• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1156-1161
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• 2008

Nonlinear dynamic analysis is generally used in automobile crash analysis and structural optimization considering crashworthiness uses the results of nonlinear dynamic analysis. Automobile crash optimization has high nonlinearity and difficulty in calculating sensitivity. Recently the equivalent static load (ESL) method has been proposed in order to overcome these difficulties. The ESL is the static load set generating the same displacement field as the nonlinear dynamic displacement field at each time step in dynamic analysis. From various researches regarding the ESL method, it has been proved that the ESL method is fairly useful. The ESL method can mathematically optimize a crash optimization problem through nonlinear analysis and well developed static optimization. The ESL is applied to nonlinear dynamic structural optimization of the automobile frontal impact problem. An automobile bumper is optimized. The mass of the structure is minimized while some constraints are satisfied.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.291-296
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• 2015

본 연구에서는 자동차 구조물의 경량화를 위해 자연섬유 복합재료를 적용하여 차량용 패널의 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 설계를 위해 Flax/vinyl ester 복합재료를 적용하였다. 섬유 복합재 패널의 제조공법은 VARTML(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light) 제조공법이 적용되었다. 구조 설계 후 충돌에 의한 구조물의 안전성을 분석하기 위해 충돌 실험을 수행하였다. 충돌 실험은 유럽 보행자 보호 기준에 맞게 수행하였으며 해석 결과를 검증하기 위하여 시편을 제작해 충격 실험을 수행하였다. 또한 충격 손상 후 구조물의 잔류강도를 측정하기 위해 손상을 가한 시편의 압축강도 실험을 수행하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권6호
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• pp.501-507
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• 2003

환자의 재활을 돕는 보조기 및 의지와 같은 의료기기의 기본 요건 중의 하나는 충분한 강도를 가지도록 설계해야 하는 것이다. 강도설계를 위해서는 먼저 기구에 작용하는 부하를 파악하여야 하는데, 인체에 직접 착용하거나, 인체의 운동을 돕도록 고안된 의료기구의 특성상 정하중 보다는 동하중 형태의 부하를 받는 경우가 많으며, 때때로 충격하중을 받는 경우도 있다. 이같은 형태의 부하를 직접적으로 파악하기 위해서는 구조물에 계측용 센서를 직접 설치하여야 하나, 이럴 경우 센서의 설치로 인한 구조 변경으로 인해 계의 고유 특성을 유지할 수 없는 경우가 흔히 발생하다. 따라서, 이와 같은 경우에는 작용 부하를 간접적으로 즉, 진동 등의 출력으로부터 역으로 구해내는 수 밖에는 없다. 본 논문에서는 이와 같은 동하중 형태의 부하 즉, 작동부하를 구하는 데 있어서 기존 방법인 전달률 방법의 문제점 및 한계점을 살펴보고, 다수개의 기준점을 사용하여 다입력 환경하에서도 적용이 가능한 주성분 분석을 이용한 새로운 방법을 제시하였으며, 실험을 통해 이의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.730-736
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• 2016

이전 연구에서 기존의 재하실험을 통한 교량의 공용 중 내하력 평가방법을 개선하기 위하여 충격계수 응답스펙트럼과 그에 따른 내하성능 변화 추정 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 제안된 방법의 적용성을 검증하기 위하여 공용 중인 단순지지 단경간 교량에 대한 현장 동적특성 평가 실험을 수행하였다. 실험을 통해 상시 교통하중 상태에서 무선 가속도계를 이용하여 교량의 고유진동수 도출이 가능한 수준의 동특성 응답을 획득할 수 있었다. 대상 교량의 가속도 데이터로부터 동적거동은 1차 모드에 지배되며 준공 당시에 비해 공용 기간의 증가로 인해 고유진동수가 감소한 것으로 나타났다. 충격계수 응답스펙트럼으로부터 대상 교량의 발생 가능한 최대 충격계수를 추정하였다. 도출된 이전 및 현재의 고유진동수와 충격계수를 바탕으로 성능감소계수를 적용한 내하력 평가방법을 이용하여 성능변화를 추정하였다. 이전에 비해 공용내하력이 감소하였으나 설계 활하중을 상회하여 내하성능에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 상시 교통하중 하에서의 가속도 계측 데이터와 충격계수 응답스펙트럼을 이용하는 제안된 내하성능 변화 추정 방법은 실제 교량에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.956-959
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• 2007

기존 투명방음판용 알루미늄 프레임의 구조적 단점을 보완할 수 있는 강재-FRP(Fiber Reinforced Plastic) 합성단면 구조재를 개발하였으며, 아울러 조립이 간편하고 외부 충격에 의해 쉽게 분리가 되지 않는 삽입형 수평재-수직재 코너연결부 상세를 개발하였다. 개발된 강재-FRP 합성단면 구조재와 코너연결재를 결합하여 프레임을 형성하고 그 사이에 투명패널을 삽입함으로써 길이 4m, 높이 1m 투명방음판 시작품을 완성하였으며, 이렇게 완성된 투명방음판 시작품을 대상으로 KS 4770-1 구조성능 평가시험을 수행하였다. 한국도로공사 교량부 시험하중에 대해 설계된 강재-FRP 합성단면 프레임 투명방음판의 구조성능 평가결과, FRP 의 추가적인 구조강성 증가 효과로 인해 한국도로공사 교량부 시험하중을 약간 상회하는 KS 2 호 등급시험하중까지도 만족시키고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.39-45
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• 2008

부상레일은 자기부상열차의 운행을 위한 선로구축물의 궤도상부에 설치되어 있으며, 열차의 주행시 레일과 침목의 연결부는 반복적인 피로하중을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 자기부상열차의 주행시 부상레일이 부담하게 되는 피로하중 및 비상착지시 발생하는 충격하중에 대한 피로해석을 통하여 부상레일의 설계 건전성을 검증하고자 하였다. 하중 및 경계조건은 정상상태의 주행을 고려하여 설계하중인 23kN/m를 적용하였으며, 차량의 낙하 및 비상주행시를 고려하여 스키드 낙하하중인 24kN/m를 적용하여 레일과 침목의 체결방식에 따라 볼트체결과 용접체결의 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 정적해석시 응력집중은 볼트체결 및 용접체결의 두 경우 모두 침목의 선단부분에서 발생하였으며, 최대응력은 231MPa로서 볼트체결방식의 경우에서 발생하였다. 피로수명은 응력-수명방법을 사용하여 예측하였으며, 평균응력의 영향을 고려하기 위하여 Goodman 관계식을 적용하고 Damage 계산에는 Miner법칙을 이용한 피로해석 결과는 주어진 해석조건에서 모두 요구하는 피로수명 이상의 피로수명을 나타내었으며, $10^8{\sim}10^9$ 싸이클을 무한수명으로 가정하면 볼트체결방식의 낙하하중상태($1.21{\times}10^6$)를 제외하고 모두 무한수명을 갖는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.681-688
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• 2009

철도교량은 일반적으로 공용기간동안 진동과 충격에 의한 구조적 영향을 받는다. 이와 같은 이유로 내하력 증진을 위한 보강성능 검토 시 철도교에 작용하는 외부하중에 효율적으로 저항할 수 있는 보강성능이 요구된다. 이 연구에서는 철도교의 공용 중 진동 및 충격하중에 효율적으로 저항할 수 있는 보강공법으로써 NSM 보강공법을 제안하였다. 이는 기존 탄소섬유외부부착 공법에 비해 부착성능 및 보강성능이 우수한 공법이다. NSM 보강공법은 현재 다양한 실험적 연구들이 진행되고 있으나, 실교량으로의 범용적인 적용을 위해서는 보강설계에 필요한 합리적인 보강비 산정이 필수적이다. 이를 위해, 이 연구에서는 재료적 및 기하학적 불확실성이 반영된 확률 신뢰도기반 NSM 보강비 산정방법을 제안하여 임계보강비를 산정하고자 한다. 이를 위해, Monte Carlo Simulation(MCS) 기법으로 도출된 재료 및 단면치수에 대한 불확실성 특성을 내부저항모멘트 설계식에 반영하여, 외부활하중의 불확실성 특성이 반영된 외부하중모멘트에 대한 안전도 평가를 수행하였으며, 목표신뢰성지수 3.5를 만족할 수 있도록 하는 CFRP 플레이트의 임계보강비를 산출하였다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.111-118
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• 2007

현재 개발 중인 KSLV-I은 2단으로 구성된 발사체이며, 1/2단은 어댑터 링을 사용하여 연결한다. 단 조립 후에 1/2단 통신을 위해 사용되는 케이블은 외부로 노출된다. 또한 1/2단 분리를 위하여 어댑터 링에 장착되는 8개의 파이로 볼트도 외부로 노출된다. 이처럼 외부로 노출되는 케이블이나 작동 시 파편 및 충격으로 인한 피해가 우려되는 부분에는 부품과 구조물을 보호하기 위해 일반적으로 카울을 사용하고 있다. KSLV-에서는 용도에 따라 2종의 카울(엄비리컬 카울, 파이로 볼트 카울)을 설계하였다. 카울은 외부로 노출되었기 때문에 공기 유동으로 발생되는 열과 압력 하중을 받게 된다. 따라서 카울은 열과 압력 하중에 대한 구조 강도를 해석을 통하여 검증하여야 한다. 본 연구에서는 열 하중을 제외한 압력 하중에 대한 구조 해석을 수행하였다. 구조 해석 결과 파이로 볼트 카울은 구조해석 결과로부터 구조 강도면에서 안전함을 확인하였지만, 엄비리컬 카울의 경우 주어진 압력하중으로 인해 파손됨을 확인하였다. 하중 조건을 만족시킬 수 있도록 엄비리컬의 카울의 형상을 변경하였으며 추가적으로 구조 해석을 수행하여 하중 조건을 만족함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.490-496
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• 2012

본 연구의 목적은 바지선에 의해 발생하는 해상풍력발전기의 충격손상을 최소화 시키기 위한 것이다. 충격해석은 상용유한요소해석 프로그램인 ANSYS LS-Dyna를 통하여 분석하였다. 바지선속을 변화시켜 다양한 상태의 하중케이스를 고려하였고 충격방지고무의 비선형성을 고려한 시간이력해석을 수행하였으며 변형률 에너지, 전체 변형량, 플라스틱 변형률, 내부충격에너지, 영구손상된 변형량 등을 검토하였다. 충격속도에 변화에 따른 영구변형을 확인한 후 자연고무, 복합고무, 네오프렌 등의 고무시험 물성치로부터 구한 Mooney-Rivlin 상수를 적용하여 적절한 충격방지고무의 두께를 제안하였다. 본 연구를 통하여 구조물의 두께와 충격방지고무의 두께비에 대한 경향을 파악할 수 있으며 구조물의 설계에 적용할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.47-54
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• 2011

절토비탈면에서 발생되는 낙석에 대한 안정성을 확보하기 위해 설치되는 낙석방지 울타리는 기본적으로 12.5m 높이에서 400kg인 암괴가 낙하될 때 발생되는 50kJ의 충격에너지를 가정하여 설계되고 있다. 그러나 암괴의 크기가 커지거나 높이가 높은 곳에서 낙하하는 경우에는 기존의 낙석방지울타리로는 안정성 확보가 어려운 실정이다. 본 논문은 낙석해석프로그램을 이용하여 암괴중량에 따른 비탈면 높이, 울타리와의 이격거리, 경사각 등의 변화를 주어 낙석에 대한 안정성 분석을 실시하여 보았다. 해석결과 기존의 2.5m 높이의 낙석방지울타리는 설계하중 조건인 400kg 암괴가 낙석 될 때, 비탈면 높이가 20m 이내의 일부를 제외하고 대부분 낙석에 대해 안정성이 확보될 수 있으나, 20m 이상인 경우 낙석의 튀는 높이가 낙석방지울타리를 넘는 경우가 빈번하고 낙석의 충격에너지도 설계충격에너지 이상인 경우가 발생되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 낙석방지울타리의 설계 시 표준도에 준하여 설계하는 방식보다 지반조건에 따른 낙석의 안정성 검토를 실시한 후에 낙석 도약높이 및 충격에너지를 평가하여 낙석방지울타리를 설계하는 것이 적절할 것으로 판단된다.