• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.31-37
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• 2022

본 연구에서는 복합재료 블레이드의 최적 구조설계 프레임워크를 개발하고 이를 헬리콥터 블레이드에 적용하여 구조설계를 수행하였다. 개발된 최적 설계 프레임워크는 유전자 알고리즘과 입자 군집 최적화 알고리즘을 결합한 PSGA를 활용해 구성하였다. 이는 블레이드 단면에 대한 유한요소 모델 생성, 2차원 단면 유한요소 해석, 그리고 1차원 회전 보 해석의 단계를 거쳐 최적화 결과를 도출해낸다. 설계 과정에서 각 단면들은 B-spline으로 구성되며, 유한요소 생성 프로그램인 Gmsh를 활용해 모델링 된다. 이를 활용하여 최적화 과정에서 각 변수마다 대응되는 2차원 유한요소모델을 생성해 블레이드의 구조해석을 수행했다. 본 연구에서 제안한 프레임워크를 HART II 블레이드에 적용하여 최적 구조 설계를 수행했다. 최적 설계 결과 회전익 로터에서 요구하는 구조적 특징을 유지하면서, 공진회피와 질량 등의 조건이 개선된 블레이드 형상을 도출하였다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.340-346
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• 2022

본 연구에서는 복합재료 블레이드에 대한 최적 구조설계 프레임워크를 구성하고, 이를 헬리콥터 블레이드에 적용하여 최적 구조설계를 수행하였다. 단면 형상의 경우 C형 및 D형 스파를 선택할 수 있게 구성하였으며, 최적설계 프레임워크는 유전자 알고리즘과 입자 군집 최적화 알고리즘을 결합한 PSGA를 활용하였다. 단면의 기하학적 모델링은 B-spline을 이용하여 구현하였고, 유한요소 모델 생성 프로그램 Gmsh를 통해 단면 유한요소모델을 만든 뒤 단면 해석 프로그램인 Ksec2D를 사용하여 구조해석 결과를 도출하였다. 본 최적설계 프레임워크를 HART II 블레이드에 적용하여 최적 구조설계를 수행한 결과, C형 스파 모델은 기준 형상 대비 무게 7.39%, D형 스파 모델은 6.65% 감소하였으며, 이때 전단중심은 모두 공력중심과 인접한(5% 이내) 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 일반적인 헬리콥터 블레이드의 단면에 적용할 수 있는 최적 구조설계 프레임워크의 유효성을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제5권4호
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• pp.74-81
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• 1996

This paper is to estimate sizing design sensitivity of linear and nonlinear vehicle frame structure using structural ananlysis result from ANSYS. Using design sensitivity results, optimal design of plane vehicle frame structure with buckling constraint is carried out the gradient projection method. Optimal design results are compares gradient projection method resrult with SUMT result.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.311-313
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• 2014

전동기는 산업 전 분야에 걸쳐 다양하게 사용되는 회전기기로서, 소형화, 경량화, 고속화하는 추세에 있다. 이는 전동기 프레임의 구조강성을 약화시키고, 축계 위험속도를 낮춤으로써 진동에 취약한 구조를 가지게 된다. 회전체 진동 관련 규정 중 API 684 에서는 베어링 지지강성이 베어링 강성에 비해 3.5 배 이하인 경우 베어링 지지강성이 위험 속도 해석 모델에 포함되어야 함을 명시하고 있다. 산업 현장에서는 베어링 지지강성을 정확하게 산출하기 어려워 이를 고려하지 않고 회전체를 설계하는 경우가 많아 실제 조건에서 예측하지 못한 진동 문제가 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 전동기 베어링 하우징 및 프레임에 대한 가진 시험을 통해 얻은 주파수 응답함수의 실수부를 분석하여 베어링 지지강성을 추출하는 방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 유한요소 해석모델을 이용하여 베어링 지지강성을 해석적으로 예측하는 기법을 정립하였다. 추출된 베어링 지지강성을 축계 해석 모델에 포함하여 베어링 지지강성 포함 유무에 따른 축계 위험속도 및 안정성을 비교하였다. 그 결과 베어링 지지강성을 포함한 경우, 보다 정확한 위험속도 및 진동응답 수준을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.300-307
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• 1999

신경망기법을 이용한 구조물접합부의 손상평가기법을 제안하였다. 신경망기법의 성능을 개선하기 위하여 노이즈첨가학습을 수행하였으며 효과적인 손상평가를 위하여 부분구조추정법 및 data perturbation scheme을 도입하였다. 10층 프레임구조물에 대한 수치해석과 2층 프레임구조물에 대한 실험연구를 통하여 제안기법을 검증하였다 계측지점이 부분구조로 제한되고 계측자료가 노이즈를 포함하는 경우에는 제안기법이 효과적으로 적용될수 있음을 알 수 있었으며 실험을 통하여 실제 구조물에 대한 제안기법의 적용성을 평가힐 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.565-568
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• 2012

승차감이나 안전에 관련된 부분 중 하나인 자동차 시트는 차량 주행시 전달되는 충격이나 진동을 적절하게 흡수하여 승객에게 안락성을 제공한다. 또한 이러한 여건을 만족시키면서 승객의 안전을 보장하는 충분한 강성과 강도를 가져야 한다. 자동차 시트는 2가지의 모델로 설계를 하고 구조 해석을 하였다. 그 결과, 시트 백프레임의 모델 (b)가 (a)보다 적은 변형량과 피로 수명을 보였고. 모델의 중앙에 해당되는 허리부분에서 가장 많은 변형량과 파손 가능성을 보였다. 고유진동수를 적용한 진동해석에서, 모델(a)의 경우는 모델의 바깥쪽에서 안쪽으로 변형이 되었고, 모델(b)의 경우는 모델의 안쪽에서 바깥쪽으로 변형이 되었다. 전반적으로 모든 면에서 모델(b)가 (a)보다 구조적으로 안전하다고 사료된다.

• 한국음향학회지
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• 제15권5호
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• pp.99-106
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• 1996

컴프레서의 소음은 냉장고로부터 발생하는 전체 소음레벨중 높은 기여를 나타낸다. 그리고, 컴프레서로부터 방사되는 소음의 상당부분이 컴프레서 쉘의 진동에 의해 방사되는 소음이다. 본 연구에서는 컴프레서 쉘의 동특성을 규명하기 위하여 범용 구조해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 이용하여 컴프레서 쉘을 여러 분계로 분리하여 해석한 뒤, 부분구조 합성법을 이용하여 전계의 동특성을 규명하였다. 그리고 각 분계의 변형 에너지와 운동에너지를 산정하여 각 분계가 전계에 기여하는 정도를 파악하였다. 컴프레서 소음에 가장 높은 영향을 미치는 1차모드를 고주파로 이동시키기 위하여, 1차 모드에 기여가 높은 분계의 질량과 강성을 변경하여 컴프레서 쉘의 동특성 개선 방향을 제시하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제19권4호
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• pp.504-510
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• 2010

To achieve the structural safety of the vehicle, designs in various cases are carried out by using CATIA program. It is promoted the relaxation of stresses by collisions from the front portion, the side part and the rear portion of the vehicle. In this study, we conduct a variety of design of frames for the light weight frame of the vehicle and structural analysis, to protect the driver by adding reinforced frame. In the case of such a collision, there are maximum stresses greater than yield strength of steel and a very large local plastic deformation at the collision part.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.159-168
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• 2005

탄성좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법과 2차 탄성해석기법을 이용하여 축력과 휨모멘트를 받는 강절프레임의 보-기둥부재에 대하여 개선된 좌굴설계법을 제안한다. 이를 위하여 먼저 안정함수를 이용하여 보-기둥요소의 접선강성행렬을 유도하고, 탄성좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법을 고찰한다. 또한 강절프레임에 대하여 소위 P-Delta 효과를 고려하는 2차 해석법을 제시한다. 해석예제를 통하여 먼저 2차 탄성해석과 기하학적 비선형해석에 의한 결과를 비교하여 2차 해석의 정확성을 검증하고, 강절프레임에 대한 기존의 설계법과 본 연구의 개선된 좌굴설계법에 대한 수치결과를 비교, 검토를 행한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.18-25
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• 2018

가공의 정밀도와 난삭재 가공이 요구되는 항공기부품용 공작기계의 헤드프레임 구조는 정밀 고속가공을 위해 경량화 및 절삭력에 의한 변형최소화가 필요하다. 본 논문에서는 고강성 경량화 구조 최적설계를 위해 유한요소해석을 수행하여 초기형상을 설계하였고, 컴플라이언스를 최소화하여 경량, 고강성 및 저진동 구조의 위상 최적화 설계를 수행하였다. 최적화 설계결과 프레임 중량은 17.3% 감소되었고, 최대 처짐량은 0.007 mm 이하, 고유진동수는 30.6% 증가되었다. 구조 정강성은 각 축 방향으로 증가되었고, 동강성은 축에 따라 상반된 결과를 나타내었다. 위상 최적화 설계 구조에서 저진동의 고강성을 갖는 최적화된 구조를 확인하였다.