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유한요소해석을 통한 특수차량용 선회베어링의 구조 안전성 평가 (Structural Stability Evaluation for Special Vehicle Slewing Bearing using Finite Element Analysis)

  • 서현수;이호준;안태수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.511-519
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    • 2021
  • 저고도 비행으로 접근하는 적 비행 체계를 신속한 대응 사격으로 제압하는 대공화기용 특수 차량에 차체와 포탑의 회전동력 전달에 선회 베어링이 적용되고 있다. 특수 차량의 전투 임무 수행 과정에서 포탑 하중과 사격 시 발생되는 충격 하중 등이 복합적으로 작용할 때 구조적 안정성이 확보되어야 성공적인 기능 발휘가 가능하다. 선회 베어링의 구성품 중 링기어, 롤러 및 와이어 레이스의 형상과 소재 특성을 고려하여 차량의 포탑 구동과 사격에 의해 작용하는 복합 하중에 대한 구성품의 안정성을 평가하고자 하였다. 안정성 평가를 위한 연구 방법으로는 공학 이론을 바탕으로 구성품의 강도 특성을 수치적 계산을 통해 살펴보고, 다음으로 상용 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 구성 부품들에 대한 유한 요소 해석을 수행하였다. 이론적 해석과 유한 요소 해석 결과의 상호 비교 결과 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 해석 중심으로 수행된 선회 베어링에 대한 구조 안정성 평가 결과로 보아 국산화 개발초기 예비 설계 단계에서 결정한 선회 베어링의 설계 강도가 충분함을 확인하였다.

유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 직사각형 액체저장탱크의 시간영역 지진응답해석 (Time-Domain Earthquake Response Analysis of Rectangular Liquid Storage Tank Considering Fluid-Structure-Soil Interaction)

  • 이진호;조정래;한성욱
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.383-390
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    • 2020
  • 유연한 지반에 놓인 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물-지반 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체의 동수압력 및 지반과 구조물 간의 상호작용력을 유한요소 기법을 사용하여 산정한다. 이때, 반무한 지반에서의 에너지 방사를 고려하기 위해 mid-point integrated finite element와 점성 감쇠기를 사용하여 지반 원역의 거동을 모사한다. 이와 같이 산정된 동수압력과 지반-구조물 상호작용력을 구조물의 유한요소에 작용시킨다. 자유장 해석을 통하여 입사 지진파에 의한 유효 지진력을 산정한다. 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 지반-구조물 상호작용의 효과로 인해 시스템 응답의 변화가 다양하게 나타남을 확인할 수 있다. 그러므로, 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여야 할 것이다.

탄소섬유를 활용한 구조용 배터리 연구 동향 (A Review of Structural Batteries with Carbon Fibers)

  • 권동준;남상용
    • 공업화학
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    • 제32권4호
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    • pp.361-370
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    • 2021
  • 탄소 섬유 강화플라스틱은 가볍지만 우수한 기계적 강도를 가지는 복합재의 한 종류이다. 가벼우면서 우수한 기계적 강도를 가지는 탄소 섬유 강화플라스틱은 산업 전반에 널리 이용되고 있으며, 최근 활발히 연구되고 있는 전기자동차 및 무인기 등의 무게 감소 핵심 대체 부품으로 연구되고 있다. 배터리를 전원으로 사용하는 운송수단 등은 외부 충격에 이차 폭발의 위험이 있기 때문에 배터리를 안전하게 보호할 수 있는 덮개가 필수적인 동시에, 무게를 줄여 주행거리를 늘려야 하는 요구조건을 만족해야 한다. 이러한 요구 조건에 부합하는 재료로 탄소섬유 강화플라스틱이 손꼽히고 있고, 배터리 보호 덮개 및 다양한 대체품으로의 활용이 연구되고 있다. 한편, 우수한 전기적 특성을 가진 탄소 섬유를 배터리 구성품으로 활용하는 연구가 배터리 분야에서 진행 중이고, 이에 더 나아가 탄소 섬유가 배터리를 보호하고 배터리 전극 및 집전체 역할까지 동시에 수행하는 구조용 배터리에 대한 연구가 스웨덴과 미국을 중심으로 활발히 연구 중이다. 본 총설에서는 탄소 섬유의 역할에 따른 구조용 배터리의 분류 및 해당 배터리들에서 발생하는 문제점 등을 포괄하는 최근 연구 동향을 요약하고, 구조용 배터리에 대한 전망을 간략히 논의하고자 한다.

라이너 플레이트 및 콘크리트 공동을 고려한 원전 격납건물 벽체의 탄성파 전파 해석 (Elastic Wave Propagation in Nuclear Power Plant Containment Building Walls Considering Liner Plate and Concrete Cavity)

  • 김은영;김보영;강준원;이홍표
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.167-174
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    • 2021
  • 최근 국내 원자력발전소의 격납건물 벽체와 Containment Liner Plate(CLP) 사이에서 다양한 크기의 공극이 발견됨에 따라 원전 격납건물의 보수를 위해 내부 공극의 분포와 크기를 정밀하게 평가할 수 있는 진단기법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 이 연구에서는 격납건물 벽체에서의 탄성파 전파거동을 계산하는 2차원 유한요소해석 기법을 제시한다. 격납건물 벽체를 기반으로 해석영역을 구성하고 경계면에서의 반사파를 제거하기 위해 수치적 파동흡수 경계층인 perfectly matched layer를 도입하였다. Galerkin 기반 혼합유한요소법을 이용해 2차원 유한영역에서 탄성파 파동방정식의 해를 구하여 충격하중에 대한 격납건물 벽체의 변위와 응력을 계산하였다. 제시한 수치적 기법을 이용하여 격납건물 콘크리트 벽체의 CLP 부착 유무와 공동의 위치 및 크기 변화에 따른 탄성파 전파거동을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 원전 격납건물 내부의 공동을 진단하는 탄성파 전체파형 역해석 기법 개발에 활용될 수 있다.

말레산 무수물로 그래프트된 고분자량의 폴리락트산 상용화제가 폴리락트산 기반의 합성목재에 미치는 영향 (Effect of High-molecular-weight Maleic Anhydride-grafted Polylactic Acid Compatibilizer on the Properties of Polylactic acid-based Wood Polymer Composites)

  • 한동헌;이종인;오승주;남병욱;배진우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.275-282
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    • 2021
  • Maleic anhydride (MA)와 divinylbenzene (DVB)을 개시제인 di(tert-butyl-perxoyisopropyl)benzene (PK-14)과 함께 이축 압출기에서 용융 그래프팅 반응을 통해 상용화제인 high-molecular-weight maleic anhydride-grafted polylactic acids (HMMA-g-PLA)를 제조하였다. 제조된 HMMA-g-PLA의 특성을 분석하기 위해 Fourier transform infrared (FTIR), Melt index (MI), 그리고 역적정을 실시하였다. HMMA-g-PLA는 DVB의 함량이 증가함에 따라 MA의 그래프팅율은 증가하나 MI는 감소하였는데, DVB의 도입으로 PLA의 𝛽-scission 반응이 억제되어 분자량이 증가되었기 때문이다. HMMA-g-PLA를 사용한 PLA기반 합성목재(wood-plastic composites, WPCs)는 matrix인 PLA에 보강재인 목재와 무기 충전재인 talc를 첨가하여 일축 압출기로 용융 블렌드하였다. 상용화제인 HMMA-g-PLA가 도입된 WPCs는 도입되지 않은 WPCs와 비교하여 더 높은 굴곡강도 및 충격강도를 보였다. 이것은 Scanning electron microscope (SEM) 분석을 통해 HMMA-g-PLA의 첨가로 PLA와 목분과의 계면 결합력이 우수해졌기 때문인 것을 알 수 있었다. 하지만 HMMA-g-PLA의 함량이 높을 때는 WPCs의 기계적 물성을 악화시켰다. 이는 도입된 HMMA-g-PLA 상용화제의 분자량이 PLA 고분자 수지보다 더 낮아 기계적 물성을 감소시킨 것으로 판단하였다.

낙석방지시설 적용을 위한 팽창메탈의 특성 연구 (A Study on the Evaluation of Expanded Metal Characteristics for Application Rockfall Facilities)

  • 이종인;정춘교;김성호;황영철;이승호
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제12권9호
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    • pp.13-20
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    • 2011
  • 산지가 많은 우리나라는 도로 및 철도건설을 위해 사면을 형성하는 구간이 많고, 사계절의 뚜렷한 차이로 인해 해빙기에 암블록의 이완현상 발생과 연평균 강우량의 2/3 정도가 여름철에 집중 발생되는 기후특성이 있으며, 최근 기상이변에 따른 집중호우 등으로 낙석 및 산사태와 같은 도로절개면 붕괴사고가 잦은 편이며, 해마다 장마철이 되면 이와 관련된 사고소식을 매스컴을 통해 쉽게 접할 수 있다. 낙석 발생 시 인명과 재산 피해를 최소화하기 위하여 절개지에 대한 보강공법의 개발 및 현장 적용성에 대한 연구 등이 활발히 이루어지고 있지 않는 실정으로 이에 대한 연구의 필요성이 부각되고 있다. 특히 낙석방지망의 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 낙석방지망이 충분한 지지능력을 발휘하지 못하는 문제가 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석에너지를 지지할 수 있는 낙석방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 낙석방지망의 대체재료로서 팽창메탈의 적용성을 실험적으로 검증하고, 그 특성에 관해 연구해 보고자 하였다. 시험결과 팽창메탈은 우수한 강도와 일체화된 재료특성으로 기존 PVC망에 비해 최대지지하중이 높게 나타났으며, 현장시험의 흡수가능에너지 또한 높게 나타나 낙석방지망의 대체재료로서 활용이 가능한 것으로 판단된다.

정상상황 전리층 경향 분석 및 지진에 의한 전리층 교란검출 (Analysis on Normal Ionospheric Trend and Detection of Ionospheric Disturbance by Earthquake)

  • 강선호;송준솔;김오종;기창돈
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.49-56
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    • 2018
  • 지진, 쓰나미 등에 의해 지상에서 생성된 에너지는 대기를 통해 전파되어 전리층 전자밀도를 교란시키므로, 위성신호의 전리층 지연을 이용하면 충격파에 의한 교란을 관측할 수 있다. 전리층의 전자밀도는 지상의 교란원인 이외에도 태양활동, 위도, 계절, 지방시 등 다양한 요인들에 의해 영향을 받는데, 지진 및 쓰나미와 같은 이상상황을 구분하기 위해서는 정상상황에서의 전리층 경향분석이 필요하다. 또한 전리층 교란은 지상의 교란원인으로부터 거리가 멀어질수록 크기가 감소하므로, 원거리 전리층 교란을 효과적으로 검출하기 위한 적절한 기법이 필요하다. 본 논문에서는, 정상상황에서의 전리층 경향분석을 위해 ionosphere exchange(IONEX) 데이터를 이용하여 태양극대기 및 극소기, 위도, 계절 등에 의한 전리층 경향을 분석해보았다. 분석한 정상상황 전리층을 바탕으로 경향성이 제거된 감시값을 설정하고, 전리층 교란의 지속성을 이용한 원거리 교란검출 기법을 설계해 이에 대한 오경보율을 분석하였다. 결과적으로 전리층 지연의 2차 미분 값이 감시값으로 선정되었으며, 오경보율은 1.4e-6수준으로 나타났다. 설계한 기법을 2011 도호쿠 대지진 발생 시 수집된 데이터에 적용하여 교란 검출을 확인하였다.

탄소시장의 변동성이 주가변동성에 미치는 영향에 관한 실증연구 : 유럽의 철강산업과 시멘트산업을 중심으로 (An Empirical Study on the effects of volatility of carbon market on stock price volatility : Focusing on Europe iron and cement sector)

  • 이동우;김영덕
    • 국제지역연구
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    • 제21권4호
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    • pp.223-245
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 다변량 GARCH(DCC)모형을 이용하여 탄소시장과 주식시장간 상호 영향력을 분석하는 데 있다. 탄소시장은 유럽 배출권거래제(EU ETS)의 탄소가격을, 주식시장은 에너지 소비와 탄소 배출이 상대적으로 많은 유럽의 철강 및 시멘트부문의 주식가격을 대상으로 하였다. 또한, 상관계수 분석을 통하여 시장간 상관관계 변화를 분석하였다. 이를 통해, 새로운 상품인 탄소시장의 시장성 확대(또는 배출저감 확대) 여부를 확인해 보았다. 기존 연구와 달리, (1) 배출권거래제 시작부터 2단계가 완료된 시점인 2012년까지의 자료를 모두 활용하며 (2) 전력부문에 집중된 기존연구와 달리 두 번째로 에너지 다소비 탄소 다배출부문인 철강과 시멘트부문을 대상으로 하며 (3) 수익률의 영향뿐만 아니라 변동성의 파급효과를 추가하며 (4) 시장의 동시적 상관성을 고려하여 다변량 변동성 모형인 DCC(Dynamic Conditional Correlation) 모형을 활용하였다. 분석결과, 가격 전이효과가 미미하고, 변동성 전이효과도 금융위기라는 외부충격에 의해 2단계에서 소멸하여 양 시장간에는 약한 상관관계를 유지하는 것으로 나타났다. 탄소시장과 주식시장간 상관관계는 약간 상승하는 추이를 보이지만 뚜렷한 변화를 발견하지 못하였다. 따라서, 탄소배출권은 하나의 상품으로서 금융시장으로의 시장성 확대가 미진한 것으로, 또는 배출저감이라는 본연의 역할을 수행하지 못하고 있는 것으로 해석할 수 있겠다.

싱가포르 2017: 포스트-리콴유 시대의 도전과 과제 (Singapore 2017: Challenges and Prospects in the Post-Lee Kuan Yew Era)

  • 강윤희;최인아
    • 동남아시아연구
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    • 제28권1호
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    • pp.83-120
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    • 2018
  • 2017년은 리콴유라는 구심점을 잃은 싱가포르의 여러 도전 과제들이 부각된 한 해였다. 첫 여성 대통령이 탄생하였지만 국민들은 새로 개정된 대통령 선출 방식에 대해 불만을 표출하였다. 리셴룽 총리의 권력 남용 논란은 온 국민을 충격에 빠트렸으며, 집권당은 차기 승계 구도에 대한 명확한 청사진을 제시하지 못했다. 경제적으로는 보호무역주의 극복과 증세 압박에 놓였으며, 중국의 외교 압박이 거세지면서 실용주의 외교의 실효성에 대한 의문이 제기되었다. 리셴룽 총리의 9월 방중으로 중국과의 관계는 다소 회복되었지만, 2018년 아세안 의장국으로서 미-중 사이에서 아세안의 중심성을 이끌어야 하는 난제를 안게 되었다. 한편 사회문화적인 측면에서 2017년은 싱가포르 사회가 좀 더 성숙한 다인종, 다문화 사회로 나아가고, 서로의 다양성과 다름을 추구하는 한 해였다. 특히 할리마 야콥 대통령의 당선은 말레이계이자 여성인 이중 약자가 대통령이 될 수 있다는 싱가포르의 통합적인 면모를 상징적으로 내보일 수 있는 좋은 기회가 되기도 했다. 하지만 동시에 싱가포르 정부가 정치적 의도와 목적으로 주창하는 '상징적'인 다양성이 아니라 실질적인 차원에서 소수 집단의 권익과 다양성이 인정되는 좀 더 통합적인 사회로 나아가야 함이 강조되는 계기도 되었다. 따라서 2018년 싱가포르 지도층은 후계구도를 명확히 함으로써 현재 직면한 여러 도전 과제들을 풀어나가려 할 것이며, 이를 통해 싱가포르 사회는 다인종, 다문화의 다양성을 포용할 수 있는 보다 통합적인 사회로 나아갈 것이라고 전망된다.

전북 진안 남학계(南學系) 금치인(金致寅)의 삶과 유불선(儒佛仙) 상합론(相合論) 일고(一攷) (A Study on the Kim Chi-in's Life and Confucianism-Buddhism-Taoism-Unity of Namhak line on Jinan in Junbuk)

  • 박순철;이형성
    • 한국철학논집
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    • 제32호
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    • pp.185-213
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    • 2011
  • 조선은 19세기 내우외환(內憂外患)으로 인해 큰 충격과 시련을 겪는다. 당시 사상계는 유불선(儒佛仙) 삼교가 서로 융화되지 못하였다. 몇몇 선각자는 사상과 시대를 반추하고서 유불선 삼교를 합일(合一)시켜 민생의 삶과 심정을 어루만져주면서 궁극적으로 국가의 태평성대를 도모하였다. 그들의 유불선 합일은 심신수련과 체험에 입각한 것이 많았다. 연담(淵潭) 이운규(李雲圭)는 유불선 합일사상으로 새시대를 갈망하였다. 그의 사상은 두 계열로 나누어진다. 그 하나는 광화(光華) 김치인(金致寅)으로 계승되는 계열이고, 다른 하나는 "정역(正易)"을 저술한 일부(一夫) 김항(金恒)의 계열이다. 본 논문은 김치인의 삶과 유불선 합일사상을 다루었다. 김치인은 이운규의 아들 이용래에게 나아가 수학한 이후 여러 영산(靈山)들을 찾아 심신을 수련하면서 신비한 종교적 체험을 통해 자신의 교학(敎學)를 세웠다. 그는 이론적 교학을 세우는 데 도(道)를 중시한다. 도의 근원은 하늘에서 나온 것으로 여긴다. 그 도는 인간의 사유양상으로 인하여 '유교'와 '불가 선가'로 구분되었으나 궁극적으로는 '하나이다'는 것이다. 그 '하나'임을 설명할 때 성리학적 개념 즉 '음'과 '양', 그리고 '체'와 '용'을 원용하였다. 즉 '도'의 양면으로 '음'과 '양' 그리고 '체'와 '용'이 있는 것처럼 김치인은 유불선 어느 한편에 치우치지 않고, 오로지 '음'이고 '체'인 '불가 선가'의 신령설(神靈說)을 중심으로 '양'이고 '용'인 유교의 윤리설을 합설하여 하나의 구심을 찾고자 하였다. 특히 그는 심신을 수련하는 데 노래를 읊조리고 춤을 추는 영가무(詠歌舞)를 추구하였다. 이러한 유교의 윤리나 불가 선가의 수련은 궁극적으로 구심이 없는 당시 민초나 처사들에게 도의 실현을 촉구하면서 참다운 선을 지향하도록 것이었다. 김치인의 유불선 합일 사상은 전통적 고유사상을 지니고 있으면서도 보편성을 지향하고 있기에, 이에 대한 고찰은 김치인과 그 후학들의 정체성을 되돌아보는 계기를 줄 것이다.