• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.73-77
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• 2016

본 연구에서는 여러 가지의 절단면 형상을 구비한 중공축이 동등한 최적을 갖는 경우에 대한 변위거동 안전성을 유한요소법으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, 외측튜브, 중간튜브, 내측튜브와 이들 튜브 사이를 연결하기 위해 X-타입 또는 Y-타입의 칼럼을 설치하였을 때 중공축 길이의 중간부에서 발생하는 최대 변위량을 줄여주는 것으로 나타났다. 특히, 하중을 지지하기 위해 구비된 X-타입 또는 Y-타입의 칼럼을 위상차 없이 외측튜브와 내측튜브를 중심축을 향해 직접 연결하면 중공축의 변위량을 줄이는 효과가 있는 것으로 나타났다. 그리고 동등한 체적을 갖는 중공축에서 발생하는 수직 변위량을 줄여주고, 변위거동 안전성을 높이기 위해서는 하중을 지지하기 위한 칼럼의 두께를 두껍게 설계하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2023

회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.203-208
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• 2002

In order to reduce the booming noise caused by first bending mode of a drive shaft, this paper proposes a simulation program for prediction of the bending mode frequency of any tubular shaft. This program consists of a pre-processor for modeling of geometrical shape of the drive shaft with boundary conditions of various joints, a processor for constructing of global finite element matrices using beam elements and an eigen-solver based on MATLAB program. Using this simulation program, the effective and accurate FE model far a shaft attached to vehicle can be obtained by aid of database for stiffness of each joint. Thus the resonance frequencies and mode shapes of a shaft can be calculated accurately. Because the effect of the resonance on interior noise can be verified, more improved shaft will be proposed at the early stage of design.

• 한국생산제조학회지
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• 제19권6호
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• pp.841-846
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• 2010

The present study examined the mechanical properties of the friction welding with hollow and solid shaft of SM45, of which the diameter is 25.2mm and 33mm. Friction welding was conducted at welding conditions of 2,000rpm, friction pressure of 50MPa, upset pressure of 70MPa, friction time of 0.4sec to 1.4sec by increasing 0.2sec, upset time of 2.0 sec including variable such as friction time are following. Under these conditions, a tensile test, a hardness test and a microstructure of weld interface were studied. The results were as follows : When the friction time was 1.0 seconds under the conditions, the maximum tensile strength of the friction weld happened to be 1,094MPa, which is 120% compared with the tensile strength of SM45C base metal. The upset length linearly increased as friction time increased. According to the hardness test, the hardness distribution of the weld interface was formed from 475Hv to 739Hv. HAZ(Heat Affected Zone) was formed from the weld interface to 2mm of SM45C.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.106-110
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• 2006

중공 R.C 기둥은 중실 R.C 기둥에 비해 자중의 감소나 재료의 절감의 장점을 가지고 있다. 하지만 중공 R.C 기둥은 안쪽면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 중공 부재 내의 콘크리트 3축 구속 상태로 존재하게 하는 강관으로 보강된 중공 R.C 기둥이 강영종, 한택희 (2005) 등에 의해 개발되었다. 본 연구는 강관으로 보강된 중공 R.C 기둥에 대하여 중공비를 0.5~0.85까지 변화 시켜 중공비에 따른 작용하중에 대한 안전율, 연성도, 재료비에 대한 거동 특성을 파악하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.102-111
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• 2022

본 논문의 목적은 팔각형 중공단면 철근콘크리트 교각의 내진성능을 평가하고 축방향철근비가 파괴거동에 미치는 영향을 분석함에 있다. 축소모형 팔각형 중공단면 기둥 실험체 4개를 제작하여 일정한 축력 하에서 반복 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 0.206%로 일정하고 축방향철근비는 2.36 ~ 4.71%이다. 파괴거동과 내진성능을 분석하였고 겹침이음 실험체를 제외한 3개의 실험체는 최종단계에서 휨-전단 파괴거동을 보였다. 겹침이음 실험체를 제외한 실험결과에서 변위연성도와 누적 에너지소산 능력이 축방향철근비에 반비례하여 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.37-37
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• 2011

최근 세계적인 지진의 발생과 함께 구조물의 내진성능 평가 및 증진 방법에 대하여 많은 연구가 진행 되고 있다. 특히 교량 구조물의 교각의 경우에는 상부구조의 고정하중 및 활하중을 지반에 전달하여 주는 역할을 하기 때문에, 역으로 지진이 발생하였을 경우 교각의 내진성능에 따라서 교량의 안전도에 많은 영향을 미칠 수 있다. 또한 산악지역이 국토의 70%이상을 차지하는 우리나라의 지형적인 특성상 고교각을 이용한 장대교량의 건설이 필요하며 도시지역의 교통량 증가로 인한 도시고속도로의 건설 등 고가교의 필요성이 점차 증가하고 있다. 그러나 CFT(Concrete Filled Tube)부재의 경우에는 콘크리트가 3축 구속 상태로 존재하지만 자중이 크며 내진 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 CFT부재의 단면을 중공으로 만듦으로써 부재를 경량화하고 내부 튜브를 삽입하여 내부를 구속 시킨 내부 구속 중공 CFT 부재(Internally Confined Hollow CFT Member, ICH CFT)가 개발되었다. 이는 콘크리트가 내 외부 튜브에 의하여 구속되어 3축 구속 상태로 존재함으로써 콘크리트 중공부로의 취성파괴를 방지하여 연성도 및 강도를 향상시켜주며, 단면의 감소로 인해 재료비를 절감 할 뿐 아니라 자중 감소로 인해 내진 설계에도 유리하다. 현재 내부 구속 중공 CFT 부재에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만, 튜브를 삽입함으로써 부재의 중공부로 발생하는 구속력의 특성을 해석적으로 정립한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 압축을 받는 중공 CFT 부재에 내부 튜브를 삽입함으로써 발생하는 콘크리트의 구속력을 해석적 연구를 통하여 수행하였으며, 구속력을 파악하기 위한 평가 방법으로는 구속 콘크리트의 중공비와 직경, 외부튜브의 두께, 내부튜브의 두께 등으로 평가하였다. 해석적 연구 결과, 내부 튜브를 삽입함으로써 발생되는 외부 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값과 비슷한 값을 가지지만 내부로 발생하는 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값에 도달하지 못하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1104-1117
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• 1989

본 연구는 축방향의 동압축하중(axial dynamic compression)을 받는 작은 중공원판이 고변형도율(.epsilon.＞1,000/sec), 고변형률(.epsilon.=ln(h/h$_{o}$ )＞1.0)로 변형하는 재료에 대해서 연구하고자 한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.1-7
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• 2007

중공 RC 기둥은 중실 RC 기둥에 비해 자중의 감소 및 재료 절감에 대한 장점을 가진다. 그러나 중공 RC 기둥은 안쪽면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 중공 부재 내의 콘크리트 3축 구속 상태로 존재하게 하는 강관으로 보강된 중공 RC 기둥이 개발되었으며, 본 연구에서는 강관으로 보강된 중공 RC 기둥의 중공비를 $0.50{\sim}0.85$까지 변화 시켜 중공비에 따른 작용하중에 대한 안전율, 연성도, 재료비, 교각 총 중량에 대한 거동 특성을 파악하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.227-235
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• 2012

최근 기둥의 구속효과에 대한 연구가 많이 연구되어지고 있다. 주로 철근 콘크리트 기둥과 CFT(Concrete Filled Tube)기둥과 같이 중실 기둥에 대한 연구로 한정되어 있는 반면 중공 기둥에 대한 구속효과 연구가 매우 미비한 실정이다. 중공 기둥의 외부 구속력에 대한 연구가 주로 연구되고 있고 내부 구속력을 외부 구속력과 동일하게 가정하고 구속 콘크리트의 구속효과를 평가하고 있다. 본 연구에서는 중공 CFT 기둥에 내부 튜브를 삽입하여 구속 콘크리트 3축 구속 상태로 놓이게 하여 연성 및 강도를 상승 시킨 내부 구속 중공 CFT 기둥(Internally Confined Hollow CFT, ICH CFT)의 최적 구속메커니즘을 도출하기 위한 연구를 하였다. 내부튜브 두께, 중공비, 기둥의 직경, 콘크리트와 외부튜브의 휨강성비를 매개변수로 삼아 범용 FEM 프로그램으로 비선형 해석 연구를 수행하여 최적 내부 구속력 도출을 통하여 수정 파괴 조건식을 제안하였다. 수정 파괴 조건식은 최적 내부 튜브의 두께를 산정하여 기둥이 경제성을 확보하도록 하였다.