• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.57-63
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• 2007

본 연구는 동하중의 영향을 받는 구조물의 효율적인 구조 해석 및 최적화 수행을 위해 임계 시간의 동하중을 등가 정하중으로 변환하는 방법을 제안한다. 동하중을 등가 정하중으로 변환하기 위해서는 적절한 자유도 선정이 중요하다. 그러나, 기존 방법에서는 자유도의 선정이 임의로 이루어져서 몇 개의 자유도에 과도한 정하중이 부과되거나, 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정됨으로써 신뢰성이 떨어지는 결과를 제공하기도 한다. 본 연구에서는 2단계 축소기법과의 연동을 통해 중요 자유도를 선정하고, 선정된 자유도에 등가 정하중을 부과하는 방법을 제안하다. 주자유도는 구조물의 거동에 지배적인 영향력을 갖고 있으며, 손상 탐지나 시스템 검증에서도 중요한 의미를 갖는 자유도이다. 수치예제를 통해 선정된 자유도에 등가 정하중을 분포시킨 후 동하중하의 시간 응답과 비교하여 그 신뢰성을 확인한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.175-178
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• 2010

동하중의 영향을 받는 구조물의 효율적인 구조 해석 및 최적화 수행을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 방법이 요구된다. 이 때 적절한 자유도를 선정하여 등가정하중을 부여하는 것이 중요하다. 기존방법에서는 시스템 축소기법을 통해 일정 개수 이상의 주자유도를 선택하여 등가정하중을 부여하고 그 결과 변위가 동하중 하에서의 변위와 같도록 하였다. 그러나 보수적인 결과를 얻기 위한 제한 조건의 지배적인 성격으로 인하여 등가정하중 하에서의 변위가 지나치게 크게 나타나 그 효율성이 떨어지게 되었다. 본 연구에서는 등가정하중의 변환에 있어서 효율성을 높이는 방안을 제안한다. 제안기법은 보수적 결과를 얻는 범위 내에서 과도응답해석 결과와의 오차를 크게 줄일 수 있다. 수치예제를 통해 제안기법의 결과를 기존 기법의 결과와 비교해본다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.619-627
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• 2014

본 논문은 등가정하중을 이용하여 제어시스템을 포함한 구조물의 설계를 위한 최적화 방법을 제안한다. 지난 연구는 구조물과 제어시스템 최적설계를 독립적으로 분리하여 수행하였고, 구조물과 제어시스템을 동시에 최적화하여도 제어시스템의 제어변수는 정상상태에서만 최적화하여 성능을 향상시켰다. 하지만 제어변수는 모든 시간영역에서 최적화해야 한다. 즉, 제어시스템의 해석은 과도상태에서 수행해야 한다. 본 연구에서는 새로운 등가정하중을 이용하여 제어변수를 포함하는 제어시스템 구조물의 최적설계를 위한 방법을 제시하였다. 등가정하중은 동적하중이 구조물에 작용할 때 발생하는 임의 시간에서의 변위장과 동일한 변위장을 만들어내는 정하중을 의미한다. 이렇게 계산된 등가정하중을 이용하여 설계영역에서 선형정적응답 최적설계를 진행한다. 몇 가지 예제를 통해 새로운 등가정하중을 적용한 동적응답 최적설계방법의 유용성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.165-171
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• 2013

동하중을 고려하는 구조해석은 전산자원과 시간측면에서 상당한 어려움이 따르기 때문에 외력을 이상적인 정하중으로 가정하는 것이 일반적이다. 그러나 정하중 조건으로 해석된 결과는 구조물의 안전설계 측면에서 충분한 신뢰를 주기 어렵다. 최근에는, 동하중의 영향을 받는 구조물의 효과적인 구조해석을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 기법이 제안되어 왔다. 이 기법은 최적화를 통해 구속조건을 만족하는 최소의 등가정하중을 구하는데, 구속조건은 임계시간의 변위를 사용하고, 등가정하중 분포 자유도는 경험적으로 선정하여 왔다. 그러나 안전설계 관점에서는 응력 구속조건을 적용하는 것이 타당하며, 경험적 자유도 선정은 몇 개의 자유도에 과도한 하중이 부과되거나 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 등가응력 구속조건을 고려하는 등가정하중 최적화 방법을 제안하고, 축소시스템 개념을 도입한 주자유도, 구속조건 요소 자유도, 외부하중 자유도로 구성되는 등가정하중 분포 자유도의 구성방법을 제안한다. 수치예제에서는 제안된 방법으로 구해진 등가정하중을 사용하여 등가응력을 구하고 동하중 해석 결과와 비교함으로써 제안된 방법을 통한 구조해석 방법이 구조안전성 측면에서 타당함을 보인다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.421-427
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• 2014

현실세계의 구조물은 대부분 동하중의 영향을 받고 있지만, 구조해석이나 구조 최적화를 수행할 때는 정하중이 작용하는 것으로 가정한다. 실제 하중인 동하중을 고려하게 되면 다양한 하중들을 고려해야 하기 때문에 전산자원과 시간비용 측면에서 많은 제약이 따르기 때문이다. 그러나, 단순한 정하중 조건만을 고려하면 구조안전성 측면에서 바람직하지 못하기 때문에 가중치를 적용하거나 동하중을 대체하는 등가정하중을 적용하여 관련 문제를 보완하려는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 등가정하중을 적용하여 동하중을 받고 있는 구조물에 대한 구조최적화 기법을 제안한다. 본 연구에서 적용하는 등가정하중은 기존 연구에서 제안한 바 있는 주자유도를 기반으로 하여 등가정하중 부과 위치를 결정하고 최적화 과정을 통해 산출한다. 이 과정에서 지나치게 큰 하중이 구해지지 않도록 가중치를 고려한 구속조건을 추가하여 기존 연구의 등가정하중의 최적화 과정을 보완하였다. 수치예제에서는 동하중이 작용하는 트러스 구조물과 평판 구조물에서 최적화된 등가정하중을 적용하여 사이즈 최적화를 수행함으로써 제안된 최적화 기법의 신뢰성을 검증한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.114-114
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• 2004

주)태양금속에서 고속화차 용접구조형 대차를 채택하여 화차론 제작하였는데 한국철도기술연구원에서는 대차의 구조강도론 검증하기 위해 구조해석을 시행한 후 스트레인게이지를 실재 대차에 장착하여 정하중 시험을 시행하였고 또한 진동가속도계를 차체 및 대차프레임에 장착하여 주행안전성과 관련된 진동성능시험을 시행하였다. 본 논문은 새로 개발된 용접구조형 대차 및 이를 장착한 화차에 대해 대차프레임의 강도 검증과 화차의 안정성 여부를 판단하기 위한 시험을 시행한 결과에 대한 내용이다.(중략)

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.12-20
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• 1997

구조의 용접접합부에는 재료의 항복응력 크기의 용접잔류응력이 발생되고, 이 잔류응력 상태에서는 응력비(최소응력/최대응력)의 영향이 거의 없다는 것이 일정 진폭 하중조건의 피로실험결과로부터 알려져 있다. 이와 관련하여, 용접구조의 설계 단계에서는 초기 용접잔류응력이 그래도 잔류한 소형실험편의 일정진폭하중 상태의 피로실험 결과로부터 도출된 피로설계선도(S-N 선도)를 이용, 변동하중에 의한 응력 진폭의 밀도분포만으로 일생동안의 누적피해도를 구해 피로강도를 평가하는 것이 일 반적이다. 지금까지는 선박용접구조의 경우도 이러한 개념으로 피로강도 평가를 수행 하였으나, 일반적인 육상 또는 해상 용접구조물과는 달리, 화물의 적재 등의 정하중 이력에 의한 응력변동폭은 피로를 유발하는 파랑 응력변동폭보다 상당히 크다. 그리 고, 정하중에 의해 용접접합부에 인장응력을 발생시키는 하중이력을 받을 경우, 초기 용접잔류 응력은 상당히 저하될 것으로 생각된다. 본 연구에서는 인장응력을 유발하는 정하중 이력에 의해 저하된 용접잔류응력분포와 이러한 잔류응력분포를 가진 선측 종늑골 용접접합부의 피로강도를 검토한다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.27-34
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• 2004

50m 무인 비행선 비아50의 주 구조물인 꼬리날개, 곤돌라, 추력모터마운트(EMS) 등은 탄소 및 유리 섬유 복합재를 이용하여 설계/제작되었다. 사용된 재료 시편 강도 시험을 수행하여 설계 물성치를 확정하였다. 각각의 구조물들에 대하여 정하중 시험을 수행하여 구조 건전성을 입증하였다. 각 단품별로 정하중 시험을 수행하였으며, 보다 정확한 시험을 위하여 조립상태를 고려한 경계조건을 모사하였다. 100% DLL에서 영구변형이 발생하지 않음을 보였고, 150% DLL에서 파손이 발생하지 않음을 입증하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2010

본 연구에서는 정하중 및 충격하중 하에서 FRP(fiber reinforced polymer) sheet의 보강 성능을 평가하기 위해 섬유와 레진의 종류, sheet 종류, 보강 방법에 따른 휨 실험을 실시하였다. 이를 위해 GFRP와 CFRP, AFRP sheets로 보강된 $100{\times}100{\times}400mm$ 각주형 콘크리트 공시체의 하면 보강, 중앙 U형 스트립, 그라고 이 둘을 동시에 보강한 시험체를 제작하였고, 정하중 휨 실험과 낙하식 충격하중 실험을 실시하였다. 정하중 실험에서 중앙부 U형 스트립으로 보강한 시험체는 섬유의 방향과 균열의 진전 방향이 일치하여 보강효과가 거의 없었지만 CFRP와 AFRP로 하면 및 이중 보강한 시험체는 높은 휨성능을 보였다. 반면 충격하중 실험에서는 중앙부 U형 스트립 보강이 다소 성능을 향상 시켰고, 하면 및 이중 보강한 시험체는 큰 변형과 높은 에너지 소산 능력을 보였다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.26-35
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• 1999

복합재료내의 결함을 원공노치로 가정하고 노치의 크기에 따른 정하중 및 피로실험을 수행하였다. 원공이 존재하는 복합재료에 대하여 다양한 수리기법을 적용하여 정하중 실험을 수행하였다. 수리기법중에 precured double patched 방식과 cure-in-place 방식의 수리는 가장 우수한 결과를 보여 평활재의 약 60∼80%의 강도복구효과를 보였다. 우수한 결과기법을 나타낸 수리기법중에 보다 실제적인 방식이라고 사료되는 cure-in-place 방식으로 수리된 재료에 대하여 피로실험을 수행하였다. 수리된 재료는 정하중 및 피로의 경우에 있어서 향상된 결과를 보였으며 피로시 평활재의 거동을 나타낸다. 참고계수를 도입하여 회귀분석된 피로수명예측식(MFLPE's)은 수리된 시편에 비해 타 예측식에 비해 더 좋은 결과를 나타낸다.