항공기 착륙장치 피로 수명평가에는 안전 수명방법이 사용된다. 안전 수명방법은 항공기 전 수명기간을 모사하는 피로하중 스펙트럼 조건에서 균열 또는 유해한 변형과 같은 구조적 결함이 발생하지 않도록 설계/입증하는 것을 말한다. 설계 단계에서는 해석적 방법을 통해 착륙 및 지상운용하중을 구하고, 이를 착륙장치 피로해석에 적용하여 피로수명을 확인한다. 착륙장치는 수명 기간 중 일반적으로 High Cycle 피로를 겪게 되므로, 피로해석 시 응력 기반의 접근 방법이 적용된다. 시험평가 단계에서는 일반적으로 4배의 운용수명에 해당하는 피로하중 스펙트럼에 대해 시험을 수행하여, 착륙장치의 안전 수명을 최종 입증하게 된다. 이와 같이 항공기 착륙장치 피로 수명평가를 위해서는 착륙 및 지상운용 하중해석에서부터 피로해석, 피로시험에 이르기까지 전 과정이 유기적으로 결합되어 이루어져야 한다. 본 연구에서는 항공기 착륙장치 피로시험에 필요한 세부과정과 관련 기술을 실제 적용 사례와 함께 기술하였다.
보일러 튜브의 열화원인에 근거하여 수명을 평가하는 방법 중 실제 현장에서 실용화되고 있는 방법들에 대하여 개략적이나마 기술하여 개념을 정립코자 하였다. 그러나 실제 보일러는 설비가 방대할 뿐만 아니라 사용조건이 가혹하여 수명예측을 위한 평가기술만으로 설비를 사고없이 안 전하게 운용하기는 대단히 힘들다. 또한 기술분야도 재료, 강도, 설계, 부식, 연소 등 대단히 광 범위하여 많은 관련자를 필요로 하므로 설계자, 제작자, 사용자, 연구자 및 기능 분야 등이 독 립적이고 종합적인 협조하에서만 사고를 예방할 수 있다. 따라서 경년열화 및 수명평가 연구에 관심이 있는 각 분야의 종사자들이 꾸준히 함께 노력 할 때만이 우리 나라 장치산업의 운용기술 축적이 가능하리라 여기며 상호간의 노력을 다짐한다.
본고에서 피로균열성장에 대한 일반사항과 배관용접부 결함의 피로수명평가 방안에 대해서 알아보았다. 고압의 가연성 가스나 액체를 수송하는 배관이 피로에 의해 파괴되는 경우에는 엄청난 재산과 인적 손실을 발생시킬 수 있다. 따라서 배관운용회사들은 배관의 안정적인 운용을 위하여 다양한 환경에 노출되어있는 배관의 피로특성을 정확히 평가해야 한다.
발전 Plant는 고온.고압하에서 장기간 사용되며 파손발생시는 대형 사고로 확대되므로 경년에 따 른 운용기술의 확보가 현안 과제이다. 즉, 현재의 설비를 그대로 사용할 것인가 \ulcorner 또는 교체하여 야 할 것인가\ulcorner 그대로 사용한다면 취약부위는 어디이며 언제 보수하여야 하는가 \ulcorner 또 교체한다 면 그 시기는 언제인가 \ulcorner 에 대한 기술적 예측이 필요하다 수명예측기술은 이러한 의문에 대한 해답을 주는 Plant 설비 운용기술중 가장 최신 기술분야의 하나이다. 본고에서는 보일러 부분중 가장 사용조건이 가혹하고 교체하는데 많은 비용과 시간이 소용되는 최종과열기를 대상으로 균열 전파에 의한 수명예측에 관하여 기술코자 한다.
본 연구는 항공기 하중에 따라 발생하는 균열을 가정하여 항공기 취약 구조의 수명을 분석하고 구조 보강 개선을 수행하였다. 항공기 구조의 선제적 수명 예측 및 수명 관리를 통해 구조 건전성 및 안전성을 확보하였다. 특히, 항공기 구조물 취약부위의 수명 분석을 통해 운용 하중의 영향이 큰 Bulkhead의 개선이 필요한 3부위를 선정하였다. 분석 대상 항공기의 균열크기 검사능력은 0.03inch 수준과 비교하여 임계균열크기는 취약 3부위 중 최하인 0.032inch이다. 상대적으로 검사능력 대비 임계균열크기가 매우 적어 항공기 안전을 위해 개선이 필요하다. 그리고 피로수명 해석 결과 항공기 요구 수명인 15000 운용시간 이상 대비 취약 3부위 중 최하인 약 1450 운용시간은 항공기 초기검사 및 재검사 시간의 반복 횟수를 증가시켜 비용 및 인력의 소요를 발생시킨다. 결국, 식별된 취약 3부위의 구조 보강을 통해 형상을 개선하였다. 발생 균열에 대한 구조 내성의 증가를 통해 최하의 임계균열크기가 0.13inch로 확보되어 항공기 안전성이 증가하였다. 항공기 운용 중 발생하는 균열에 대한 최하의 구조 피로수명은 >25000 운용시간으로서 요구 수명 이상으로 분석되어 균열 및 파단에 의해 발생하는 수리비용과 과도한 보강범위 보다 최적화된 개선을 수행하였다.
우리별 3호는 1996년 5월 26일 발사하여 2002년 12월까지 수명 초과에 따른 성능 하락으로 임무 수행을 마칠 때까지 설계 예상 수명 3년을 초과하여 약 3년 7개월 동안 운용되었다. 인공위성은 운용 되는 동안 종종 예측하지 못한 이상현상을 겪는다. 이러한 이상현상은 인공위성의 임무 수행을 일시적으로 중지시키며 심지어는 인공위성의 작동을 완전히 불가능하게 만들기도 한다. 이러한 이상현상 발생은 매년 수백 건씩 기록되고 있으며 인공위성 시스템이 복잡해짐에 따라 더욱 증가하고 있는 실정이다. 인공위성에서 발생하는 이상현상은 다양한 원인에 기인하며 시스템 설계 오류, 제작 오류, 운용 오류, 우주환경이 끼치는 영향 등이 있다. 우리별 3호 또한 운용 동안 발생한 이상현상으로 임무를 제한적으로 수행하기도 하였다. 인공위성에서 발생한 이상현상을 분석 및 해결함으로서 임무수행을 원활히 할 수 있을 뿐만 아니라 더 나아가서 분석 경험과 축적된 자료를 통해서 이상현상을 예측 및 대비할 수 있고 위성의 성능과 수명 평가의 지표로 삼을 수 있으며 위성의 문제점을 보완하여 향 후 향상된 위성을 개발하는데 기여할 수 있다. 본 연구에서는 궤도상에서 발생한 이상현상을 각 서브시스템 별로 임무 수행에 끼치는 영향, 위성체에 미치는 영향, 발생원인, 이상현상 종류, 처리 방법으로 분류하여 살펴보았고 그 분석 결과를 과학위성 1호 개발 시 문제점 보완에 적용한 사항에 대하여 살펴보았다.
승요차 앞자축에 장착되어 회전하면서 동력을 전달하는 드라이브축은 운행중에 주로 비틀림하중을 받는다. 따라서 동 부품의 피로해석 및 설계를 위해서는 실제 운행중에 받는 서비스토크의 크기, 주파수 등에 관한 데이터가 필요하다. 차량에 탑재된 엔진의 토크와 회전수 등의 규격으로부터 드라이브축에 부가되는 최대 토크 값을 예측할 수 있으나, 자동차 운행주에는 승차인원, 도로조건, 운전자의 운전습관 등 여러가지 외적인 영향으로 인하여 서비스토크가 불규칙하게 변할 것으로 예상되므로 서비스토크를 정확히 예측하기는 어려운 실정이다. 또한, 최근의 자동차 구조부품에 대한 설계개념이 무한수명 설계에서 경량화 설계로 변화되고 있으며, 따라서 자동차 드라이브축도 실제 운용하중을 바탕으로 한 정확한 수명예측 및 강도설계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 4륜구동형 승용차용 드라이브축에 대해 실제 운용하중에서의 피로수명을 예측하기 위해 1)텔리메트리를 이용하여 토크를 측정하고, 2) 일정진촉하중하에서의 드라이브축의 비틀림 피로시험을 수행하고, 3) 일정진폭하중하에서의 드라이브축의 비틀림 피로시험을 수행하고, 4) 축류 소재의 피로특성 데이터를 구성하여 5) 자체 개발한 프로그램으로 피로수명을 예측하고자 한다.
풍력발전용 회전날개의 구조설계 요구조건은 크게 제한 강도 요구조건(Limit strength requirement), 강성도 요구조건(Stiffness requirement), 피로수명 요구조건(Fatigue life requirement)의 세 가지를 들 수 있다. 첫째로 제한 강도 요구조건은 운용기간 중에 발생할 수 있는 최대하중에 견딜 수 있어야 하며, 폭풍이나 돌풍의 상황에 대한 안전성을 의미한다. 둘째로 강성도 요구조건은 운용 중 공진을 피하기 위한 고유진동 수확보, 타워와의 충돌을 피하기 위한 변위의 제한, 공력성능의 변화를 피하기 위한 비틀림각의 제한등이 있다 셋째로 피로수명에 대한 요구조건은 요구피로수명 동안에 예상되는 반복하중에 견딜 수 있어야 한다.
부품의 특성(수명)에 대해서 그 통계적 처리방법을 알아보았다. 어떤 장비나 부품의 신뢰성은 주어진 운용조건에서 의도하는 사용기간 중에 의도한 목적에 만족스럽게 작동할 확률로서 기계, 전기, 산업공학 등의 여러 전문분야의 지식이 필요하다. 또한 주어진 환경에서 장비설계 및 인 간공학적인 제 원칙을 종합하여 최소한의 비용으로 시스템(system)의 가용도(가용도)를 높이며 부품 수명의 정확한 추정을 통해 현재 상태를 파악하여 기술수준을 올려야 하는 것이 우리의 과제일 것이다.
본 원고는 지역적으로 상이한 데이터방송 표준을 어플리케이션의 상호 운용성(interoperability)보장이라는 관점에서 일련의 공통된 프레임워크(framework)를 제시하고 있는 GEM(Globally Executable MHP)을 기반으로 한 어플리케이션의 관리 방안을 소개한다. 특히, 데어터방송 컨텐츠의 상호 운용성을 고려하여 어플리케이션의 운영과 관련된 GEM의 어플리케이션 라이프사이클(application lifecycle) 부문에 초점을 맞춰 어플리케이션의 수명주기 즉, 어플리케이션의 생성 및 로딩(loading)에서부터 시작하여 종료(destroy)에 이르기까지의 어플리케이션의 전체 수명주기를 공통적으로 관리할 수 있기 위한 어플리케이션 라이프사이클의 프레임워크 및 시그널링(signalling) 프로세스를 제안한다. 본 원고에서 제안하고 있는 어플리케이션관리 방안은 각 방송플랫폼간의 조화를 고려하고 있는 상황에서 해당 플랫폼에서의 어플리케이션 운용과 관련된 모듈을 구성하는데 공통적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 각 방송플랫폼 간의 어플리케이션의 상호 운용성을 고려함에 있어 어플리케이션 관리 측면에서의 접근 방법으로 제안될 수 있을 것으로 기대 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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