이용한 결합 방식과 리벳이나 핀이 널리 사용되고 있다. 압입 방식은 다른 생산방법에 비하여 쉽게 가공 가능하며 재료의 인성이 우수하다. 하지만 실제적으로 압입방식으로 생산하는 과정에서 균열이 발생될 수 있는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 CATIA 프로그램을 이용하여 핀이 PCB 판으로 들어가고 나가는 두 가지 경우의 모델을 만들고 ANSYS 프로그램을 이용하여 유한요소 해석을 수행하였다. Case 1 및 2의 경우에 핀이 PCB판에 들어갈 때, PCB판에서 작용되는 최대 하중은 각각 79.708N과 90.277N이다. 그리고 Case 1 및 2의 경우에, PCB판이 Pin에서 빠져나올 때의 최대 하중은 각각 63.783N과 33. 75N으로 각각 나타났다. 본 연구의 결과를 실제 압입 공정의 설계에 응용한다면 그 파손방지 및 내구성을 평가하는 데에 활용이 클 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.227-243
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• 2003

강관말뚝의 속채움 콘크리트 B방법에서 미끌림방지턱의 구조적인 특성을 알아보기 위하여, 강관말뚝머리의 내부에 미끌림방지턱을 설치하지 않은 시험체와 2단의 곡률 강편 미끌림방지턱을 강관말뚝내부에 용접한 시험체(시방서 방법), 그리고 미끌림방지턱을 다수의 곡률 강편과 고장력볼트로 체결한 시험체(개발형 방법)에 대하여 실물크기 인발 및 압발 실험을 수행하였다. 그 결과, 미끌림방지턱이 없는 시험체는 최대인발하중 15.6tonf에서, 최대압발하중 27.57tonf에서 콘크리트의 화학적 부착파괴가 발생하였다. 그리고 미끌림방지턱이 있는 시방서 방법과 개발형 방법의 시험체는 없는 시험체보다 최대인발하중의 약 8.9배와 최대압발하중의 6.2배 크게 나타났다. 또한 시방서 방법과 개발형 방법의 하단 미끌림방지턱에 대한 하중분담비율은 거의 동일한 거동을 보인 반면에, 상단 미끌림방지턱은 시방서방법보다 개발형 방법의 하중분담비율이 크게 기여하였다. 그리고 시방서 방법과 개발형 방법의 미끌림방지턱 형상에 의한 합성작용과 구조성능은 거의 동일하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권8호
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• pp.28-34
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• 2020

In this study, hole-boss locking washers were developed to prevent vibrational loosening, and a benchmark test was conducted to compare these washers with existing wedge locking washers, which are imported and high-priced. The developed washers consist of an upper washer with bosses and a lower washer with holes, and the bosses are caught in the holes so that the bolt is not loosened. Additionally, the top side of the upper washer and the underside of the lower washer have small wedges perpendicular to the direction of the bolt loosening, suppressing slips. A test by the Korea Test Laboratory indicated that the ratio of the loosening torque to the joining torque is greater than 70%, confirming that the developed washers have a sufficiently high anti-loosening performance. A Junker test apparatus was manufactured for the testing of vibrational loosening and a test comparison between the proposed washers and the existing wedge locking washers shows that the proposed washers have a slower reduction in the clamping force and a higher loosening-resistance in a vibrational circumstance compared with the wedge locking washers. These results indicate that the developed washers demonstrate a high performance and boast price competitiveness.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.241-249
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• 2017

파워록은 동력을 전달하는 축에 설치되는 부품으로, 연결되는 두 축의 비정열을 보상하고 과부하 또는 비정상적인 부하가 걸릴 경우 동력을 단절하여 주요 부품을 보호하는 역할을 한다. 본 연구에서는 파워록의 내륜에 형성된 테이퍼 등의 형상과 볼트 체결력, 그리고 마찰이 동력전달 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 두 개의 모델에 대해 실험과 유한요소 해석을 수행하여 유한요소해석 결과의 신뢰성을 검증하였고. 유한요소 해석 결과 및 이론 분석을 통해서 각 인자가 동력전달 성능에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.599-607
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• 2004

건물이 고층화되어 가면서 철골구조 사용이 빈번해지고 있으며 철골구조물의 큰 축력을 받는 기둥에 있어서 이음부 설계가 중요한 문제가 되고 있다. 한편, 미국 AISC 기준에서는 기둥이음에서 지압내력으로 모든 압축축력을 전달할 수도 있으나, 우리나라 기준에서는 소요압축축력의 1/4만을 접촉면에 의해 직접전달 시킬 수 있다고 제한함에 따라 메탈터치를 활용한 기둥이음에 대한 새로운 방법의 개발이 제한되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 기존 볼트, 용접 체결된 실험체에 이음부 틈의 크기를 매개변수로 하는 실험체의 응력전달체계를 규명하고, 메탈터치 정도에 따른 철골기둥 이음부의 압축축력전달 메카니즘을 검증한다. 또한 해석과 실험을 통하여 틈의 크기에 따른 거동 양상을 파악하여 메탈터치에 의한 이음부에서의 응력전달체계에 대한 확인과 이론적 기초를 제시하고자 한다.

• 한국표면공학회지
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• 제44권1호
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• pp.21-25
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• 2011

This test focuses on the correlation between the lubrication, ductility and strength through the change of nut lubricant which decides joining angle for A490 bolt sets required in the AASHTO (American Association of State Highway & Transportation Officials). Because the lubrication of high tension bolt, nut, washer sets becomes an important factor to ductility and joining load, the quality improvement is required for improving reliability and securing enough lubrication of maker and user. This study examines the quality characteristics required in the specification through tests because only this standard specifies joining quality in the extreme conditions (as much about two times of the joining angle on site as normal condition). Moreover, this study is limited to the test on joining axial force required in the AASHTO for the three nut lubrication conditions of A490 bolt set. It is concluded that the nuts should be coated or waxed enough for the improvement of the joining axial force and ductility of bolts required in the standards. It is shown that in the case of plain high tension bolt sets, a rust preventing lubricative oil shall be applied and the torque coefficient value for A490 bolt sets should be maintained below 0.175.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.29-37
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• 2016

본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 복합재 연소관의 금속 보스에 대한 형상 최적설계기법을 제안하였다. 복합재 연소관의 구조 안전성을 위해 연소관 내압에 의한 돔 부위의 섬유응력과 보스 체결 볼트의 응력을 제한하였고, 경량화를 위해 보스의 무게를 목적함수로 설정하였다. 또한 반응표면법을 이용하여 특성치에 대한 반응표면모델을 구축하였다. 그리고 분산분석을 이용해 각 특성치에 대한 설계변수의 유의성을 평가하고 회귀분석을 통해 구축된 모델의 적합성을 검증하였다. 최적화를 위해 순차이차계획법 알고리즘을 이용하였고, 도출된 최적형상에 대한 구조해석을 수행함으로써 제안한 기법의 효용성을 검증하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권1호통권24호
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• pp.11-20
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• 2007

본 연구에서는 H형 기둥-보 접합부에서 스캘럽 주변의 파단을 피하기 위해 스캘럽을 생략하고 보와 기둥의 쉬어탭을 볼트로 체결한 후 보 플랜지의 양면에 커버 플레이트와 리브로 보강하는 방법을 제안하였다. 스캘럽을 생략함으로써 스캘럽에서의 응력집중의 빈도를 줄이고 용접부 주위에서의 취성파괴를 방지하여 건축물의 내진성능을 향상시키는데 본 연구의 목적을 둔다. 본 목적을 위해 총 4개의 실험체를 제작하고 반복 가력 실험을 실시하였다. 주요 실험변수는 패널존 강도비이고 실험체의 항복강도, 초기강성, 총소성회전에 대한각 부재의 기여도, 에너지 소산능력으로부터 제작된 실험체들이 특수모멘트골조 내진규정에 만족을 하는지와 실험에 사용된 변수에 대한 여러 영향을 밝히고자 하였다. 그 결과 모든 실험체는 층간변위 4%, 총소성회전 0.03rad.에 충분이 도달하여 1997 AISC의 내진규정에 따라 특수모멘트골조에 만족할 것이라 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1183-1189
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• 2015

본 연구는 풍력발전기용 동력 전달부품의 테이퍼 연결장치 설계에 관한 것이다. 요구되는 전달토크의 크기, 동력을 전달하는 축의 직경, 테이퍼 링의 접촉면적 그리고 압축 면압을 부과하기 위한 볼트의 체결력 등이 테이퍼 연결장치 설계의 주요 변수이다. 테이퍼 연결의 계산은 축대칭 평면 변형률 조건의 복합링 구조로 가정하여 응력과 변형량을 계산 하였다. 축에 작용하는 면압은 요구 전달동력을 이용하여 계산하였고, 보강링에 작용하는 면압은 축과 허브의 변형량 일치 조건을 이용하여 계산하는 방법을 제안하였다. 복합링의 수식으로 구한 반경방향의 변형량으로 테이퍼 각도를 고려한 축방향 습동거리를 계산하였다. 수식으로 구한 응력과 상대습동거리의 타당성을 검증하기 위하여 유한요소해석을 수행하였으며 축방향의 하중이 발생하는 테이퍼면에서 원주방향의 응력이 최대 10% 수준의 오차를 보이고 있으나 그 외 응력분포와 상대습동거리는 수식적인 방법과 해석적인 방법이 일치함을 확인하였다.