An automobile ball joint is the element for connecting the control arm and the knuckle arm, allowing rotational motion. The ball joint consists of the stud, plug, socket, and seat. These components are assembled through the caulking process that consists of plugging and spinning. In the existing research, the pull-out strength and gap stiffness were calculated, but we did not consider the uncertainties due to the numerical analysis and production. In this study, the uncertainties of material property and tolerance are considered to predict the distributions of pull-out strength and gap stiffness. Also, pull-out strength and gap stiffness are predicted as the a distribution rather than one deterministic value. Furthermore, a robust design applying the Taguchi method is suggested.
최근 세계적으로 많은 지진이 발생하고 있으며 기상이변으로 인한 자연재해로 인해 주요 시설물들의 안전성에 관한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 특히 비구조 요소의 경우 구조 요소보다 건설 초기 투자비용이 높아 지진이 발생하였을 때 많은 피해가 발생할 가능성이 있으며 비구조 요소의 파괴는 심각한 2차피해로 발전 될 수 있으므로 내진안전성 평가는 반드시 이루어져야 한다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 압착식 조인트의 접촉을 고려한 수계소화설비 파이프라인의 내진성능 평가를 위한 비선형 유한요소 모델을 구축하였다.
대공간구조에서 접합부의 신뢰도는 매우 중요하다. 접합부에 사용되는 고력볼트의 나사부 유효단면적은 축부단면적보다 작고 볼트 축부에 락핀용 구멍이 있기 때문에 볼트 나사부 또는 락핀용 구멍에 응력집중 현상이 발생하여 취성 파단이 발생할 우려가 높다. 특히 접합부는 직렬형 구조로 이루어져 있다. 따라서 접합부에서의 극한상황시 파괴유형은 필히 취성파괴를 피해야 하며 연성파손으로 유도해야 한다. 따라서 본 연구에서는 볼 조인트 접합부의 소성변형능력을 향상시키고 현장에서 발생할 수 있는 시공오차의 흡수가 가능하도록, 볼트의 나사부나 핀부의 취성파단 없이 소성변형능력 향상을 목표로 하였다. 에너지흡수형 볼트를 사용함으로써 소성변형능력이 향상된 스페이스 프레임의 접합상세를 제안하였다.
복합재료가 기계부품, 항공기 구조물에 폭 넓게 적용됨에 따라, 복합재료 구조물에서 가장 취약한 복합재료 체결부의 설계는 매우 중요한 연구 분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 기계적 체결방법의 문제점으로 발생하는 원공주위의 높은 응력집중현상을 감소시키기 위하여, 복합재료 키 조인트(composite key joint)를 제안하였고 파손강도를 평가하였다. 제안된 복합재료키 조인트 체결부의 파손 판정을 위해서 파손지수(failure index)와 파손영역법(damage area theory)이 각각 적용되었다. 실험 결과로부터 복합재료 키 조인트는 기계적 체결부의 파손강도보다 93% 높은 값을 가짐을 볼 수 있었고, 복합재료 키 홈 깊이(key slot depth)가 0.88 mm이고 끝단 길이(edge length)가 20 mm일 때 가장 높은 파손하중 나타내었다.
본 논문에서는 압전소자를 이용한 코너 지지된 직사각형 박판의 음향 반응에 대한 제어에 관하여 이론과 실험적인 연구를 하였다. 3개의 각각 다른 종횡비의 알루미늄판을 사용하였고 고정은 4개의 코너에서 볼조인트를 이용하였다. 그 결과 종횡비가 가장 큰 박판에서 0∼200Hz 진동수와 80∼100dB의 음압의 가진에서 예측대로 가장 크고 선명한 응답을 보였다. 압전소자에 의한 판을 통한 음향전달 감소는 크지 않았지만, 압전소자를 이용한 음향반응 제어는 기대 이상으로 현저하였다. 본 실험은 항공기 승강문의 음장 가진에 대한 선행 연구를 확장시킨 독창적인 연구이다. 가장 중요한 차이점은 문의 조인트를 볼 조인트로 모사한 것이다.
단층 래티스 돔에 사용되는 접합부는 그 형태나 접합방법에 따라 다양한 거동 특성을 지닌다. 볼 조인트의 경우, 다루기 쉽고 현장 적용에 유리하지만, 강성과 내력이 약하기 때문에 장스팬의 확보에 있어서 불리하다. 용접 접합부는 볼 조인트에 비해 강성과 내력이 우수하고, 장스팬을 확보할 수 있지만, 용접 접합부에 관한 연구 및 실험은 드문 실정이다. 본 연구에서는 단층 래티스 돔에 적용 가능한 용접 접합부를 제안하고, 이를 기존접합부와의 비교하기 위한 실험을 수행하였다. 또한 제안된 접합부에 대해 삽입 플레이트의 길이, 두께, 여장을 변수로 하여 각각의 변수에 의한 실험체의 거동의 변화를 살펴보았다. 실험을 통한 결과를 토대로 하여 새로운 형태의 용접 접합부를 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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