• 기계저널
• /
• 제16권4호
• /
• pp.41-48
• /
• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권6호
• /
• pp.651-659
• /
• 2011

최근 열출력이 향상된 신규 원자력발전소의 개발이 증가하고 있으며 배관계에 가해지는 모멘트 및 하중의 크기도 증가하는 경향이므로 배관의 파단전누설(LBB) 적용조건 여유도가 작아질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 배관에서 LBB 적용조건을 만족시키기 위한 추가적인 여유도 확보의 한 방법으로써 균열의 비선형과 재료물성치를 고려하는 방법을 제시하였다. 균열 및 재료의 비선형을 고려하기 위하여 유한요소해석과 보(beam) 이론을 병용하였다. 원자력 배관을 모델로 하여 본 논문에서 제안한 방법으로 LBB 균열안정성 해석을 수행하였으며, LBB 여유도가 낮은 위치에서 균열 및 재료 비선형을 고려함으로 써 추가적인 LBB 여유도를 확보할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.307-314
• /
• 2009

본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴해석을 위한 공간프레임의 정식화, 분기경로 추적을 위한 pin-pointing 및 분기경로 전환알고리즘을 기술하고 있다. 복잡한 좌굴 후 거동특성을 파악하기 위한 본 연구의 공간프레임요소는 오일러리안 좌표계에 의한 유한회전이론으로 강체변형을 계산하였고, 굽힘효과가 고려된 보-기둥식을 적용하여 적은 개수의 요소의 사용으로도 정해를 얻을 수 있도록 하였으며, 후좌굴해석과 같은 고도의 비선형해석을 수행하기 위해 기하강성행렬의 모멘트에 대한 영향을 고려하였다. 분기좌굴에 의한 좌굴후 평형상태인 주경로와 분기경로의 pin-pointing 알고리즘으로 특이점을 계산하였으며, 고유치 및 고유모드를 이용한 본 연구의 수치알고리즘에 의해 분기경로를 추적하였다. 분기좌굴 해석예제로 평면프레임, 평면아치 및 공간돔에 대한 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권4호
• /
• pp.469-476
• /
• 2023

반복하중이나 동적하중에 대한 지반의 소성모델은 지반구조물의 비선형 수치해석에 매우 중요하다. 단일 항복면 모델은 반복하중에 대해 선형적 거동을 보이는 반면, 개발된 탄성영역이 없는 J₂-경계면 소성모델은 동일한 물성치로 효과적으로 지반의 비선형성을 모사할 수 있다. 경계면 내부 항복면의 반경을 0으로 수렴시켜 탄성영역이 사라지도록 수식화하고, 소성경화 계수과 팽창률을 이용하여 소성변형 증분을 정의하였다. 개발된 모델의 응력-변형률 증분식을 제시하고, 쌍곡선 모델에 대한 소성경화 계수를 유도하였다. 삼축압축조건과 얕은기초의 반복하중에 대한 비교해석은 개발된 모델의 안정적인 수렴성, 이론식과의 일치성, 그리고 이력경로을 보여 주었다. 또한, 수정된 쌍곡선함수에 대한 소성경화 계수를 제시하여, 1차원 등가선형모델에 부합하는 모델변수 산정법을 제안하여 지반의 다차원 거동을 모델링할 수 있도록 하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제11권4호
• /
• pp.253-265
• /
• 1998

본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제12권11호
• /
• pp.864-872
• /
• 2002

In this study, the effect of planform curvature on the stability of coupled flow/structure vibration is examined in transonic and supersonic flow regions. The aeroelastic analysis for the frequency and time domain is performed to obtain the flutter solution. The doublet lattice method(DLM) in subsonic flow is used to calculate unsteady aerodynamics in the frequency domain. For all speed range, the time domain nonlinear unsteady transonic small disturbance code has been incorporated into the coupled-time integration aeroelastic analysis (CTIA). Two curved wings with experimental data have been considered in this paper MSC/NASTRAN is used for natural free vibration analyses of wing models. Predicted flutter dynamic pressures and frequencies are compared with experimental data in subsonic and transonic flow regions.

• KDI Journal of Economic Policy
• /
• 제17권3호
• /
• pp.3-54
• /
• 1995

외환(外換) 및 자본자유화(資本自由化)의 진전에 따라 환율(換率)의 변동폭이 커지면서 환율(換率)이 국제수지(國際收支)에 미치는 영향에 대한 관심이 높아지고 있다. 환율(換率)이 국제수지(國際收支)에 미치는 효과는 일차적으로 우리나라 수출입함수(輸出入函數)의 가격탄력성(價格彈力性)에 의해 결정되므로 정확한 탄성치(彈性値)를 추정하는 일은 이론적으로나 정책적으로 매우 중요한 의미를 갖는다. 본고에서는 우리나라 수입함수(輸入函數)의 소득(所得) 및 가격탄성치(價格彈性値) 추정에 있어서 사용 가능한 두가지의 가격지수(價格指數), 즉 수입단가(輸入單價)와 수입물가(輸入物價) 중 어느 것을 사용하는 것이 바람직한 것인지를 살펴보고 이중 이론적으로 우월한 지수를 이용하여 수입함수(輸入函數)의 소득(所得) 및 가격탄성치(價格彈性値)를 추정하고자 하였다. 분석으로부터 얻는 중요한 결론(結論)은, 우리나라의 경우 수입함수(輸入函數)의 분석에 있어서 수입단가(輸入單價)보다는 수입물가(輸入物價)를 이용하는 것이 더 적합하리라는 점이다. 이는 또한 우리나라 실질(實質)GNP의 추계에 있어서 현재의 수입단가(輸入單價) 이용방식에서 수입물가(輸入物價) 이용방식으로 편제방법을 바꾸는 것이 바람직하다는 것을 의미한다. 이같은 결론은 이론적, 실증적인 변에서 아래와 같은 네가지 이유에 근거한다. 먼저 이론적인 면에서는 첫째, 수입단가(輸入單價)가 물가지수(物價指數)로서 갖추어야 할 통계적 일관성을 갖추지 못하고 있다는 점을 지적할 수 있다. 즉 수입단가(輸入單價)는 어느 일정 규격조건(規格條件)의 상품가격(商品價格)을 일관성 있게 추적하는 것이 아니므로 잡다한 품질규격의 평균가격(平均價格)으로 나타날 가능성이 높으며 이러한 변에서 가격변화(價格變化)를 정확히 반영하지 못한다. 둘째, 수입단가지수(輸入單價指數)는 가격변화(價格變化)가 전혀 없을 때에도 총수입(總輸入)의 품목별 구성(構成)이 바뀌면 변동하는 속성을 지니고 있어 가격변동(價格變動) 상황(狀況)을 오도할 가능성을 지니고 있다. 다음으로 실증적인 면에서는 첫째, 수입단가(輸入單價)를 이용한 수입함수(輸入函數)에서는 가격변수(價格變數)의 계수(係數)가 이론상 기대되는 것과는 반대되는 부호를 가짐으로써 수입함수(輸入函數))로서의 기본적인 요건을 만족시키지 못하는 것으로 나타나고 있다. 둘째, 단가지수(單價指數)를 이용한 경우 소득(所得)과 상대가격(相對價格)을 회귀변수로 하는 수입함수(輸入函數)에서 장기안정적인 균충관계(均衝關係)가 존재하지 않은 것으로 판명되었다. 반면 수입물가(輸入物價)를 이용한 수입함수(輸入函數)에서는 각 변수의 계수(係數)가 이론적 기대치에 부합하였으며 장기안정적인 균충관계(均衝關係)가 성립하는 것으로 나타나고 있다. 한편 미국에서는 수출입단가지수(輸出入單價指數)의 문제점에 대한 오랜 연구 결과, 1989년부터 단가지수(單價指數)의 편제를 아예 중단하는 조치를 취한 바 있으며, GNP추계에 있어서도 종래의 수출입단가(輸出入單價) 대신 수출입물가(輸出入物價)를 이용하는 방식으로 그 편제방법을 변경한 바 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.34-40
• /
• 2005

초소형 비행체에 대한 연구는 주로 추진, 제어, 저 레이놀즈 수에서의 고양력 형상, 무선통신 부품의 소형화 및 경량화 등의 문제에 초점이 맞추어져 왔다. 본 연구에서는, 경량의 비행체 구조에 적합한 복합재료를 적용하여 초소형 비행체의 구조 개념설계를 수행하였다. 설계된 초소형 비행체 구조의 하중경로와 응력분포를 파악하기 위해 MSC/NASTRAN의 공탄성 모듈을 이용하여 하중 및 구조해석을 동시에 수행하였다. 3개의 대칭기동, 2개의 반대칭기동, 4개의 비대칭기동 조건들에 대해 초소형 비행체의 안정미계수를 추출하였다. MSC/NASTRAN의 공력이론은 초소형 비행체 해석에 적합하지 않을 수 있으나 균형해석과 하중해석에 전통적으로 사용된 방법으로 매우 효과적인 방법이며 보다 정교한 이론이나 실험결과에 기초한 보정으로 보완될 수 있다. 구조해석 결과 공기력 보다는 탑재체에 의한 관성력이 주요 하중임을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.493-499
• /
• 2010

해상부유식 항만부두인 모바일 하버에는 일반 지상설치식 크레인과는 다른 구조를 가진 크레인이 설치되어 있다. 그리고 상부에 설치되어 있는 크레인은 파고에 따른 모바일 하버 전체의 동적 안정성에 지대한 영향을 미친다. 본 연구는 해상상태 3의 파고에 따른 모바일 하버용 크레인의 롤링 동응답 해석에 관한 내용으로서, 이론과 수치해석 기법으로 구성된 2단계 해석절차를 적용하였다. 선형파고이론에 따라 강체로 가정한 모바일 하버의 롤링응답을 이론적으로 계산하고, 모바일하버 본체의 롤링에 따른 탄성체 크레인의 롤링 동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 모바일 하버 본체와 직접 접하는 파고의 동적 연계효과는 부가질량 기법으로 반영하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.279-287
• /
• 2013

세장한 부재에 압축력이 작용할 때, 부재는 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 상실하고 파괴에 도달하게 된다. 이러한 현상으로 인한 부재의 파괴는 종국적으로 구조체에 위해를 가하게 되어 붕괴원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 세장한 부재에 압축력이 작용할 경우 부재가 탄성좌굴이 발생하기 이전에 항복하도록 유도하는 장치(응력제한장치)를 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 특히, 본 논문에서는 응력제한장치로서 면외저항판 방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험의 변수는 면외저항판의 두께 및 저항판의 경사도이다. 실험 및 해석결과 면외저항판 실험체는 항복후 소성영역에서 내력의 큰 저하없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효성이 확인되었다.