• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.31-37
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• 2008

본 본문에서는 유한요소법을 사용하여 여러 가지 헬멧 모델의 강도안전에 관한 응력과 변형률을 해석하였다. 차세대 헬멧은 작업자의 안전성과 작업성을 높일 수 있도록 제작되어야 하고, 오랫동안 착용해도 불편함이 없으면서 머리를 보호할 수 있어야 한다. 결국 헬멧은 안전하고, 착용성이 좋아야 하며, 헬멧의 모체 구조물을 가볍게 제작해야 한다. 따라서 헬멧은 화재나 가스폭발과 같은 가혹한 작업조건에 잘 견딜 수 있어야 한다. FEM 해석결과에 의하면, 외부의 충격력이 헬멧모체 구조물의 정상부 지역에 가해졌을 경우 최대응력과 변형률은 하중이 작용되는 지점부위에서 발생하였다. 따라서 헬멧의 모체 구조물에는 보강뼈대를 설치하고 두께를 늘려서 강도안전성을 확보하는 것이 중요하다. 반면에 헬멧의 일반적인 균일한 두게는 줄여서 헬멧의 경량화를 추구하는 것도 중요하다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.123-135
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• 2006

이 연구에서는 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램 형상에 따른 거동특성과 다이아프램 설계방법에 관한 것이다. 강재 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램은 상자형보 하부플랜지로부터 전달되는 집중력을 지지하게 되며, 보와 기둥의 강도 뿐만아니라 접합부의 거동에 큰 영향을 미치게 된다. 기존의 연구에서는 부정정 곡선보 모델로부터 유도된 다이아프램의 응력계산식이 제시되어 있으나, 설계식으로 활용되기에는 계산과정이 난해하고 유도과정이 비합리적이다. 또한 접합부 강도에 대한 다이 아프램의 역할을 고려하지 않음으로써 다이아프램의 합리적인 설계가 이루어 지지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서는 접합부 다이아프램의 설계변수에 대한 비선형 유한요소 해석을 수행하여, 다이아프램의 형상에 따른 강도특성을 검토하였다. 또한 원형기둥-상자형보, 접합부 다이아프램의 이론식이 접합부의 실제 거동과 큰 차이를 나타냄을 확인하였고, 보와 기둥 및 다이아프램 강성을 고려한 강재 원형기둥 접합부 다이아프램의 설계방법을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.1-8
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• 2019

우리나라는 고령화 사회로 급속하게 진입함에 따라 휠체어 사용 교통약자는 지속적으로 증가하고 있다. 그러나, 휠체어를 사용하는 교통약자가 고속버스를 이용하는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 휠체어 사용자의 이동권 확보를 위한 고속버스의 개발이 필요하다. 이러한 휠체어 사용자를 위한 버스는 측면부에 휠체어 승객이 자유롭게 이동할 수 있는 전용 출입구, 휠체어 승객을 차실로 안전하게 이동시킬 수 있는 리프트 및 공간 활용성을 고려하여 휠체어 사용자가 탑승하지 않는 경우 일반 좌석으로 사용할 수 있는 가변 좌석의 개발이 필수적이다. 고속버스용 휠체어 전용 출입구의 개발은 기존 고속버스 차량에 대한 설계 변경, 개조 및 프레임 보강을 필요로 한다. 본 연구에서는 휠체어 사용자를 위한 승강구 시스템 개조부 설계와 유한 요소 모델을 이용한 구조 건전성을 평가하였다. 구조 해석을 통해 비틀림 강성 및 고유 모드 해석이 수행되었으며, 개조부 프레임에 대한 민감도 평가를 수행하고 개조부에 대한 최적화를 통해 경량화를 수행하였다. 휠체어 출입구 개조부에 대한 본 연구결과는 차량 개조 및 복지산업에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.45-49
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• 2019

최근 널리 연구되고 있는 대표적인 OOA(out-of-autoclave) 공정의 하나인 수지필름 인퓨전(resin film infusion, RFI) 공정은 우수한 기계적 물성과 수지의 균일한 함침성을 가지면서도 대형 구조물에서의 공정비용을 대폭 저감할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 RFI 탄소섬유 복합재를 2 m 이상급 무인기 구조체에 적용하여 구조적 안전성을 향상시킴과 동시에 경량화를 달성하기 위한 연구를 수행하였다. 재료 인장시험결과 T300급 탄소섬유 복합재료와 비교하였을 시 강도는 46% 높은 결과를 보이며 강성은 유사한 수준임을 확인할 수 있었다. 또한 상기 재료물성을 적용한 탄소섬유 복합재 날개구조의 설계 및 해석 결과, 유리섬유 복합재를 적용한 기존 모델 대비 날개 길이방향 강성이 증가하여 날개 끝단 처짐량은 31% 감소하고 구조 안전계수가 28% 증가함과 동시에 전체 구조의 무게를 10% 이상 경량화 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.81-91
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• 2005

본 논문은 SCP로 보강된 점성토 지반의 파괴메카니즘 및 응력분담비, 지지력등에 미치는 설계변수에 대한 실험적 수치적 연구 결과이다. SCP로 보강된 점성토 지반의 거동을 알아보기 위하여 SCP의 치환율을 20, 40, $70\%$로 변화시키고, 비소성 세립분 함유량을 5, 10, $15\%$로 변화시켰으며 하중재하폭에 대한 지반개량폭의 비를 1, 2, 3으로 변화시키는 광범위한 원심모형실험을 실시하였다. 한편, 원심모형실험 결과를 모사하기 위하여 상용 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하였으며, 수치해석시 모래다짐말뚝은 탄소성모델로 점토지반은 한계상태이론에 기초한 수정 Cam-clay 모델을 사용하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.465-475
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• 2003

본 논문은 지하공동이 건설되는 지역을 대상으로 공동내 지하수 유입량을 계산하기 위하여 영국의 AEA Technology에서 개발한 NAPSAC과 NAMMU를 이용하여 수치 모델링을 실시하였다. 이것은 3차원의 파쇄된 매질에서 지하수 유동에 대하여 아주 유효한 유한요소 소프트웨어 패키지이다. 모델링에 사용된 입력자료는 지표조사, 시추조사, 단일공 수리시험 자료 등을 이용하여 산출하였다. 공동내 지하수 유입량을 보다 정확히 산출하기 위하여 이방성 수리전도도를 고려하였으며 이방성 수리전도도값은 연구지역에 분포하는 균열체계의 확률적 분포특성이 반영된 균열망에서 역산되었다. 연속체 개념의 수치모델링을 통하여 평수기, 갈수기와 풍수기시의 지하 공동내 유입량, 유동시간, 유동경로의 변화를 계산하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권4호
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• pp.39-43
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• 2011

본 연구에서는 가스배관용 플렉시블 조인트의 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 이러한 특성결과는 나선 주름관이나 직각 주름관 및 평면관으로 구성된 플렉시블 조인트의 강도안전성을 고찰할 수 있다. FEM 계산결과에 의하면, 최적의 나선 주름관은 $4.7^{\circ}$의 경사각도와 1.5mm의 주름높이를 갖는 주름관 모델인것으로 나타났다. 또한, $90^{\circ}$의 주름을 갖는 직각 주름관 모델이 경사각도를 갖는 나선 주름관보다는 강도안전성이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 주름관의 강도안전성을 높이기 위해서는 주름관의 피치와 곡률반경을 줄이는 것이 바람직함을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.197-206
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• 2016

본 논문에서는 주차시설 등에 적용할 수 있는 시설물 맞춤형 에너지 하베스팅 블록 구조에 대하여 구조적 거동 및 발전 성능 평가를 수행하였다. 본 논문에서 제시한 개선된 에너지 블록은 수치해석 및 실험적 모델을 통하여 구현되었다. 특히, 복합소재-PZT 하이브리드 에너지 블록은 향상된 구조적 내구성 및 발전 성능 효과를 위하여 제안되었다. 복합소재로 구성된 에너지 블록의 다양한 정적 및 동적 특성을 분석하기 ABAQUS를 통해 구현한 복합소재-PZT 유한요소 모델이 적용되었다. 또한, 실험실 규모 및 현장 실험 결과는 제안한 에너지 블록 구조의 다양한 발전 성능 효과를 보여준다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.45-52
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• 2010

본 논문에서는 새로운 차량의 도입으로 건설되는 신형식 교량의 동적거동을 확인하기 위해 상용 유한요소 프로그램을 이용하여 해석을 실시하여 충격계수를 산정하였으며, 국내뿐만 아니라 각국에서 적용되고 있는 충격계수에 관한 설계기준을 조사하여 비교 검토하였다. 연구에서 제시되어진 교량형식은 파이프트러스 형식으로 각각 34m, 44m, 54m로 모델링하였으며 각각의 지간길이에 따른 충격계수의 영향을 산정하였다. 차량모델은 실제 교량 위를 통과하는 2축과 3축 저상굴절차량과 박영석(1997)이 제시한 147kN 덤프트럭 모델을 적용하였으며, 각 차량별로 10km/h~100km/h까지의 속도대역에 따른 충격계수를 산정하여 이에 따른 영향을 검토하였다. 또한 차량 및 지간길이에 따라 산정되어진 지간 중앙에서의 충격계수를 바탕으로 우리나라 및 외국의 설계규정과 비교 검토하였다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.768-773
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• 1998

금속수소 전극의 방전시 일어나는 방전과정을 설명할 수 있는 방전반응기구에 대한 수학적 모델을 제시하였다. 유한요소법을 이용하여 방전도중의 전극전위의 변화와 금속수소 입자내의 수소농도분포를 계산할 수 있는 전산모사 프로그램을 개발하였다. 방전전류의 세기, 금속수소 입자의 크기, 금속수소입자 내에서의 수소의 확산계수 및 전극의 공극률 등을 변화시키면서 해석을 실시한 바에 의하면, 이러한 인자들이 복합적으로 작용하여 금속수소전극의 방전특성을 결정하고 금속수소 입자내의 수소의 이용율에 영향을 미침을 알 수 있었다. 따라서 고율방전을 하면서도 금속수소 입자내의 수소의 이용율을 높임으로써 금속수소 전극의 방전특성을 향상시키기 위해서는 전극설계인자들의 최적화가 필요함을 확인할 수 있었다.