• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
• /
• pp.65-65
• /
• 2004

스프링은 변위에 상응하는 에너지를 저장하는 기계 요소로서 다양한 분야에 적용되고 있으며, 나선형(helical) 스프링, 와선형(spiral) 스프링, 비틀림 막대, 디스크(disk) 스프링, 판(plate) 스프링, 일정 하중(constant force) 스프링 둥 다양한 종류가 있다. 근래 많이 사용되는 LCD 모니터 가운데 일부는 경사(tilt), 회전(pivot), 방향 전환(swivel) 등 모니터의 각도 변화가 가능하도록 제작되며, 이러한 각도 변화시 사용자가 적절한 반력을 느끼도록 인간 공학적으로 설계되어 있다.(중략)

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.1-10
• /
• 2022

이 연구에서는 강재 스프링을 감쇠 장치로써 사용 가능성을 평가하기 위해서, 강재 스프링의 인장 및 반복하중 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 강재의 종류(SAE9254 및 SS275), 스프링상수(700 N/mm, 1,000 N/mm 및 1,400 N/mm) 및 SAE9254의 열처리 유·무이다. 인장 실험 결과, SAE9254로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 1.08 ~ 1.13이며, SS275로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 0.86 ~ 0.97로 측정되었다. 항복 이후 열처리 유·무에 따른 SAE9254로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 약 240 ~ 251 kN/mm 및 92 N/mm 이었으며, SS275로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 거의 0이었다. 반복하중 실험 결과에서 모든 실험체는 KDS 41 17 00 (2019)에서 요구하는 변위 의존형 감쇠 장치의 적합 조건인 변위 원점에서의 하중 조건, 최대변위에서 하중 조건 그리고 에너지 소산 능력 조건을 모두 만족하였다. 그리고 열처리 안 된 SAE9254 및 SS275로 제작된 강재 스프링의 등가 감쇠비는 열처리 된 SAE9254로 제작된 스프링에 비해 각각 약 2.8배 및 1.9배 높은 수준이었다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
• /
• pp.299-300
• /
• 2022

구조물의 내진보강방법 중에서 가장 널리 이용되는 방법인 강재 이력형 감쇠장치는 수평하중에 대한 응력-변위 곡선을 이용하여 지진 에너지를 소산시키는 방법인데, 이 경우 편심하중 등에 의해서 부재가 면 외 방향으로 거동하여 응력-변위곡선이 불규칙하여 그 결과의 신뢰성이 떨어지는 경우가 있다. 이러한 형상을 방지하기 위해서는 별도의 채널(Channel)을 시공하는 불편함을 감수해야 하며, 또한 수평력이 반복적으로 작용할 때 그 효과를 장담할 수 없는 문제점이 있다. 본 연구에서는 강재 스트립과 스프링을 결합한 댐퍼를 고안하여 스프링은 탄성변형을, 강재 스트립은 소성변형을 받게 하는 혼합형 댐퍼를 개발하고자한다. 여기서, 스프링은 복원력으로 작용하여 반복하중에 대한 저항성을 키우고 강재 스트립의 하중변위 곡선을 규칙적으로 하는 역할을 수행하게 되며 에너지 소산량을 계산할 때 편리함과 정확도를 높이고자 한다. 강재 스트립의 폭과 길이는 일정하지만 두께를 변화시켜서 5종류를 선택하였으며, 댐퍼 1개당 3개의 스트립을 정삼각형 형태로 배치하고 그 중심에 상당한 강성을 갖는 스프링을 갖는 형태로 제작하였다. 댐퍼 시험체는 5개를 제작한 후, 이 댐퍼를 구조물에 배치하였을 때의 지진에 대한 에너지 소산량과 부재력을 검토하여 댐퍼의 안전성(Safety)를 검증하고자 한다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.49-54
• /
• 2003

스프링은 가장 널리 이용되어지고 있는 기계요소이다. 본 논문에서는 원추형 코일스프링의 강성을 구하기 위하여, 빔요소를 이용한 유한요소법을 사용하였다. 가상일의 법칙을 이용하였고, 코일스프링의 하중벡터를 압축 분포하중으로 대체하였다. 하중의 증가에 의한 절점에서의 변위는 유한요소법를 이용하여 계산하였다. 단계법으로 결점의 변위를 중첩하여 전체 강성행렬을 구하였다. 유한요소법에 의한 해석치는 실험치와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시한 프로그램을 사용하여, 스프링 강성과 응력을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.85-92
• /
• 2006

이 논문은 일단고정 타단스프링으로 지지된 변단면 Beck 기둥의 임계하중에 관한 연구이다. 기둥의 변단면을 중실 직사각형 단면을 갖는 선형 변단면으로 채택하고, Bernoulli-Euler보 이론을 이용하여 경사종동력이 작용하는 소위 Beck 기둥의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 이 미분방정식을 수치해석하여 하중-고유진동수 곡선을 얻고 이로부터 발산임계하중 및 동요임계하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로부터 변단면 형태, 경사변수 및 스프링 강성이 임계하중에 미치는 영향을 고찰하였다

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.226-234
• /
• 2021

이 연구의 목적은 천장구조재의 내진성능향상을 위해 개발된 제진장치(seismic damping·isolation unit, 이하 SDI 유닛)의 압축 및 인장하중상태의 하중-변위 관계를 평가하고 축하중 설계를 위한 기초자료를 구축하는데에 있다. 주요변수는 스프링의 유무, 방진고무의 적층수와 스프링과 방진고무의 결합을 위해 설치된 볼트의 프리스트레스력의 크기 그리고 재하방법이다. 실험결과 볼트의 프리스트레스력의 크기가 클수록, 반복하중 보다는 단조하중에서, 그리고 스프링이 있는 SDI 유닛은 하중-변위관계에서 탄성한계점까지의 강성증가 뿐만 아니라 최대 하중 이후의 연성거동에 유리하였다. 결과적으로 에너지 소산능력은 스프링이 있으면서, 3층의 방진고무 및 볼트 항복강도의 10%의 프리스트레스력을 갖는 SDI 유닛에서 가장 높았다. 개발된 SDI 유닛의 인장내력에 대해 JIS B 2704-1(2018) 및 KDS 31 00(2019)의 기준은 단조상태에서는 안전측에서 평가된 반면, 반복하중상태에서 약 10% 높게 평가되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
• /
• pp.112.2-112.2
• /
• 2005

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권11호
• /
• pp.1099-1104
• /
• 2012

본 연구에서는 새로운 후방요추간체의 고정재로서 뼈에 나사를 삽입고정하지 않고 후방요추간체에 걸어 시술하는 형상기억합금을 이용한 오메가형 스프링 유동적 고정재의 기계적 변형특성을 평가하였다. 사용된 오메가와형 스프링 고정재에 대해 인장, 압축, 동적피로시험을 실시하였다. 또한, 기존에 시판 중인 후방요추간체에 나사를 삽입하여 시술되는 나선형 스프링 유동적 고정재와 함께 유한요소방법을 이용하여 허리를 굽힐 때 가해지는 굽힘에 대한 변형해석을 실시하였다. 오메가형 스프링 고정재의 양단 고리중심간 거리가 60 mm인 시편의 평균 극한 인장하중은 3981.7 N, 평균 극한 압축하중은 535.6 N으로 나타났으며, 5 Hz의 반복주기로 10 N/1N의 압축피로하중을 가할 경우 5백만회 반복하는 동안 파단 없이 8~9 mm의 압축변위가 발생하였다. FEA 결과에서 보면 오메가형 스프링 고정재가 나선형 스프링 고정재보다 허리 굽힘에 대해 유연한 변형특성을 보였다.

• Composites Research
• /
• 제15권4호
• /
• pp.17-22
• /
• 2002

미세 직경을 갖는 복합재료 나선형 스프링 (CS)가 광점퍼코드 (OJC)를 보강하기위한 매체로써 개발되었다. 이 스프링의 외경은 약 2~3mm로써 광점퍼코드에 갑작스런 측면 하중으로 부터 광섬유의 손실을 막기위해 삽입 보강할 수 있도록 제작되었다. 섬유 형태 (Y-type)와 밴드 형태 (B-type)의 복합재료 스프링이 제작되어 그 효과를 비교하였다. 측면 하중에 대한 기계적 특성은 동일 직경의 금속 스프링 및 일반 광점퍼코드의 물성치와 비교하여 제시하였다. 실험 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼코드의 경우 굽힘에 대한 높은 저항력을 지니고 있음에 따라 광섬유의 내부 손상에 의한 광 손실의 감소률이 낮음을 알 수 있었다 얻어진 주요 결과들은: (1) Y-type의 CS의 경우 B-type과 비교하여 높은 측압 저항력을 지님을 알 수 있었다 (2) 일반 OJC와 비교하여 CS-OJC의 경우 광 손실이 현격이 낮음을 알 수 있었다. (3) 일반 스프링의 측압 하중시의 응력 분포 형태를 제시하였으며. 실험으로부터 얻어진 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼 코드의 경우 매우 높은 구조적 안정성을 보임을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.347-354
• /
• 2012

형상기억합금의 복원력 및 복원량은 열 하중 및 기계적 하중으로 인한 마르텐사이트 상에서 오스테나이트 상으로의 상변이에 의한 상변형률 발생에 기인한다. 복원력 및 복원량은 초기 형상 및 하중 부여 방식에 따라 차이가 발생하는데 적절한 설계 전략없이 상변형률에만 의지한 경우 큰 복원력은 발생할 수 있어도 큰 복원량을 기대하기는 어렵다. 이는 형상기억합금의 큰 복원력과 작은 복원량 간의 비대칭성에 기인하며 형상기억합금의 효율적인 이용에 걸림돌이 된다. 본 연구에서는 형상기억합금의 상변이로 발생하는 복원량을 극대화하는 방안으로 형상기억합금 선이 이중으로 감겨있는 이중 나선 구조 형상기억합금 스프링을 제안한다. 그리고 열 하중에 의해 발생하는 복원량을 예측하고 단일 나선 구조 형상기억합금 스프링과 비교 분석하여 이중 나선 구조 형상기억합금 스프링이 단일 나선 구조 형상기억합금 스프링보다 성능 비대칭성을 보다 완화시킬 뿐만 아니라 복원력 대비보다 큰 복원량을 가짐을 보였다.