• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.545-550
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• 2023

차량 충돌 시 벨트를 잡아당겨 탑승자의 상해 가능성을 최소화하기 위한 안전장치인 프리텐셔너는 화약 폭발 방식으로 구동되므로 화재나 파편이 튀는 2차 사고의 위험이 있으며 사고 발생 후 프리텐셔너 내부의 가스 발생기 뿐만 아니라 매니폴더를 포함한 연결 부품 모두를 교체해야 하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 안전하고 반영구적으로 사용이 가능한 탄성력 기반 프리텐셔너를 제안한다. 기존 프리텐셔너의 작동 원리를 열역학적/동역학적 관점으로 분석한 후 프리텐셔너 전개를 위해 필요한 가스 폭발에너지를 탄성에너지로 변환하였다. 또한 비감쇠 진동해석을 통해 프리텐셔너 작동시간을 확인하였으며 폭발 압력과 전개 시간 조건을 모두 만족하는 스프링 강성을 선정하였다. 스프링 부착 위치에 따른 차량 내부 설치 규격을 고려하여 코일 스프링 형상 및 고정부를 설계하였으며 제작을 통해 탄성력 기반 프리텐셔너의 성능 검증을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.5-17
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• 2022

최근, 잔교식 말뚝 구조물의 응답스펙트럼해석 시 지반-말뚝 상호작용을 모사하기 위해 가상고정점(virtual fixed point) 및 탄성지반스프링(elastic soil spring) 방법에 관한 몇몇 연구가 수행되어 왔다. 그러나, 가상고정점 방법 및 탄성지반스프링 방법의 경우 지진 가속도 크기에 따라 변하는 지반 스프링 강성을 적절히 고려할 수 없으며, 현재까지 이를 고려한 잔교식 말뚝 구조물의 응답스펙트럼해석에 관한 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 지진 가속도 크기에 따라 변하는 지반 스프링 강성을 고려하여 응답스펙트럼해석을 수행하였으며, 기존에 제시된 가상고정점 및 탄성지반스프링 방법과의 비교를 통해 잔교식 말뚝 구조물의 동적 거동을 평가하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 가상고정점 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 117% 발생하였고, Terzaghi(1955) 탄성지반스프링 모델의 경우 모멘트 차이가 최대 21% 발생하였다. 반면, API(2000) p-y 곡선을 바탕으로 지진 가속도 크기에 따라 변하는 지반 스프링 강성을 고려하여 응답스펙트럼해석을 수행하는 경우 실험 및 해석의 모멘트 차이가 최대 4% 미만으로 도출되어 실험모델의 응답을 가장 적절히 모사하는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.11-21
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• 2008

여러 가지 하중을 받는 임의의 탄성 경계 지지된 판과 쉘의 기하학적 선형 및 비선형해석을 수행하였다. 가정변형률 9절점 쉘 요소를 이용하였으며, 임의의 탄성 경계 지지를 표현하기 위해 6개의 자유도를 갖는 스프링 요소가 사용되었다. 탄성 경계지지 구조물 해석의 응용을 위하여, 여러 형태의 단부 지지를 받는 판과 쉘이 분석되었으며, 이들 단부 지지에 대한 휨 거동을 정확히 얻을 수 있었다. 6개의 스프링으로 표현된 탄성 경계 지지 조건에 대하여 적절한 결과를 얻을 수 있었다. 해석 결과로부터 본 연구의 해석 방법이 임의의 탄성 경계 조건을 갖는 판과 쉘의 거동을 해석하는데 폭넓게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 오토저널
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• 제4권3호
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• pp.18-23
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• 1982

최근 자동차의 고속경향화 추세는 많은 진전을 보고 있으며 또 앞으로도 많은 연구와 노력이 경주되어야 하리라고 본다. 그 가운데 하나로 스프링의 경량화는 대략 다음과 같은 3방향에서 연구되고 있다. 1) 복합재료, 즉 GFRP(carbon fiber reinforced plastics), 나아가서는 BFRP(born fiber reinforced plastics)의 탄선과 경량성을 이용한 스프링. 2) 형상, 즉 구조적인 면에서 스프링소재를 후판으로 사용함으로서, 다매물에서 단매 또는 소수 매의 거물곡선 스피링(parabolic taper spring)으로의 변진. 3) 고응력 사용, 즉 종래의 스프링량보다 높은 탄성을 가진 재료로써 스프링 응력을 톺게 사용할 수 있는 강종의 개발 등이다. 특히 3)의 탄성한을 \ulcorner이는 문제는 2)의 후재화와 더불어 열처리성, 가공성 등이 문제가 되어 이에 따라 신강종으로서의 변천을 강요하게 된다. 그러므로 국제경쟁력을 강화하기 위하여 각국 들이 활발하게 연구 및 개발을 추진하고 있는 현상이다. 우리나라의 경우 현재 제작기술은 어느 정동 많이 축적되고 있으나, 아직 R&D면에서는 점진적으로 추진되고 있다. 이와 같은 실정에서 자동차산업의 국제화와 더불어 종래 사용된 스프링강재의 재검토가 우리나라에서도 긴급히 필 요하게 되었따. 그 예로서 KS SPS5(JIS SUP9)의 강종이 종래 일본에서 자동차용스프링의 대 종을 이루고 있던것이 최근에는 SUP9A로 전환되고 있다. 이것은 SUP9A는 SUP9보다 기계적 성질이 우수하며, 또한 자동차분야의 세계제일위인 미국의 SAE5160재와 일지되고 있다. 그러므로 국제화 경향과 더불어 SUP9종은 SUP9A로 전환되고 있으므로서 우리 나라의 경우에도 자동차 스프링의 수출용은물론이고, 국내용에도 SUP9A에 해당하는 규격이 제정되고, 또한 빠른 전환이 필요하다고 본다. 이와 같은 국제적인 추세는 SUP6을 SUP7H종으로 더욱 향상된 것이 실용 화되고 있다. 아래에서 이에 대한 기계적 특성을 중심으로 검토키로 한다.

• 기술사
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• 제20권3호
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• pp.5-14
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• 1987

연속체의 해석에 있어서, 특별한 경우를 제외하고는, 구조물의 개략적인 거동을 파악해야 될 경우가 종종 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 강체요소법(Rigid Element Method)이라 불리우는 새로운 해석법이 개발되었다. 강체요소법은 원래 평정연구실에서 벽식프리캐스트 철근콘크리트 구조물의 탄소성해석을 하기 위해서 개발된 해석법에 착안하여, 내수벽과 같은 연속체에 적용함으로서 시작된 수치해석법이다. 그 후 저자들은 도통쉘, 구형쉘 혹은 이들이 조합된 쉘구조물에 적용할 수 있도록 개발 확장하였다. 강체요소법의 기본개념은 연속체의 분해된 각 요소를 강체(rigid body)라고 가정하고, 각 요소들은 요소의 강성으로 치환된 가상스프링으로 서로 연결되어 있다고 가정하여, 이 가상스프링의 거동을 평가함으로서 전체구조물의 거동을 파악하는 해석법이다. 이때 요소의 주변에 취해진 스프링은 해석을 단순화하기 위해서 축력, 면내전단력 및 면외전단력만을 전달한다고 가정하고, 요소의 강체변위(자유도)는 요소내의 임의의 한 점에서 취하며, 이 점에서의 강체변위(rigid displacements)는 요소의 주변에 취해진 스프링을 통하여 다른 요소로 전달된다. 상기와 같은 강체요소법의 개념을 연속체의 탄성 및 탄소성해석에 적용하면, 해석적 개념이 단순할 뿐만 아니라 구조물 전체의 자유도수를 대폭 줄여 컴퓨터 계산시간을 절약할 수 있는 잇점이 있고, 거시적인 모델(macroscopic modeling)과 미시적인 모델 (microscopic modeling)의 중간적인 성격을 가지기 때문에 구조물의 파괴상황에 대해서도 그 개략을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 강체요소법을 보다 일반화된 해석법으로 개발, 확장하기 위해서 종전에 단층스프링시스템(single-layer spring system)으로 해석이 어려웠던 문제점들을 보완한 복층프링시스템(double-layer spring system)을 사용함으로서 휨, 비틀림의 효과를 파악할 수 있는 이론적 개념을 적용한 새로운 구요소, 원통요소 및 평면요소를 개발하고, 이러한 강체요소들의 적합매트릭스의 유도 및 해석저긴 방법을 정식화하였다. 또 휨, 비틀림 및 전단력의 효과를 고려한 사각형원통요소 및 능형원 통요소를 이용하여 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석할 수 있는 프로그램을 개발하고, 이 프로그램으로 캔틸레버로된 연속형철근콘크리트 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석에 적용하여 구조물의 거동에 관한 수치해석의 결과, 즉 내력의 분포, 균열의 진전, 파괴의 상황 및 변형의 상태 등을 파악해 보았다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.347-352
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• 2020

본 연구는 현장측정결과를 바탕으로 도시철도 침목플로팅궤도 (STEDEF)에 사용되는 침목방진패드의 스프링 강성 변화율에 따른 궤도충격계수 변화수준의 경향성을 분석하고, 현장측정결과와 실내 700만회 피로시험결과의 상관관계를 입증하였다. 또한 도시철도 STEDEF 궤도구조에 사용되는 침목방진패드의 비선형 피로거동특성이 고려된 침목방진패드의 피로영향선도를 제시하였다. 현장측정결과를 바탕으로 분석한 궤도충격계수-궤도지지강성 선도의 침목방진패드 스프링강성 변화율 30% 이상에 대한 궤도충격계수의 비선형 특성이 피로시험결과와 일치하는 것으로 분석되었다. 대부분의 침목방진패드 시료에서 침목방진패드 규격서에서 명시한 정, 동적 스프링강성 기준치를 상회하는 수준으로 나타났으며, 작은 하중범위에서의 변위가 큰 침목방진패드의 소재적인 특성을 감안할 때 열차하중을 부담하는 침목방진패드의 전체적인 탄성변위량이 클수록 연행집중하중으로 작용하는 열차 하중에 의한 탄성변위의 회복속도가 늦어지고 탄성변위향은 작아지게 되므로 정적 대비 동적 스프링 강성의 비가 커지게 된는 것으로 분석되었다.

• 한국안전학회지
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• 제16권4호
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• pp.208-212
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• 2001

미분구적법(DQM)을 이용하여 헬리컬 스프링(helical spring)의 2차원적 탄성 문제를 계산하였다. 헬리컬 스프링의 직사각형 및 정사각형 단면적에 축방향 하중(axially loaded)이 작용했을 때의 탄성 전단 응력(elastic shear stress)을 계산하였다. 미분구적법의 결과를 다른 수치해석(successive approximation) 결과와 비교하였으며, 미분구적법은 적은 요소(grid point)를 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었다

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제17권4호
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• pp.87-96
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• 2020

In this study, a variable elasticity spring was applied to improve the pressure control precision of conventional relief valves. The equilibrium equation of the forces acting on the valve poppet was derived; it is demonstrated that matching the elastic rate of the pressure-adjusting coil spring to the equivalent elastic rate of the flow force improved the pressure override. The procedures that were used to design the variable elasticity spring are presented, and some applications of the variable elasticity spring are also introduced. Computer simulations were used to analyze three cases: a poppet-closed flow force structure, a poppet-open flow force structure with a constant elasticity spring, and a structure containing a variable elasticity spring. It is confirmed that the pressure control precision of the relief valve can be significantly improved upon by applying a variable elasticity spring to the poppet-open flow force structure.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권8호
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• pp.1276-1290
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• 1997

The previous elastic stiffness formulas of leaf type holddown spring assemblies(HDSs) have been corrected and extended to be able to consider the point of taper runout for the TT-HDS and all the strain energies for both the TT-HDS and the TW-HDS based on Euler beam theory and Castigliano'stheorem. The elastic stiffness sensitivity of the leaf type holddown spring assemblies was analyzed using the derived elastic stiffness formulas and their gradient vectors obtained from the mid-point formula. As a result of the sensitivity analysis, the elastic stiffness sensitivity at each design variable is quantified and design variables having remarkable sensitivity are identified. Among the design variables, leaf thickness is identified as that of having the most remarkable sensitivity of the elastic stiffness. In addition, it was found that the sensitivity of the leaf type HDS's elastic stiffness is exponentially correlated to the leaf thickness.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.337-338
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• 2003

PTT(poly trimethylene terephthalate)섬유는 PET(polyethylene terephthalate)섬유에 비하여 탄성 (elasticity)가 우수하고 염색성이 PET와 유사한 점에서 차세대섬유로 분류되고 있다. 분자의 구조가 trans-trans의 fully extended chain(rod shape)형태인 PET에 비하여 trans-gauche-gauche-trans의 스프링과 같은 extended zigzag(helix shape)이어서 탄성회복성이 우수하다. 또한 PTT의 탄성계수값은 PET에 비하여 $\frac{1}{2}$정도이다. 의복을 착용중 신장과 수축을 반복하는 과정에서 섬유는 탄성을 점차 상실하게 되는데, 이 응력완화의 변화특성에 따라서 착용감이 영향을 끼친다. (중략)