• 제목/요약/키워드: 안전수명설계

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항공기 엔진의 신뢰성과 안전성 분석 (Reliability and Safety Analysis for Gas Turbine Engine)

  • 방장규
    • 한국항공운항학회:학술대회논문집
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    • 한국항공운항학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.242-246
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    • 2015
  • 항공기 엔진 체계의 신뢰성과 안전성을 분석하는 것은 RAM 분석이라고 한다. RAM은 제작자가 개발한 시스템의 지속가능성 혹은 그 체계의 수명주기비용(Lice Cycle Cost)에 중대한 영향을 줄 수 있는 시스템 설계특성을 의미한다. 또한 RAM은 시스템이 개발될 당시에 의도된 임무를 수행할 수 있는 능력 혹은 임수수행을 성공할 수 있도록 담보하는 중요한 역할을 한다. RAM은 1970년대 이후 미국 군수분야에서는 군수지원성분석(LSA, Logistic Support Analysis) 과 밀접히 연계되어 활용되어 왔으며, RAM과 LSA를 통합하여 종합군수지원체계(ILS, Integrated Logistics Support)라고 부른다. 본 연구에서는 항공기 엔진에 대한 신뢰성 분석에 Weibull 분포를 활용하였다. Weibull 분포는 2개의 변수 적용에서 다음과 같이 정의된다. 변수가 그 계의 어떤 값을 나타내느냐에 따라 분포도 곡선의 특성 의미는 변수에 의존된다. 예를 들어 시험성적, 사회적 특성을 표현하는 인지도, 산업 제품의 고장이나 결함을 나타내는 고장관련 모수(변수) 등에 따라 그 특징을 나타내게 된다. 항공기 엔진의 신뢰성 분석을 통해 항공기 엔진의 수명 판단이 가능해졌으며 임무 불가능 수준의 In-Flight Shut-Down 비율이 현격히 감소됨을 확인할 수 있었다.

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수명주기비용을 고려한 설계 및 관리 방안 (The Methodology of Design to LCC)

  • 나인성;이재원;박명규
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.131-137
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    • 2006
  • The Cost has been much emphasized in inside of an army because of the promotion of reconciliation atmosphere between South and North Korea and the reduction of defense budget since 1990. So we are now faced with the problem that we should consider a cost above all besides the performance and arrangement for such a restriction of budget in time of developing new generation weapon systems. In this research we are suggested following two methodologies. One is the develop a weapon system with optimum cost considering a Life Cycle Cost from the first stage of design and the other is the cost control and management with the establishment of Target cost.

사형제품 기계가공을 위한 안전금형 개발에 관한 연구 (A Study on Development of Safety Shell Molds for Precision Machining of Sand Mold Casting Product)

  • 최재훈;남승돈
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2013년 추계학술대회
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    • pp.587-595
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    • 2013
  • 기계가공으로 인한 사고는 작업자에게 치명적인 경우가 많다. 이러한 사고는 완벽한 가공지그을 통해 대부분 예방이 가능하지만 제품설계초기 후가공과 양산 공정은 고려되지 않고 설계되어 기계가공 시 재해로 연결되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 사형주조법은 수작업으로 손쉽게 제품을 생산하는 장점을 가지는 반면 치수오차가 다른 양산공정 보다 크다는 단점을 가진다. 이런 사형 주조품을 기계 가공할 때 제품의 치수편차로 인해 불안전한 고정및 과다한 절삭, 제품이탈, 공구파손, 장비와 공구의 빠른 수명감소 등의 다양한 문제가 발생 하지만 사형주조의 특성상 개선하기 어려운 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 원형의 용기형태의 제품을 사형주조 후 기계가공 하는 것을 금형으로 대체하기 위한 셸몰드법을 제시하고 셸몰드로 만든 셸주형으로 주조함으로서 표면조도 평균 $Ra9.94{\mu}m$의 기계가공에 준하는 표면을 구현하였다. 외형의 정밀한 제품을 대량 생산하여 가공공정의 간소화 및 평균 두께 편차를 줄임으로서 제품파손 및 제작 시 발생할 수 있는 안전사고예방에 긍정적인 영향을 주었다. 기계가공전 제품의 치수정밀도를 높여 안전성, 생산성향상, 가공 공정단축, 환경개선 등을 이 가능함을 확인하였다.

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원전 안전관련 콘크리트 구조물의 수명예측을 위한 재령계수에 대한 연구 (A Study of Time Dependent Diffusion for Prediction Service Life in NPPs Safety Related Concrete Structures)

  • 이춘민;윤의식;김성수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.136-142
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    • 2019
  • 원자력발전소 콘크리트 구조물은 해안가에 접해 있으며, 해수를 취수하여 냉각수로 사용하기 때문에 염해에 의한 내구성은 매우 중요하다. 이를 위해 3년간의 염해 장기침지시험을 실시하여 염화물이온확산계수의 변화 및 재령계수(m)을 평가한 결과 4,000 Class인 구조물 기초의 m은 0.35~0.39로 KCI나 ACI 제안값과 유사한 결과를 나타내었고 5,000 Class인 필수 냉각수 구조물 및 터널은 0.44~0.53, 6,000 Class인 원자로 격납건물은 0.62로 FIB 제안값과 유사하였다. 실측된 재령계수로 내구수명을 예측한 결과 원전의 모든 안전관련 콘크리트 구조물은 설계수명 60년 이상을 만족하는 것으로 나타났다.

DMS 구축 방향(IEC 60300중심으로) (A Study on the Dependability Management Systems)

  • 김종걸;김진국
    • 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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    • 한국신뢰성학회 2002년도 정기학술대회
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    • pp.309-319
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    • 2002
  • IEC60300의 국제 규격은 시간종속성 경영 시스템의 규격으로써 제 1부는 시간종속성 경영 프로그램, 제 2부는 시간종속성 프로그램 구성요소와 업무, 제 3부는 응용지침 표준의 13개의 규격으로 구성되어 있다. 이 규격은 제품의 초기 단계서부터 폐기단계까지 수명주기 전 단계에 걸쳐 운영의 효율성, 시간, 비용의 제약 하에 위험을 최소화하고 안전성을 최적화하기 위한 지침을 제공한다. 본 연구에서는 현재 기업들이 기본적으로 적용하고 있는 경영모델인 ISO 9000시스템과 안전 설계를 위한 신뢰성 분야의 IEC 60300시스템의 통합모형을 모색하고자 한다.

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가속시험을 이용한 가스 센서 신뢰성 (Reliability Analysis of Gas Sensor Based on ALT)

  • 김종걸;채수근;강규섭
    • 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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    • 한국신뢰성학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.235-241
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    • 2000
  • 가스기기 안전장치 및 조리기구에 중요한 안전장치인 Gas Sensor를 가속시험을 이용하여 신뢰성을 분석하였다. 시험을 실시한 결과 GAS SENSOR의 Heater는 인가전압에 따른 특성 변화가 아레니우스 모델과 어링모델이 잘 일치함을 보여주었다. 즉, Heater선의 전압은 발열온도에 비례하고 있음을 알 수 있었다. 이번 실험을 통하여 STRESS에 비례적으로 특성이 변하는 제품은 설계단계에서 수명에 영향을 주는 잠재적 취약부를 단시간에 효과적으로 끌어내어 개선할 수 있는 기술임을 입증하였으나 다양한 STRESS의 복합적인 인자에 의하여 변화되는 특성을 분석하여 실질적으로 현장실무에 활용을 위해서는 많은 기술적 보안이 필요할 것으로 판단된다.

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광섬유 센서를 이용한 첨단구조계측 시스템 (Advanced Structural Monitoring System Using fiber Optic Sensors)

  • 김기수;김종우
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.445-452
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    • 2002
  • 토목 및 건축구조물에 대한 합리적이고 정확한 설계, 시공은 물론 구조물 시공후의 안전 점검, 보수ㆍ보강 등을 위한 계측은 구조물의 사용성을 항상 최적의 상태로 유지하고 구조물의 공용수명을 연장시키는데 있어 매우 중요하다. 일반적으로 사용단계의 구조물은 시간이 경과함에 따라 초기의 설계, 시공상 오류에 의한 초기결함, 반복하중 그리고 취약한 환경 등 외부 조건에 노출될 경우에는 구조물 본연의 성능을 점차 상실하게 되어 심지어는 인명과 재산권을 위협하는 대형 붕괴사고를 일으키기도 한다. (중략)

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피로 수명을 고려한 중형 복합재 풍력터빈 블레이드의 구조설계 및 실험 평가 (Structural Design and Experimental Investigation of A Medium Scale Composite Wind Turbine Blade Considering Fatigue Life)

  • 공창덕;방조혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.23-30
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    • 2003
  • 본 연구는 풍력발전 시스템에 관련된 IEC61400-1 국제규격 및 GL규격에 정의된 다양한 하중조건을 고려하였고, 이러한 하중들을 효과적으로 견딜 수 있는 특별한 복합재 구조형상을 제안하였다. 복합재 풍력터빈 블레이드 주고에 대한 평가를 위해 유한요소 구조해석을 수행하였다. 구조설꼐에서는 파라미터 분석 연구를 통해 블레이드 구조형상을 결정하였고, 대부분의 주요 설꼐 피라미터를 결정하였다. FEM을 이용한 응력해석결과를 검토하여 설계된 블레이드 구조는 어떠한 하중조건에 대해서도 안전함을 확인하였다. 뿐만 아니라, 본 연구에 의해 새롭게 고안된 삽입볼트를 사용한 허브 연결부의의 설계하중과 피로하중에 대한 안전성을 검토하였으며, 잘 알려진 S-N 선형 손상 이론, 하중 스펙트럼 및 Spera의 실험식에 의해 20년 이상의 피로수명을 갖도록 하였다. 몇 개의 집중하중으로 모사된 공력하중에 대한 실물 정적구조시험을 수행하였으며, 실험결과로부터 설계된 블레이드는 구조적으로 안전함을 확인하였다. 더욱이, 변위 및 응력, 중량, 무게중심 증의 측정된 결과는 해석결과와 일치함을 확인하였으며, 연구된 블레이드는 독일의 국제적 인증기관인 GL사의 인증을 획득하였다.

확률론적 생애주기비용-이익분석 기반 수명관리 최적화 기법 (Optimum Service Life Management Based on Probabilistic Life-Cycle Cost-Benefit Analysis)

  • 김선용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.19-25
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    • 2016
  • 사회기반시설물을 포함한 구조물은 수명유지 또는 연장을 위하여 적절한 점검과 유지보수가 필수적이다. 이러한 점검과 유지보수는 일반적으로 생애주기비용 평가를 통해 관련 계획이 수립된다. 본 논문에서는 구조물의 생애주기비용과 그 사용으로 인해 발생되는 이익을 고려하는 확률론적 비용-이익분석과 이를 통한 구조물 최적수명 결정 방법을 다루고자 한다. 생애주기비용은 구조물 초기 제작/건설비용, 유지보수 비용과 구조물 파괴로 인한 예상손실을 고려하게 된다. 일반적으로 구조물의 수명연장은 생애주기비용의 증가를 유발하나 사용기간 증가로 인해 발생되는 이익 또한 증가하여, 이를 최적화하는 수명관리에 관심을 가질 필요가 있다. 생애주기 평가에 있어서 유지보수 적용이 구조성능, 구조물 파괴확률 그리고 수명에 미치는 영향을 확률론적 방법을 적용하여 평가하며, 이를 통해 생애주기비용과 이익의 차이를 목적함수로 구성하게 된다. 이 목적함수가 최대가 되는 지점이 설계변수인 구조물 최적수명이 되는데, 최적화문제 구성에 있어서 제한조건의 변화에 따라 유지보수 계획수립도 가능하다. 본 논문에서 다루어지는 구조물 수명관리 최적화기법이 안전성과 효율성을 동시에 고려하는 사회기반시설물 수명관리에 기여할 것으로 기대한다.

대형 부유구조물의 구조응답 모니터링 시스템 (Structural response monitoring system of large floating structures)

  • 김재동
    • 대한조선학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.67-75
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    • 1996
  • 일찌기 20세기 초반부터 지구의 마지막 남은 자원의 보고로서 또한 미래의 생화공간으로서 해양에 대한 관심이 고조되어 왔다. 해양의 에너지/광물 자원의 개발을 위한 노력은 이미 1950년대 부터 시작되어 상당한 가시적인 성과를 얻고 있다. 최근에는 특히 환경보존에 대한 관심이 고조됨에 따라 육상기피시설물(공항, 폐기물 처리시설, 원자력 발전설비 등)들의 부지확보 문제를 해결하기 위하여 해양공간을 활용하는 방안이 선진각국에서 연구되고 있으며, 그중 가장 타당성이 높은 방안의 하난로서 각종 생산활동을 위한 플랜트를 대형 부유구조물 위에 설치하는 해상플랜트(Barge Mounted Plant, BMP)가 제안되고 있다. 원자력 발전설비를 비롯한 대형 프랜트를 부유구조물 위에 설치할 경우, 지진의 영향을 극소화 할 수 있다는 장점이 있으나 해상의 파도, 조류, 바람, 일사에 의한 갑판의 열변형 등 불규칙적인 환경하중에 노출되므로 이러한 환경조건하에서 구조물이 설계 수명 동안 안전하게 기능을 다할 수 있는지를 세심하게 검토할 필요가 있다. 따라서 BMP의 안전성 평가방법에 대한 신뢰도를 높이고 평가결과에 대한 합리성을 제고하는 한편, 이를 바타응로 현재까지는 설계/건조 경험이 전무한 초대형 부유구조물의 구조설계와 관련된 기초기술 및 응용기술을 확보하는 문제는 가장 시급히 해결되어야 할 부분이다.

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