• 제목/요약/키워드: 비틀림각

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변형에 기초한 비대칭 벽식 주초의 내진설계 (Deformation Based Seismic Design of Asymmetric Wall Structures)

  • 홍성걸;조봉호
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.43-53
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    • 2002
  • 기존의 비틀림 설계법은 구조 벽체의 강성은 강도에 무관하게 결정된다는 기본 가정하에 강성을 설계 변수로 비대칭 벽식 구조의 비틀림 효과를 최소화 하기 위한 각 부재의 강도를 결정한다. 이와는 달리 최근의 연구에 의하면 구조 벽체의 강성과 강도는 상호 연관성을 갖는 것으로 알려졌다. 이 경우 벽체의 실제 강성은 비틀림설계를 모두 마친 후에야 결정되므로 강성에 기초하여 비틀림 설계를 수행한다는 것은 모순이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문은 강성이 아닌 변형에 기초한 비대칭 벽식 구조의 비틀림 설계법을 제안한다. 기존의 비틀림 설계법은 탄성 비틀림 응답과 반응수정계수를 이용하여 비탄성 응답에 대한 설계 하중을 간접적으로 계산하지만 변형에 기초한 비틀림 설계법은 변위와 비틀림 회전각을 설계 변수로 비탄성 응답에 대한 설계 하중을 직접적으로 계산한다. 기존의 비틀림 설계법이 비틀림 효과를 최소화하는 것을 목적으로 하는 데 비하여, 변형에 기초한 비틀림 설계법은 내진역량설계법의 기본 개념에 의거하여 설계자가 의도한 비틀림 미케니즘을 발휘하는 데 그 목적을 둔다. 변위와 회전각은 비대칭 구조의 성능수준을 직접적으로 나타내는 성능 지표이므로 본 설계법은 성능기초 내진설계에 효과적으로 사용될 수 있다.

초기 비틀림 각을 갖는 박벽 복합재료 보의 정적 거동 해석 (Structural Behavior of Thin-Walled, Pretwisted Composite Beams)

  • 박일주;홍단비;정성남
    • Composites Research
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    • 제20권6호
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    • pp.15-20
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    • 2007
  • 본 연구에서는 혼합 보 이론을 이용하여 초기 비틀림 각을 갖는 박벽 복합재료 보에 대한 정적 거동 해석을 수행하였다. 보 해석 모델은 복합재료의 연계특성 및 박벽 두께효과, 그리고 비틀림 워핑을 고려하고 있다. 보의 인장-굽힘-비틀림 정적 거동에 대한 혼합적인 요소를 효과적으로 고려함과 동시에 보의 이론 전개를 위해 Reissner의 반보족에너지 함수를 도입하였다. 초기 비틀림 각의 도입에 따른 굽힘 및 비틀림 관련 워핑함수를 특별한 가설에 의존하지 않고 엄밀하게 유도하였다. 개발된 보 이론의 신뢰성을 제고하기 위한 일환으로 탄성적으로 연계된 복합재료 보에 대해 정적 구조해석을 수행하였으며, 해석 결과를 기존의 이론 및 유한요소 해석결과와 비교하여 그 타당성을 확보하였다.

회전축의 기동.정지시의 비틀림 진동제어 (Torsional Vibration Control of a Rotating Shaft in Starting and Stopping Process)

  • 김중배;이상조;박영필
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.459-467
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    • 1992
  • 본 연구에서는 비틀림 진동계에 있어서의 비틀림 진동현상을 억제하도록 제어 하기 위하여 최적제어 이론에 기초한 모델추종법을 비틀림 진동계에 적용하였다. 디 지탈 컴퓨터에 의한 제어를 위하여 제어 알고리즘은 디지탈 설계로 되어 있다. 제어 는 각속도와 비틀림 진동제어의 양면으로 수행되며, 축의 각속도는 모델의 출력을 추 종하게 되며 이와 동시에 비틀림각도 감소하게 된다.

엔진 크랭크 축계의 비틀림 진동 (Torsional vibration of engine crank shaft)

  • 강구태;여승동
    • 오토저널
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    • 제10권5호
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    • pp.9-16
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    • 1988
  • 엔진 크랭크축계의 비틀림진동은 엔진설계 및 제작에 있어서 오랜동안 주관심사였다. 크랭크축계의 비틀림진동에서 고려되는 문제는 비틀림진동계의 고유진동수와 이에 따른 차수별 엔진의 공진속도와 엔진의 공진속도에서의 비틀림진동각 및 크랭크축의 비틀림진동에 의한 토오크와 비틀림 응력 등이다. 당사에서는 simulation program을 개발했으며, 비틀림 진동측정 방법도 개발했다. 또한 비틀림진동 측정결과와 simulation결과의 비교로부터 simulation결과 및 측정결과의 정확도를 높여가고 있으며, simulation 방법의 개선을 모색하고 있다. 본 글에서는 이 program에 이용된 기본이론과 실험방법 및 댐퍼 선정 방법을 간단히 소개하고자 한다.

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폐수 처리용 수중 축류 펌프 개발 (Development of Submersible Axial Pump for Wastewater)

  • 윤정의
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권2호
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    • pp.149-154
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    • 2013
  • 본 연구는 7kW 모터로 $18.5m^3/min$의 유량을 양정(H) 0.5m로 공급할 수 있는 고농도 폐수처리용 3엽 수중 펌프의 블레이드를 개발하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 블레이드의 축방향 비틀림 각, 블레이드의 길이 및 반경방향 비틀림 각을 설계변수로 선정하여 이들이 블레이드 효율에 미치는 영향을 상용 해석용 프로그램을 사용한 (ANSYS BladeGen, Turbo Grid, CFX) 전산해석을 통해 수행하였다. 해석 결과 블레이드의 축방향 비틀림각(${\beta}$)가 펌프의 효율에 가장 민감한 변수임을 알 수 있었으며, 축방향 비틀림각 $({\beta})=20^{\circ}$, 반경방향 비틀림 각 $({\alpha})=110^{\circ}$ 그리고 블레이드의 길이 (l)=240 mm 일 때 펌프의 최고 효율을 가지게 됨을 알 수 있었다.

순수비틀림을 받는 철근콘크리트 보의 비틀림 강도와 파괴모드 (Torsional Strength and Failure Modes of Reinforced Concrete Beams Subjected to Pure Torsion)

  • 이정윤;김상우;김지현
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.503-511
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    • 2008
  • 이 논문에서는 순수비틀림을 받는 철근콘크리트 보의 비틀림 성능에 관한 해석적 실험적 연구 결과를 나타내었다. 주요 실험변수는 비틀림 보강근의 양과 비틀림 각도 즉, 종방향 비틀림 보강근에 대한 횡방향 비틀림 보강근의 비이다. 실험에 의하면 ACI 318-05 기준식은 최대 비틀림 보강근의 양을 약 2배 과소평가하였다. 비틀림 보강근이 항복한 후에 파괴하는 102개 철근콘크리트 보의 실험 결과와 비교한 결과, ACI 318-05 기준식은 파괴모드가 변화하는 구간에서 비틀림 파괴모드를 정확하게 예측하지 못하였다. 또한, ACI 318-05 비틀림 기준식은 비틀림 보강근량이 상대적으로 많이 보강된 철근콘크리트 보의 경우 비틀림 강도를 과대평가하는 반면, 비틀림 보강근량이 작은 경우에는 실제 비틀림모멘트를 과소평가하였다. 실험 결과와 ACI 318-05 기준식 사이의 이러한 불일치는 기준식에서 비틀림 보강근의 인장증강효과와 콘크리트의 비틀림 강도에 대한 기여를 무시하고 있기 때문으로 판단된다.

교합조건 및 이악물기 힘의 변화가 하악의 비틀림 회전운동에 미치는 영향 (Effects of Occlusal Condition and Clenching Force on the Mandibular Torque Rotational Movement)

  • 오민정;한경수
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제30권4호
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    • pp.411-426
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    • 2005
  • 이갈이나 이악물기 시 근활성, 하악의 이동, 악관절에 가해지는 부하, 그리고 교합에 미치는 영향 등에 대한 연구는 많았으나 하악운동에 미치는 영향에 대해서는 연구가 적었다. 따라서 측두하악장애의 주요한 기여요인으로 간주되는 이악물기나 강한 씹기에 의해 나타나는 하악의 미세한 운동양태에 대해서는 더 많은 연구가 수행될 필요가 있으며, 이에 본 연구에서는 하악의 비틀림 회전운동을 중심으로 이악물기 및 강한 씹기의 영향을 조사하였다. 저작계 이상이 없는 건강한 남자 14명을 선정하여 교합고경 및 형태의 변화와 수의적 이악물기 수준의 차이가 이악물기 및 씹기 운동 시 나타나는 하악의 비틀림 회전운동(torque rotational movement)에 미치는 영향을 조사하였다. 각 교합조건과 이악물기 힘에서의 씹기 운동은 먼저 나무젓가락(분리기)이 없는 한 번의 이악물기와 나무젓가락을 구치부에 위치시킨 상태에서 두 번에 걸친 씹는 운동 등 세 번의 하악운동으로 구성되었다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1. 좌측으로 씹을 때와 우측으로 씹을 때 간에 전두면 및 시상면상 운동거리는 두 가지 이악물기 힘 모두에서 차이가 없었으나 하악의 운동속도는 다른 양상을 보여 강한 이악물기에서는 차이가 없었으나 약한 이악물기에서는 좌측으로 씹을 때 우측에 비해 속도가 다소 빠른 경향을 보였다. 이때 하악의 비틀림 회전운동각은 두 가지 이악물기 모두에서 전두면상 차이는 거의 없었으나 수평면상 각도에서는 씹는 측에 따라 차이가 있는 경향을 보였다. 2. 이악물기 힘의 차이는 전두면 및 시상면상 운동거리와 속도에 영향을 미쳐 강한 씹기에서 약한 씹기에 비해 측정치가 크게 나타났으며 하악의 비틀림 회전운동각 역시 강한 씹기에서 수평면상 운동각이 다소 증가된 양상을 보였다. 3. 전두면 및 시상면상 개구거리는 교합조건에 따른 차이를 보였는데, 즉 웨이퍼나 레진블록 등 교합고경이 높은 교합형태일수록 운동거리가 감소하였으며, 이때 강한 씹기에서는 운동속도 역시 유사한 양상으로 감소하였다. 그러나 하악의 비틀림 회전운동각은 전두면 및 수평면 모두에서 교합조건에 따른 차이를 거의 나타내지 않았다. 4. 세 번의 씹는 운동에서 분리기가 없는 경우에 비해 있는 경우에서 대체로 전두면상 회전운동각을 제외한 나머지 하악의 비틀림 회전운동량은 모두 증가하는 양상을 보였다. 그러나 이때 각 교합형태 간 동일항목의 비교에서는 전두면상 회전운동거리가 이악물기 힘에 따른 차이를 보여 약한 이악물기에서 유의한 변화를 나타내었다. 이상의 연구를 통해 하악 비틀림 회전운동의 전체적인 양상은 관찰면에 따라 다르게 나타나 이악물기 힘에 따른 차이는 전두면에 비해 수평면상 측정치가 더 많이 변화되는 모습을 보였으나 교합조건에 따른 양상은 관찰면 간 차이를 보이지 않았다. 한편 이악물기 및 씹는 운동 각각에서의 하악 비틀림 회전운동량은 교합조건이나 이악물기 힘에 관계없이 대체로 분리기 씹기에 의해 수평면상 회전운동량의 변화가 전두면상 측정치에 비해 더 유의하게 나타났다.

유효비틀림계수를 사용한 박벽개보의 비틀림해석 (Torsional Analysis of Thin-Walled Open Beams Using Effective Torsional Constants)

  • 백성용
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.203-211
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    • 2006
  • 본 논문에서는 집중 비틂모멘트와 등분포 비틂모멘트가 작용하는 박벽개보의 뒴구속에 대한 영향을 고려할 수 있는 새로운 유효비틀림계수를 제시한다. 상용 유한요소 프로그램의 알고리즘을 바꾸지 않고 순수 비틀림계수 대신에 제안된 비틀림계수를 직접 사용할 수 있다. 유도된 비틀림계수는 순수 비틀림과 뒴 비틀림에 의한 영향을 고려하며 순수 비틀림계수에 보정계수를 곱하여 산정한다. 순수 비틀림의 경우 유도된 계수는 순수 비틀림계수와 일치하게 나타났다. 순수 비틀림을 이용하여 본 연구에서 유도한 유효 비틀림계수는 Elhelbawey 등이 제안한 비틀림계수와 차이를 보여주고 있다. 또한, 유효 비틀림계수를 사용하여 구한 최대비틀림각을 이용하여 부재 내 에 발생하는 전단응력과 다른 연구자의 결과들과 비교, 검토한다.

직사각형 평판 날개의 날개짓과 비틀림 운동에 대한 비정상 VLM 공력 해석 (Aerodynamic Analysis of a Rectangular Wing in Flapping and Twisting Motion using Unsteady VLM)

  • 김우진;김학봉
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.14-21
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    • 2006
  • 직사각형 평판날개의 날개짓과 비틀림 운동을 해석하기 위하여 비정상 와류격자법(VLM)을 이용하였다. 단순 상하 및 피칭 운동하는 날개에 대한 해석결과를 실험 및 다른 수치해석 결과들과 비교하여 복잡한 날개짓 비행을 모사하는데 본 방법을 사용할 수 있음을 보였다. 날개짓 각 진폭이 $20^{\circ}$인 경우에 여러 가지 비틀림 각과 무차원 주파수 변화에 대하여 직사각형 평판 날개의 양력, 추력 및 추진효율을 계산하였다. 계산 결과를 분석하여 주기적으로 변하는 비틀림이 날개짓 날개의 공력 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.

전익기형 무인기의 비행 안정성 향상을 위한 형상 최적화 연구 (Flying-Wing Type UAV Design Optimization for Flight Stability Enhancement)

  • 성동규;줄리안 나드히;장막심;김상호;이재우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권10호
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    • pp.809-819
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    • 2020
  • 본 논문에서는 전익기형 무인기의 비행 안정성 확보를 위한 날개 평면형상 및 비틀림 각을 포함하는 형상최적화 연구를 수행하였다. 전익기는 독립된 동체와 꼬리날개가 없어 공력특성과 스텔스 성능에 장점이 있는 반면, 정적 여유 및 비행 안정성 확보가 어렵다. 본 연구에서는 가로 안정성 개선을 위하여 비틀림 각과 후퇴각을 최적화 하였으며, 세로 안정성은 정적 여유와 날개 평면형상을 최적화 하여 향상시키고자 하였다. 비틀림 각의 영향은 윙렛이 장착된 형상과 비틀림 각이 있는 형상의 안정성을 비교하여 확인하였다. 최적화 문제구성에는 안정성 개선에 초점을 두어 제약조건을 수립하고 목적함수와 설계 변수를 설정하였으며, 설정된 설계 변수에 대하여 Sobol 방법을 이용해 민감도 해석을 수행하였다. 공력해석 및 안정성 해석에는 AVL이 사용되었으며, 최적화 방법으로는 SQP를 사용하였다. 최적화 결과 형상에 대한 CFD 해석 및 동안정성 시뮬레이션을 통해 비틀림 각이 윙렛을 대신하여 전익기의 스텔스 성능 향상뿐만 아니라 비행안정성 개선에도 적용될 수 있음을 검증하였다.