• 제목/요약/키워드: 설계력

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실험계획법을 이용한 이탈방지 스냅핏의 최적설계 (Optimum Design of Lock Snap-fit Using Design of Experiment)

  • 손인서;신동길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.378-385
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    • 2017
  • 본 연구는 플라스틱 부품의 체결에 널리 활용되고 있는 스냅핏의 설계에 관하여 연구하였다. 이탈방지 기능이 우수한 이탈방지 스냅핏은 형상과 체결 메카니즘이 복잡하여 기존의 이론식에 기반한 체결력과 이탈력을 해석적으로 구할 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 이탈방지 스냅핏에 대하여 체결 메커니즘을 분석하고, 실험계획법에 기반하여 체결력 및 이탈력을 측정하고, 분산분석을 통하여 회귀식을 도출하였다. 실험계획은 중심합성계획을 사용하였다. Polybutylene terephthalate를 이용하여 시편을 제작하여 미소인장시험기를 이용하여 체결력과 이탈력을 측정하였다. 설계인자는 Length, Width, Thickness, Interference 등 4개를 선정하였으며, 2차 회귀모형을 이용하여 체결력과 이탈력에 대한 회귀식을 도출하였다. Length와 Width가 증가할수록 체결력은 낮아졌으며, Thickness와 Interference는 증가할수록 체결력이 증가하였다. 이탈력은 체결력과 반대의 결과를 나타내었다. 유한요소법을 이용하여 체결 역학에 대하여 분석하였다. Width는 체결단계에서 단면관성모멘트의 증가를 통한 보의 강성 증가 효과 보다는, 오히려 길이 증가에 따른 연성증대로 인하여 체결력을 감소시키는 것으로 나타났다. 낮은 체결력과 높은 이탈력을 위한 인자들의 영향도는 서로 상반되는 것으로 나타났다. 적정 수준의 이탈력을 유지하면서 체결력을 최소화하는 설계가 필요한 것으로 나타났다.

프리스트레스트 콘크리트 합성단면에 도입되는 추가 긴장력 설계와 저항모멘트 평가 (Design of Additional Tendon Force and Evaluation of Resistant Moment for Prestressed Concrete Composite Section)

  • 연정흠;김도균
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.335-344
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    • 2004
  • 이 논문에서는 프리캐스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트 그리고 긴장된 강재와 긴장되지 않은 강재 등으로 구성되는 합성단면에서 콘크리트 장기변형의 내부구속에 의한 잔류응력과 긴장력 손실을 해석하였다. 이 해석결과로부터 사용 중에 도입되는 추가 긴장력으로 합성거더를 보강하는 경우에 필요한 추가 긴장력의 설계식과 저항모멘트 평가식이 제안되었다. 제안된 식은 일차 긴장력의 손실률이 설계규준의 일괄손실 등에 의해 과대평가되는 경우에 허용응력으로부터 결정되는 추가 긴장력 또한 과대평가 될 수 있음을 보여준다. 일반적으로 많이 사용되는 AASHTO Type 5 거더의 합성단면에 대해 이 논문의 해석방법을 적용 및 검토하였다. 프리캐스트 콘크리트 거더에 추가 긴장력이 도입되는 경우 일차 긴장력과 추가 긴장력의 손실률은 합성거더에 도입되는 경우보다 작았으나, 저항모멘트는 합성거더에 추가 긴장력이 도입되는 경우 상당히 증가하였다. 합성거더에 도입된 추가 긴장력의 보강효과는 매우 우수하였다.

수치해석을 이용한 이중 강-콘크리트 합성말뚝 연직지지력 평가 (Estimation on End Vertical Bearing Capacity of Double Steel-Concrete Composite Pile Using Numerical Analysis)

  • 김정수;구정민;김문옥;정충열;추연욱
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.5-15
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    • 2022
  • 이중 강-콘크리트 합성말뚝의 설계를 위한 지지력 평가 방법이 정립되지 않아 기존 강관말뚝 설계 지지력식이 활용되고 있다. 그러나 이들 설계식 간 지지력 예측 결과가 상이할 뿐만 아니라 일반적으로 가장 보수적인 결과를 채택하게 된다. 이러한 말뚝 지지력 평가방법은 설계의 신뢰성 및 경제성을 낮추게 된다. 본 논문은 수직하중을 받는 이중 강관 내 콘크리트 채움된 신형식 합성단면(DSCT) 말뚝의 역학적 거동을 수치해석적으로 조사하고, 여러 DSCT 말뚝 조건변화에 따른 연직지지력을 분석하였다. DSCT 말뚝 및 인접지반에 대한 축대칭 유한요소모델을 생성하였고, 이를 활용해 근입깊이, 말뚝 선단 채움재 강성, 말뚝 선단 채움재 높이, 기반암층 종류 변화에 따른 영향을 분석하였다. 또한 해석결과를 말뚝 설계 실무에서 주로 사용하는 선단 지지력 평가식과 비교하여 합성말뚝에 대한 기존 강관말뚝 지지력 산정식의 활용 가능성을 검토하였다.

LRFD 설계를 위한 항타강관말뚝의 저항편향계수 산정 (Evaluation of the Resistance Bias Factors to Develop LRFD for Driven Steel Pipe Piles)

  • 곽기석;박재현;최용규;허정원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권5C호
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    • pp.343-350
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    • 2006
  • 국내 기초구조물에 대한 저항계수 산정 및 하중저항계수설계법(LRFD) 개발의 일환으로 항타강관말뚝에 대한 저항편향계수를 산정하였다. 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집하여 국내외의 기준에 따른 극한지지력을 산정한 후 말뚝의 대표 극한지지력을 결정하였다. 자료의 통계분석 결과에 기초하면, Davisson 기준이 말뚝의 극한지지력을 가장 합리적으로 평가하는 것으로 나타났다. 정역학적 지지력 공식과 N치를 이용한 Meyerhof 경험식을 이용하여 설계 극한지지력을 산정하였다. 이들 자료의 비교 분석을 통해 항타강관말뚝의 저항편향계수는 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식에 대해 각각 0.98, 1.46으로 산정되었다. 또한 두 가지 지지력 산정방법 중 정역학적 지지력공식의 불확실성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.

파랑하중에 대한 초대형 콘크리트 부유식 구조물의 설계 부재력 산정 (Estimation of the Design Member Forces in Very Large Concrete Floating Structure due to Wave Loads)

  • 위엔후탄;노혁천;김승억;나성원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권6A호
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    • pp.641-650
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    • 2009
  • 파랑하중을 받는 콘크리트 부유식 구조물의 부재력 산정식을 제시하였다. 기존의 설계식은 구조물의 길이와 파장 길이가 일치할 때에 적용이 가능하다. 그러나 대부분의 경우 구조물의 길이와 파장 길이가 일치하지 않기 때문에 비평형부력에 의한 추가적인 모멘트가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 부유구조물을 강체로 가정하고 비평형부력의 영향을 고려한 설계식을 제시하였다. 제안된 식의 타당성을 확인하기 위하여 강체거동하는 부유구조물에 대한 유한요소해석을 수행하여 이를 확인하였다. 그러나 초대형 부유구조물은 거대한 규모에 따른 유연성을 가지게 되므로 탄성거동하는 부유구조물에 대한 유한요소해석을 수행하여 강체거동에 근거한 설계식의 과대평가 양상을 파악하고자 하였다. 탄성변형을 고려하여 산정된 부재력은 강체거동으로 고려하여 산정된 부재력의 약 55%정도의 값으로 감소하는 것으로 나타났다.

실습능력 향상을 위한 전자 설계교육에 대한 연구 (A Study on the Improving Practical Education for Electronic Design Ability)

  • 이원석;안태원
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권9호
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    • pp.223-228
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    • 2014
  • 본 논문에서는 학과 교과과정의 이론을 바탕으로 하여, 개선된 트레이닝 키트를 기반으로 한 전자 설계 실습능력 향상교육에 대하여 다룬다. 학생들은 개선된 전자 설계 프로젝트 실습교육을 통하여 회로의 이해력 및 분석력을 키우고, 전자부품의 조립 및 측정 등으로 실무와 밀접한 프로세스를 익히게 된다. 본 논문에서 제시하는 실습교육 방안은 회로의 분석력과 이해력 증대 및 회로 제작의 성취감과 자신감을 증대시킬 수 있을 것으로 생각되며, 학생들의 창의적 전자 설계 프로젝트 실습교육에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

VHF 대역용 광대역 고전력 스위치 설계 (Design of VHF-Band Wideband High-Power Switch)

  • 이병남;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.992-999
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    • 2008
  • 본 논문은 $20{\sim}100$ MHz 범위의 VHF 대역에서 $50{\mu}s$ 이내에 2 kW 이상의 고전력 신호를 제어할 수 있는 SPST(Single Pole Single Throw) PIN 다이오드 스위치의 설계 및 제작에 관하여 기술하였다. 고전력 스위치 설계에 필요한 설계 요소를 고찰하였고, 시뮬레이션을 통해 설계된 스위치의 삽입 손실, VSWR 및 격리도 특성이 목표 값을 만족함을 확인하였다. 또한, 실험을 통하여 최대 $20{\mu}s$ 이하의 빠른 스위칭 속도로서 2 kW의 고전력 취급이 가능함을 알 수 있었고, 0.2 dB 이하의 삽입 손실, 1.17:1 이하의 VSWR 및 40 dB 이상의 격리도 특성을 얻었다.

OHC형 캠-밸브 기구의 최적 캠 형상설계 및 실험적 검증 (Optimum Cam Profile Design and Experimental Verification on an OHC Type Cam-valve System)

  • 김성훈;김원경;박윤식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.2049-2058
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    • 1992
  • 본 연구에서는 OHC형 캠-밸브 기구의 6자유도 집중 질량계 모델을 기본으로 하고, 밸브변위와 선회종동자(oscillating-follower or finger-follower)의 동적 스트 레인을 측정하여 모델의 타당성을 검증하고, 또 최적화 기법을 도입하여 밸브 개폐시 기, 밸브변위 그리고 최소 접촉력 등을 구속조건으로 주고 캠과 종동자 사이의 최대 접촉력을 최소화 시키도록 최적 캠 형상을 설계하였다. 그리고 설계된 캠을 정밀 가 공하여 최적화 설계의 타당성 및 접촉력을 실험을 통하여 검증하였다.

풍화잔류토 지반에 타설된 말뚝의 주면마찰 특성 연구 (A Study on the Skin Friction of Piles Driven into Residual Soils)

  • 이명환;이인모
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제8권2호
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    • pp.21-30
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    • 1992
  • 말뚝의 주면마찰력은 전체 지지력중 상당한 하중을 지지할 수 있으나 실제 설계시에는 무시되는 경우가 많이 있다. 주면마찰력을 설계에 반영할 경우에도 계산결과의 신뢰도는 매우 낮은 것이 현실이다. 국내의 사정은, 설계 자료로 활용할 수 있는 것은 표준관입시험 결과뿐인 경우가 대부분으로 빈곤하며 특히 국내에 많은 화강암, 편마암의 풍화잔류토에 관해서는 설계자료가 극히 희박해 외국에 비해 열악하다. 최근에 국내에서 개발된 간편한 말뚝재하시험(simple pile loading test: SPLT)의 사용은 선단지지력과 주면마찰력의 별도 측정이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 풍화잔류토 지반에서의 SPLT 결과를 분석하여 N값에 의한 새로운 설계관계식을 제안하였다.

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혁신적 프리스트레스트 가시설 구조시스템(IPS)을 적용한 굴착면의 해석 및 설계 (Design of Building Excavation Plane in Innovative Prestressed Scaffolding(IPS) System)

  • 김성보;한만엽;김문영;정경환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1A호
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    • pp.163-171
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    • 2006
  • 본 논문에서는 프리스트레스를 이용한 가시설 공법(IPS)에 적용되는 띠장을 이용한 굴착면의 해석 및 설계절차에 대한 연구를 수행하였다. 받침대의 갯수에 따라 설계토압을 받는 IPS 띠장의 초기 긴장력 계산식을 유도하였다. IPS 띠장으로 구성된 빌딩 굴착면의 전산해석을 위해 띠장은 뼈대요소, 지반은 압축력 전담요소, 케이블은 인장력 전담요소를 사용하여 등분포토압 및 편토압을 받는 굴착평면의 전산해석을 수행하였다. 긴장력과 설계토압에 의한 축력과 휨모멘트를 계산하여 축응력과 휨응력을 산출하고 합성응력검토를 수행하여 굴착면의 안전성을 검토하였다.